No Image

Турбины со смешанным потоком

13 просмотров
04 декабря 2023

Турбины Френсиса, вероятно, используются наиболее широко благодаря широкому диапазону подходящих напоров, как правило, от трех до 600 метров. В диапазоне высоких напоров расход и мощность должны быть большими; в противном случае рабочий орган становится слишком маленьким для разумного изготовления. При низком напоре пропеллерные турбины обычно более эффективны, если только выходная мощность также не мала. Турбины Фрэнсиса занимают главенствующее положение в среднем диапазоне напора от 120 до 300 метров и имеют широкий спектр конструкций и размеров. Они могут иметь как горизонтальный, так и вертикальный вал, причем последний используется для машин диаметром около двух метров и более. Машины с вертикальным валом обычно занимают меньше места, чем машины с горизонтальным валом, позволяют погружать бегун под воду с минимальной глубиной котлована и обеспечивают более легкий доступ к генератору, установленному в наконечнике, для его обслуживания. Горизонтально-вальные агрегаты более компактны при небольших размерах и обеспечивают более легкий доступ к турбине, хотя демонтаж генератора для ремонта становится все более затруднительным по мере увеличения размеров.

Наиболее распространенная форма турбины Френсиса имеет сварной или литой стальной спиральный корпус. Корпус равномерно распределяет воду по всем входным затворам; используется до 24 поворотных затворов или направляющих лопаток. Затворы работают от полностью закрытых до широко открытых, в зависимости от требуемой мощности. Большинство из них приводятся в действие общим регулирующим кольцом и соединены штифтовыми соединениями таким образом, что при засорении одного из проходов затвора повреждения исключены. Регулирующее кольцо вращается одним или двумя серводвигателями, работающими под давлением масла и управляемыми регулятором скорости.

Медленные и мощные агрегаты имеют почти радиальный набор лопастей, в то время как в быстрых и менее мощных агрегатах изогнутые лопасти простираются от радиального входа почти до осевого выхода. После определения общих размеров лопастей (диаметров на входе и выходе и высоты лопастей) лопасти проектируются таким образом, чтобы обеспечить плавный вход потока воды на входе и минимальное завихрение воды на выходе. Количество лопастей может варьироваться от семи до 19. Направляющие для низконапорных агрегатов обычно изготавливаются из литой низкоуглеродистой стали, иногда с защитой из нержавеющей стали в местах, подверженных кавитации (см. ниже). Для высоких напоров чаще всего используется полностью нержавеющая сталь. Крупные агрегаты можно сваривать на месте, используя соответствующую комбинацию различных предварительно отформованных стальных секций для создания тщательно обработанных проходов для воды. Турбины Френсиса позволяют создавать очень крупные агрегаты с высокой производительностью. На гидроэлектростанции Grand Coulee на реке Колумбия в штате Вашингтон установлен самый большой в США одноходовой агрегат, способный вырабатывать 716 000 киловатт при напоре 93 метра. ГЭС Itaipú на реке Парана между Бразилией и Парагваем имеет 18 турбин Фрэнсиса, способных производить 740 000 киловатт каждая при напоре от 118,4 до 126,7 метра при скорости вращения чуть выше 90 оборотов в минуту (об/мин).

В турбине смешанного потока типа Deriaz используются поворотные лопатки с переменным шагом, что позволяет повысить эффективность при частичной нагрузке в машинах среднего размера. Конструкция Deriaz оказалась полезной при больших напорах, а также в некоторых насосно-аккумулирующих установках (см. ниже). Ее преимущество заключается в более низкой скорости разгона (внезапной потери нагрузки) по сравнению с турбиной Каплана, что позволяет значительно снизить затраты на генератор. Однако на самом деле было построено очень мало турбин Deriaz. Первая нереверсивная турбина Deriaz, способная производить 22 750 киловатт при напоре 55 метров, была установлена на подземной станции в Куллигране, Шотландия, в 1958 году.

Комментировать
13 просмотров
Комментариев нет, будьте первым кто его оставит

Это интересно
No Image Технологии
0 комментариев
No Image Технологии
0 комментариев
No Image Технологии
0 комментариев
No Image Технологии
0 комментариев