UA139833U - Горизонтальний прямоточний капсульний гідроагрегат з сопловим підвідним, регулюючим та запірним органом - Google Patents

Abstract

Горизонтальний прямоточний капсульний гідроагрегат з сопловим підвідним, регулюючим та запірним органом містить генератор, розміщений в капсулі, підвідні та регулюючі органи, осьове робоче колесо поворотно-лопатевого типу, відсмоктувальну трубу. Підвідний орган гідротурбіни виконаний у вигляді ряду криволінійних конфузорних соплових каналів, які розміщені по колу та створюють момент кількості руху потоку перед робочим колесом, з можливістю забезпечувати оптимальну роботу гідротурбіни на підвищених напорах та одночасно виконувати регуляторну та запірну функцію.

Description

Корисна модель належить до галузі гідромашинобудування і може бути використана на гідроелектростанціях (ГЕС).

Відомі гідроагрегати горизонтально-капсульного типу з прямоосним проточним трактом, застосовувані на низьконапірних ГЕС з Н-3-25 м. (1)

Ці гідроагрегати внаслідок прямоосного підведення й відведення води і простоти форми проточного тракту при установці в низьконапірних ГЕС мають переваги перед гідроагрегатами з вертикальними поворотно-лопатевими гідротурбінами (як по пропускній здатності і частоті, так і за енергетичними показниками). При цьому габаритні розміри гідротурбінного блока значно менші, ніж в осьових вертикальних поворотно-лопатевих турбінах.

Недоліком існуючих прямоточних гідроагрегатів з турбінами такого типу є те, що вони працюють на низьких напорах до 25 м. Це пов'язано з тим, що в цих гідротурбінах відсутня спіральна камера, а момент кількості руху перед робочим колесом горизонтально-прямоточної гідротурбіни створюється колонами статора і направляючим апаратом, установленим перед робочим колесом. Тому забезпечити перед робочим колесом необхідний високий рівень моменту кількості руху тільки за рахунок статора і направляючого апарату неможливо.

Існує здвоєний прямоточний гідроагрегат із системою регулювання з потрійною комбінаторною залежністю між відкриттям направляючого апарату і кутами розвороту лопатей двох робочих коліс гідротурбін, що дозволяє суттєво підвищити середньо експлуатаційні показники, розширити зону експлуатації по напорам і витратам, підвищити ККД, і дає можливість застосування прямоточної схеми на більш високі напори. Крім цього, здвоєний прямоточний гідроагрегат дозволяє одержати більшу потужність при менших габаритах ширини блока ГЕС в плані, порівняно з двома паралельно працюючими агрегатами вертикального поворотно-лопатевого типу (21.

Основними недоліками здвоєного прямоточного гідроагрегату є велика протяжність гідроагрегату вздовж осі обертання роторів гідротурбіна-генератор, складність конструктивного виконання, що приводить до складності обслуговування роботи гідроагрегату, складність системи регулювання робочого процесу.

В основу корисної моделі поставлена задача підвищення середньоексплуатаційних і енергокавітаційних показників прямоточних горизонтальних капсульних гідроагрегатів,

Зо розширення зони експлуатації по напорах аж до 80-100 м.

Поставлена задача вирішується тим, що в турбіні безпосередньо перед робочим колесом встановлюється сопловий підвідний орган у вигляді ряду спеціально спрофільованих криволінійних (спіральних) конфузорних соплових каналів з поворотними вихідними елементами, які розміщені по колу перед лопатями робочого колеса, що забезпечують необхідний момент кількості руху для оптимальної роботи гідротурбіни при напорах до 80-100 м і рівномірних по окружному напрямку і по висоті підводом потоку до робочого колеса. Лопаті соплових апаратів при цьому грають також роль колон статора, що забезпечують надійну опору капсули гідроагрегату, а за рахунок поворотних вихідних елементів виконують регулюючу та запірну функцію підвідних органів гідротурбіни.

На фігурі 1 показаний меридіональний розріз горизонтального прямоточного капсульного гідроагрегату; на фігурі 2 представлено сопловий конфузорний канал в плані з поворотними вихідними елементами.

Горизонтальний прямоточний капсульний гідроагрегат містить металічну капсулу 1, в якій розташовуються генератор електричного струму, підшипники, підп'ятник, допоміжне обладнання; сопловий підвідний орган 2 з поворотними вихідними елементами 3; поворотно- лопатеве робоче колесо осьового типу 4; відсмоктувальну трубу прямоосного типу 5.

Горизонтальний прямоточний капсульний гідроагрегат складається з гідротурбінного і електрогенераторного обладнання.

Гідравлічна турбіна є приводом генератора електричного струму, перетворюючи енергію потоку води в механічну енергію обертання ротора генератора, та працює наступним чином.

Лопаті соплових апаратів з поворотними вихідними елементами (кромками) виконують функцію регулювання витрати (потужності) гідротурбіни та запірного органу.

Далі потік надходить через міжлопатеві канали робочого колеса осьового типу 4. При цьому розворот лопатей робочого колеса здійснюється за рахунок системи регулювання у відповідності з комбінаторною залежністю від розвороту вихідних елементів лопатей соплових апаратів, забезпечуючи мінімальні втрати енергії. Далі потік з мінімальними втратами відводиться в нижній б'єф прямоосною відсмоктувальною трубою 5.

Таким чином, застосування прямоточних горизонтальних гідроагрегатів на більш високі напори (до 80-100 м) дозволяє розповсюдити переваги цих агрегатів, такі як більш висока бо пропускна спроможність, що забезпечує більшу потужність турбіни при тому ж діаметрі робочого колеса, більш високі енергокавітаційні показники та надійність експлуатації на вищезазначені напори.

Джерела інформації: 1. Ковалев Н.Н. Гидротурбинь - Л.: Машиностроениеє, 1971, - С. 69, рис. 11.20. 2. Здвоєний прямотечійний гідроагрегат. Патент на винахід. ОА 76872: опубл. 15.09.2006.

Бюл. Мо 9.

Claims (1)

1. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ Горизонтальний прямоточний капсульний гідроагрегат з сопловим підвідним, регулюючим та запірним органом, що містить генератор, розміщений в капсулі, підвідні та регулюючі органи, осьове робоче колесо поворотно-лопатевого типу, відсмоктувальну трубу, який відрізняється тим, що підвідний орган гідротурбіни виконаний у вигляді ряду криволінійних конфузорних соплових каналів, які розміщені по колу та створюють момент кількості руху потоку перед робочим колесом, з можливістю забезпечувати оптимальну роботу гідротурбіни на підвищених напорах та одночасно виконувати регуляторну та запірну функцію. кЕЕЕККИК КК КК КК КК, дит | - ї я Ох екв і А ; і о | щи / | Я ! і шше Ж, і | ОО ЕТА ня они феннянннннення че фея дк ххллллхккккккюкьвьвиаииияя в хх нн о як фанти мошилн рт і | | і ше г ЯР ї | | І ше ро ї Х Й і | ' чит Хр сен в СЯ І ! ! каш: Ши ПІН! ох в м; Ши й | рай Х нт 7 х ож еру яння і ниви ЧИ ЧИ у : хи х Ка ! нки М ни МИТИ и и Ж Мо.

   Фіг. 1