 |
Лекция 12. Пропеллерные турбины. Радиально-осевые турбины. Схема конструкции вертикальной радиально-осевой турбины в значи-тельной степени аналогична схеме поворотно-лопастной турбины.
|
|
|
|
Лекция 12
ПРОПЕЛЛЕРНЫЕ ТУРБИНЫ
Из таблицы 10. 1 видно, что пропеллерные и поворотно-лопастные турбины применяют при почти одинаковых напорах. Пропеллерная турбина отличается от поворотно-лопастной только конструкцией рабочего колеса и механизмов его обслуживания. Лопасти рабочего колеса этой турбины (рисунок 11. 1) соединяются с втулкой жестко. Главным недостатком пропеллерных турбин является то, что отклонение нагрузки от расчетной приводит к резкому снижению их КПД. Вследствие этого они не выгодны в эксплуатации в тех случаях, где происходят значительные колебания нагрузки. Пропеллерные турбины устанавливаются преимущественно на гидростанциях малой мощности, а также на гидростанциях большой мощности со значительным количеством агрегатов. На таких гидростанциях пропеллерные турбины работают с постоянной мощностью, а поворотно-лопастные – с переменной.
Поворотно-лопастные турбины сложнее по конструкции, больше весят и стоят дороже равных по мощности и напору пропеллерных турбин. Однако энергетические преимущества поворотно-лопастных турбин в условиях работы
с переменными мощностями и напорами настолько велики, что они заняли гос-подствующее положение в области напоров до 80 м.
Рисунок 11. 1. Рабочее колесо пропеллерной турбины
Радиально-осевые турбины
По производству радиально-осевых турбин в свое время наша страна за-нимала ведущее место в мире. На Красноярской ГЭС работают изготовленные на ЛМЗ турбины, имеющие диаметр рабочего колеса 7, 5 м и развивающие мощность 508000 кВт при напоре 95 м [13]. Еще более мощные турбины уста-новлены на Саяно-Шушенской ГЭС.
|
|
|
Схема конструкции вертикальной радиально-осевой турбины в значи-тельной степени аналогична схеме поворотно-лопастной турбины.
Рисунок 11. 2. Рабочее колесо радиально-осевой турбины
Вода к турбине подводится, как правило, по спиральной турбинной каме-ре круглого сечения. Далее вода проходит через статор и направляющий аппа-рат описанной выше конструкции. Рабочее колесо (рисунок 11. 2) имеет ступи-цу 1, нижний обод 2, между которыми расположено от 14 до 22 лопастей 3. Они имеют сложную поверхность двоякой кривизны. В средних и крупных турбинах колеса бывают цельнолитыми. Особенно крупные рабочие колеса, которые целиком невозможно транспортировать, делают разъемными и собирают при монтаже на месте установки. Лопасти для малых турбин изготавливают методом штамповки и затем жестко соединяют с чугунной ступицей и нижним ободом.
Поскольку лопасти рабочего колеса не могут поворачиваться, КПД радиально-осевой турбины при отклонении режима ее работы от оптимального снижается больше, чем у поворотно-лопастной турбины.
При высоких напорах и скоростях течения воды поверхности рабочих ко-лес интенсивно изнашиваются, поэтому их изготавливают из углеродистой ста-ли повышенной прочности или из нержавеющей стали.
С увеличением напора форма рабочего колеса меняется: отношение вы-ходного диаметра к входному и относительная высота направляющего аппарата уменьшается.
За номинальный диаметр рабочего колеса D1 принимается наибольший диаметр расположения входных кромок рабочего колеса.
Для уменьшения перетока воды между вращающимся рабочим колесом и неподвижной камерой рабочего колеса предусматриваются специальные устройства. Так, для турбин Красноярской ГЭС применено щелевое уплотне-ние, имеющее очень небольшой радиальный зазор между вращающимися и не-
|
|
|
подвижными частями (1-1, 5 мм). В высоконапорных турбинах (Н > 100 150 м) для этих целей применяются лабиринтные уплотнения.
|
|
|
