 |
Диагональные гидротурбины. Ковшовые турбины
|
|
|
|
Диагональные гидротурбины
Диагональная поворотно-лопастная турбина (рисунок 11. 3) является про-межуточным типом между радиально-осевыми и повортно-лопастными турбинами и может найти применение при напорах 30-200 м. В этой турбине сочетаются положительные качества поворотно-лопастных турбин, сохраняющих высокий КПД при разных режимах работы, с хорошими кавитационными свойствами радиально-осевых турбин.
Такая турбина в СССР была предложена профессором В. С. Квятковским
в 1950 году. Ее характерная особенность – наклонное под углом к оси турбины расположение поворотных лопастей 5 рабочего колеса (рисунок 11. 3). Вследствие этого проточный тракт турбины получается спрямленным (нет поворота закрученного потока в предлопастном пространстве). Кольцевой поток за рабочим колесом сливается плавно в цилиндрический, не образуя под коротким обтекателем зоны с водоворотом и обратными скоростями. При одинаковых напорах и диаметрах диагональная турбина пропускает большой расход и дает большую мощность, и у нее почти на 50% больше частота вращения, что удешевляет генератор. Конструкция такой турбины разработана на ЛМЗ для Бухтарминской ГЭС. При напоре Н=61 м она развивает мощность 77 000 кВт. Натуральные испытания, проведенные в 1968 г., когда диагональная турбина проработала на Бухтарминской ГЭС около 10 000 ч, показали, что ее КПД выше, чем радиально-осевой, а рабочая характеристика получается более пологой. Но в кавитационном отношении диагональная турбина несколько хуже радиально-осевой.
Рисунок 11. 3. Диагональная поворотно-лопастная турбина
Угол наклона осей поворотных лопастей рабочего колеса к оси турбины у диагональных турбин может быть 60о, 45о и 30о. При угле 60о турбина стано-вится быстроходной и ее следует применять для напоров 30-60 м; при угле 45о диагональная турбина средней быстроходности предназначается для напоров 60-120 м, а тихоходные турбины с углом 30о – для напоров 120-200 м.
|
|
|
Ковшовые турбины
Наиболее распространенными из активных гидравлических турбин являются ковшовые. Значительно реже и только для малых мощностей применяются наклонно-струйные и двукратные турбины.
На рисунке 11. 4 приведена схема горизонтальной ковшовой турбины. Во-да подводится к турбине по напорному трубопроводу 1, имеющему в конце сопло 2. Из сопла струя воды с большой скоростью попадает на лопасти (ков-ши) 4 рабочего колеса. Сходящая с рабочего колеса вода попадает в отводящий канал. Колесо вращается на горизонтальном валу 5, соединяющем его с генера-тором. Расход воды регулируется с помощью выдвижной иглы 7, расположен-ной в сопле, и отсекателя 3. Вся турбина заключена в кожух 6.
Рисунок 11. 4. Схема устройства горизонтальной ковшовой турбины
Рабочее колесо ковшовой турбины состоит из диска со ступицей, к кото-рому прикрепляют от 14 до 60 ковшей. Когда диск, ступица и ковши отлиты вместе, колесо называется цельнолитным. У крупных турбин ковши отливают отдельно и крепят болтами. На один горизонтальный вал можно насаживать не более трех колес.
Ковш (рисунок 11. 5) имеет вид двух спаренных полуэллипсоидальных поверхностей, в месте соприкосновения образующих общее лезвие. Струя воды круглого сечения рассекается этим лезвием пополам, и обе половины растека-ются в разные стороны. Вода сходит с ковша с небольшой абсолютной скоро-стью, а направление движения воды меняется почти на противоположное начальному.
Рисунок 11. 5. Схема ковша
|
|
|
