Турбина поворотнолопастная

С течением времени создаваемые в СССР турбины поворотнолопастного типа совершенствовались, упрощались их конструкции, уменьшались при той же мощности габариты, что удешевляло строительство гидростанций. На рис. HI. 12 приведены схемы, характеризующие изменение вертикальных габаритов гидроагрегата в период 1935—1954 гг. за счет более рациональной компоновки агрегатов и установки подпятника на крышке турбины. [c.162]

На ряде крупных турбин поворотнолопастного типа после многолетнего периода эксплуатации были обнаружены протечки масла через соединение крышек сервомоторов рабочих колес. Потребовались трудоемкие монтажные операции для осуществления разъема с опусканием рабочего колеса. При осмотре обнаружено, что концы шнура, уложенного в кольцевую канавку, разошлись [c.96]

На рис. 2-2 представлена схема высоконапорного стенда, который служит для снятия энергетических и кавитационных характеристик моделей турбин поворотнолопастного и радиально-осевого типов, насосов, обратимых гидроагрегатов. [c.46]

При напорах выше S м ц мош,ностях, больших 500 -т 1 ООО кет, с винтовыми турбинами начинают соперничать турбины поворотнолопастные, имеющие ряд преимуществ, но более дорогие из-за сложности регулирования и более прихотливые в отношении ухода за ними. [c.111]

Соответствующее устройство и имеет турбина поворотнолопастная, называемая за границей турбиной Каплана. У нее лопасти 1 (фиг. 10-7) прикреплены ко втулке не наглухо (жестко), а на цапфах 2, составляющих одно целое с омываемым водой телом (пером) лопасти. Оси цапф нормальны к оси колеса. Они входят в пустотелый корпус втулки и помещаются там в подшипниках 5 и На цапфах внутри этого корпуса имеются рычаги 5, связанные короткими вертикальными тягами 6 с соосной со втулкой крестовиной 7. Крестовина может несколько ходить вверх и вниз, повертывая крылья. [c.113]

Диагональные турбины (рис. 1.1, в) выполняют с вертикальным валом и поворотнолопастным рабочим колесом. Пропеллерные диагональные турбины применяют очень редко. [c.4]

Второе место занимают применяемые в установках русловых ГЭС осевые поворотнолопастные гидротурбины. Они будут применяться при напорах до 40—50 м и при единичной мощности до 100 МВт и более. Диагональные поворотнолопастные турбины, получившие применение в последние 20 лет, будут применяться при напорах 40—150 м. Они перспективны также в качестве обратимых гидромашин, используемых при напорах 50—150 м. [c.17]

Повышение к. п. д. х0])0Ш0 прослеживается в последние десятилетия. Наибольшие значения к. п д., достигнутые в последние годы, в некоторых типах радиально-осевых турбин и несколько уступающих им поворотнолопастных, близки к предельно возможным. Задачей современного гидротурбостроения является достижение максимальных значений во всех применяемых системах и типах турбин. [c.17]

В Ш12 г, чешским профессором В. Капланом было запатентовано осевое рабочее колесо с радиально расположенными лопастями и с наружным ободом, оказавшееся рекордным по быстроходности. У него = 1000 об/мин и QJ = = 2,0 м /с, тогда как у самых быстроходных радиально-осевых колес составляло 1,5 м /с. Однако его рабочая характеристика имела типичную для пропеллерных турбин узкую зону высоких значений к. п. д. Продолжая работу над этими колесами, Каплан обнаружил, что оптимум к. п. д. на пропеллерных рабочих характеристиках смещается по расходам при изменении угла установки лопастей рабочего колеса, и у него возникла идея создания поворотнолопастной турбины (см. рис. 1.1, а), у которой обод отсутствует и лопасти поворачиваются в соответствии с открытиями направляющего аппарата по комбинаторной зависимости. Такая турбина им была разработана и запатентована в 1916 г. Осевая поворотнолопастная гидротурбина, обладая высокой быстроходностью, Б то же время имеет пологую рабочую характеристику и высокие средневзвешенные значения к. п. д. Открытие комбинаторной зависимости и ставшее возможным применение рабочего колеса с поворотными лопастями являются крупнейшими достижениями гидротурбостроения в XX в. [c.18]

В крупном гидротурбостроении пропеллерные турбины применяют сравнительно редко, лишь в установках, оборудованных большим числом агрегатов с малыми колебаниями напора, где их можно длительно использовать при мощности, близкой к оптимальной. Стоимость пропеллерных турбин на 25—30% меньше стоимости поворотнолопастных, но при переменных нагрузках потери от недовыработки электроэнергии в них не окупаются снижением капитальных затрат, поэтому их применение становится невыгодным. Кроме того, при частичных нагрузках они работают неспокойно. [c.18]

Особенности поворотнолопастных турбин отмечены" в предыдущей части курса [39, 49]. Схема проточной части аналогична проточной части пропеллерных турбин (см. рис. 1.1, а). При напорах до 30—40 м в них применяют полуоткрытые бетонные спиральные камеры с тавровыми сечениями и направляющий аппарат высотой Ьо = (0,35- -0,45) Dj, а при напорах свыше 40 м — как правило, металлические спиральные камеры полного охвата с круглыми сечениями и направляющий аппарат высотой Ьо = (0,3- 0,35) Dj. Радиальный направляющий аппарат располагается вокруг камеры рабочего колеса, на входе в которую происходит поворот и закрутка потока, поступающего на лопасти рабочего колеса. [c.18]

Поэтому обеспечение наименьших значений Krt или /Сеф является одной из основных тенденций в конструировании поворотнолопастных турбин. В СССР получены наименьшие значения втулочного отношения (см. табл. 1.2). [c.19]

Проточный тракт поворотнолопастной турбины проектируют геометрически подобным тракту модельной турбины этого типа. К универсальной характеристике прилагают схематичный чертеж, на котором указывают размеры элементов проточных частей испытанной модели. Эти размеры, пересчитанные в отношении DiT-yp/ iM, служат исходными при проектировании турбины. Установки поворотнолопастных турбин при напорах до 40 м применяют для русловых ГЭС. Такая установка показана на рис. П.2. [c.19]

Размеры элементов проточных частей поворотнолопастных турбин (рис. И.1) [c.20]

Конструкция вертикальных осевых поворотнолопастных турбин существенно зависит от быстроходности. На рис. П.4 показана быстроходная рекордная по размерам ( >i = 10,3 м) поворотнолопастная турбина Саратовской ГЭС (см. табл. 1.2). В ней применена полуоткрытая спиральная камера 47 с плоским полом, что позволило разместить под ней водосбросные каналы и в то же время принять угол охвата ф = 220°. Из спиральной камеры вода, омывая статорные колонны 34, поступает на 32 трехопорные направляющие лопатки 33, высота пера которых Ьо = 0,450 . [c.22]

Рис. II.6. Высоконапорная поворотнолопастная турбина Серебрянской ГЭС

На рис. П.6 показан разрез тихоходной поворотнолопастной турбины Серебрянской ГЭС (см. табл. 1.2), спроектированной на ЛМЗ. В ее конструкции [c.26]

На рис. 11.19 показан капсульный гидроагрегат с поворотнолопастной горизонтальной гидротурбиной Киевской ГЭС (см. табл. 1.5), размещенный в отсеках водосливной плотины. Паводок пропускается над агрегатами при поднятых щитах 1 по водосбросным каналам, отделенным друг от друга бычками. Вода из аванкамеры, в которой расположены решетки и пазы для щитов и шандоров, подводится к турбине по каналу, прямоугольное сечение которого у капсулы 14 (имеющей диаметр D-j) переходит в круглое с диаметром 2Dj. Над местом расположения генератора канал закрыт съемным металлическим перекрытием 3 сварной конструкции. Вокруг турбины и над каналом образовано помещение 8, закрытое сверху железобетонными съемными плитами 2 и [c.49]

Конструкция капсульного агрегата с поворотнолопастным рабочим колесом, разработанного Л М3 для Перепадных ГЭС (см. табл. 1.5), схематично показана на рис. 11.20. Его проточная часть аналогична агрегату Киевской ГЭС. Капсула 1 образована из конических и цилиндрических оболочек и сварена из листовой стали. Опирается капсула на статор турбины 14, вертикальную колонну 17, расположенную в ее головной части, и две поперечные распорки, заменяющие растяжки. Статор имеет восемь радиальных колонн, соединяющих его внутреннее и наружное кольца. Проходы в капсулу предусмотрены через верхнюю часть головной колонны и верхнюю расширенную колонну 4 статора. На основании расчетов на динамические нагрузки толщина стенки капсулы была принята без излишних запасов, что благоприятно сказалось на удельной массе агрегата. [c.49]

Полуоткрытые спиральные камеры с трапециевидными сечениями, обычно применяются в поворотнолопастных турбинах при напорах до 40 м (см. рис. 1.4, II.2, II.4). В них, как правило, облицовывают только потолок и конические поверхности, сопряженные со статором. На рис. III.1, а показаны три основные формы трапециевидных равновеликих по площади сечения таких камер. Наилучшими гидравлическими качествами (т] и QI) обладает симметричное относительно статора сечение а. Эта форма при заданной площади входного сечения имеет наименьший наружный радиус вх.а. что позволяет уменьшить размер в плане В1, ширину блока агрегата и длину здания ГЭС. Однако такая форма затрудняет размещение оборудования над спиральной камерой, поэтому ее часто применяют с уменьшенным размером и увеличенным размером (см. рис. 1.4). [c.56]

Pa — давление над ступицей рабочего колеса, определяется при расчете уплотнений / крш. уп и Гв — соответственно радиусы фланца крышки, уплотнения и вала (см. рис. III.12, б). В поворотнолопастных турбинах уплотнения нет, и выражение (III.63) для них имеет вид [c.79]

Размеры камеры рабочего колеса поворотнолопастной турбины [c.81]

За период развития поворотнолопастных турбин конструкции камер рабочих колес претерпели значительные изменения. Первые крупные камеры были чугунными, отлитыми из отдельных секторов и облицованы изнутри с целью повышения износостойкости стальными штампованными листами, прикрепленными к поверхности винтами. Сложность и ненадежность конструкции вскоре заставила от нее отказаться и перейти к литым камерам из углеродистой стали ЗОЛ. В крупных гидротурбинах эти камеры выполняют из нескольких поясов, составленных из предварительно обработанных по стыкам отдельных секторов, скрепленных между собой болтами и штифтами (или припасованными болтами). Такими камерами оборудованы турбины Камской, Рыбинской и других ГЭС (см. табл. 1.2). Для достижения достаточно малого зазора (Д = 0,001 Dj) между лопастью и камерой внутреннюю поверхность камеры в собранном виде механически обрабатывают. Такое значение зазора обеспечивает достаточно малые объемные потери в турбине, при этом сопряженные детали должны быть обработаны в пределах класса 2 а, кроме того, должно быть достигнуто точное центрирование вала и рабочего колеса. Литые камеры до сих пор широко применяют в практике гидротурбостроения за рубежом. [c.82]

Крышки турбин являются наиболее сложными кольцевыми деталями. В крупных поворотнолопастных турбинах (D > 4,5 м) применяют крышки, выполненные отдельно от верхнего кольца направляющего аппарата (см. рис. 1.4, II.4), при этом их наружный размер и диаметр отверстия в верхнем кольце выполняют больше диаметра рабочего класса на величину монтажного зазора, необходимого для проноса рабочего колеса при установленных лопатках и верхнем кольце. Для увеличения жесткости, прочности и динамической устойчивости (повышения частоты собственных колебаний) в крышках так же, как и в других кольцевых деталях турбин, кроме стыковых фланцев устанавливаются сплошные промежуточные радиальные ребра, имеющие круглые отверстия. Ребра с большими, повторяющими контур ребра отверстиями (рис. 1.4) теперь не применяются. В них при работе возможны перенапряжения и возникновение трещин в углах отверстий. [c.96]

Сварные крышки поворотнолопастных турбин, составленные из конических элементов без промежуточных ребер (см. рис. И.5), применяют редко. Они имеют малую массу, просты в изготовлении, но менее жестки, чем обычные. [c.96]

Применение лопастей из углеродистой стали, как показала практика, возможно только при увеличенном коэффициенте запаса по кавитации до Ка 2,0, что приводит к увеличению заглублений рабочих колес. В то же время, как показал опыт эксплуатации, нержавеющие лопасти успешно работают при Ка = 1,05- 1,1 [39]. Лопасти, облицованные тонкими листами нержавеющей стали, недостаточно надежны и в поворотнолопастных турбинах не применяются. [c.140]

К особым технологическим операциям, характерным для гидротурбин, относятся отливка колес радиальноосевых турбин ( 17-5) и обработка лопастей турбин поворотнолопастных ( 17-6). Характерной деталью вертикальных турбин являются их подпятники, воспринимающие иногда огромные усилия ( 9-10). [c.239]

В осевых гидротурбинах доля восстанавливаемой за рабочим KOjre oM энергии составляет от 10 до 45% и возрастает по мере увеличения быстроходности, поэтому в них необходимо применять отсасывающие трубы, обеспечивающие достаточно спокойную работу и имеющие коэффициент восстановления > > 0,75, что соответствует высоте /г > 2,30j. Применение отсасывающих труб с меньшей высотой fi,, т ведет к потерям к. п. д. (до 2% в трубах с h т < < 2,0Dj. Увеличение h ведет к необходимости большего заглубления подошвы фундамента (см. рис, 1.3), увеличению объема выемки грунта из котлована и стоимости строительных работ. По этой причине глубина изогнутых отсасывающих труб ограничивается 2,6Dj прямые конические трубы в поворотнолопастных турбинах не применяются. [c.19]

На рис. П.З показан разрез здания шахтного типа приплотинной Вилюй-ской ГЭС (см. табл. 1.2), которая оснащена тихоходными поворотнолопастными турбинами. Установка имеет ряд характерных особенностей. Агрегаты расположены в глубоком котловане (шахте) 7, что вызвано большим заглублением, [c.21]

На рис. П.5 показан разрез по гидроагрегату ГЭС Ашах (см. табл. 1.2), поворотнолопастная гидротурбина которого является самой крупной из изготовленных за рубежом. Конструкция характерна для заграничных быстроходных турбин, применяемых при небольших напорах. Спиральная полуоткрытая камера 16 имеет симметричные тавровые сечения. Сварной статор 17 имеет одно верхнее кольцо, объединенное с кольцом направляющего аппарата. Нижнее КОЛЬЦО 10 направляющего аппарата литое, оно не забетонировано снизу, установлено независимо от статора и объединено с верхним кольцом камеры рабочего колеса. Крышка 7 турбины и приставка 8 сварные, составлены из плоских, конических и цилиндрических несущих оболочек и сопрягающих торовых наружных оболочек. Пята 19 установлена непосредственно на крышке турбины.. [c.24]

Основными мерами борьбы с сильно выраженными нестационарными явлениями могут быть применение достаточно глубоких изогнутых отсасывающих труб (/i ., = 2,6Di в быстроходных типах и /г, 3,0 3,5Di — в тихоходных) подвод воздуха в зону рабочего колеса при неспокойных режимах через вал или по специальным трубопроводам. В радиально-осевых турбинах, работающих при более высоких напорах, чем поворотнолопастные, несмотря на то, что энергия иа выходе из рабочего колеса в них меньггге, применяются более глубокие отсасывающие трубы, успокаивающие колебания давления и сужающие диапазон неспокойной работы турбины. При подводе воздуха в зону за рабочим колесом в потоке появляется легко сжимаемая фаза водо-воздуишой смеси, которая служит демпфером и гасит возмущающую энергию вихрей. Однако при большом количестве подаваемого воздуха уменыиается плотность смеси и к. п. д. турбины. [c.29]

В 1950 г. профессором В. С. Квятковским в СССР была предложена диагональная гидротурбина с поворотными лопастями В 1952 г. на диагональную поворотнолопастную турбину с приоритетом тоже от 1950 г. в ряде стран за рубежом был взят патент П. Дериацем. Диагональные турбины этой системы обладают столь же пологой рабочей характеристикой, как и осевые поворотнолопастные турбины, но превосходят их по кавитационным качествам и поэтому применяются при более высоких напорах, где имеют преимущества и по к. п. д. По сравнению с радиально-осевыми турбинами они являются более быстроходными, превосходят их по средневзвешенному к. п. д., но уступают по максимальным значениям к. п. д. и кавитационным качествам. За последние 20 лет диагональные гидротурбины нашли значительное применение как системы, позволяющие использовать преимущества поворотнолопастных турбин при повышенных напорах. Кроме того, обладая хорошими свойствами в обратимом режиме, они используются в качестве насос-турбин для ГАЭС (см. табл. 1.4). Эти их свойства объясняются некоторыми конструктивными особенностями и условиями преобразования энергии потока. Исследования различных типов диагональных турбин изложены в работе [24]. [c.42]

Преимущества горизонтальных гидротурбин по сравнению с вертикальными поворотнолопастными турбинами подтверждают данные табл. 1.2 и 1.5. При одинаковых размерах масса капсульного агрегата больше массы поворотнолопастного вертикального, но благодаря большей быстроходности удельные массы отличаются мало. При одинаковых мощностях N, к. п. д. т), напорах Н диаметр рабочего колеса горизонтальной гидротурбины получается меньше диаметра вертикальной DjBpT. так как приведенный расход Qlr горизонтальных турбин больше, чем вертикальных Qispr. [c.48]

В поворотнолопастных турбинах Волжских ГЭС им. В. И. Ленина, им. XXII съезда КПСС (см. рис. 1.4) и ряде последующих гидростанций применены камеры рабочих колес, сваренные из листовой стали МСтЗ, также состоящие из собранных в пояса секторов. Оболочка камеры выполнена из предварительно свальцованных или штампованных заготовок, к которым приварены ребра и фланцы. Внутреннюю поверхность этих камер не обрабатывают. Это [c.82]

Рис. II 1.14. Камера рабочего колеса поворотнолопастной турбины а — разрез по камере б — камера в процессе г роверки в — узел крепления с облицовкой

В крупных поворотнолопастных турбинах с несъемным верхним кольцом / (рис. IV.4, а) направляющего аппарата или этим же кольцом, объединенным со статором, необходимо производить установку и выем лопаток 2 в отдельности через это кольцо. Такая конструкция была предложена Н. Н. Ковалевым и применена на Рыбинс]сой ГЭС. В ней верхнее кольцо выполнено с фигурными отверстиями , закрытыми снизу накладками, а сверху ромбическими фланцами подшипников лопаток. При этом кольцо получается массивным и развитым по ширине, а крепление накладок осуществляется винтами или гужонами, головки которых высверливают при съеме накладок. Кроме того, для выема лопаток необходима достаточная высота шахты [c.91]

Во многих крупных поворотнолопастных турбинах применяется так называемый нижний выем лопаток через спиральную камеру, который применяется как при съемном, так и несъемном верхнем кольце (рис. IV.4, б). Такая конструкция позволяет демонтировать лопатки при установленном кольце 5 и снятых подшипнике лопатки, рычаге и деталях привода. Сначала лопатку поднимают на высоту нижней цапфы и выводят из нижнего кольца 4 (положение а), затем наклоняют и спускают (положение б) до выхода верхней цапфы, наклоняют еще более (положение в) и удаляют через спиральную камеру. В верхнем кольце выполняют кольцевой паз 6, в который при подъеме на величину h входит развернутое соответсгвующим образом перо лопатки. В рабочем состоянии паз закрывают накладками. Монтаж лопатки ведется в обратном порядке. [c.91]

Омываемая поверхность сварных крышек поворотнолопастных турбин выполняется торовой из штампованных листов либо в виде ряда усеченных конусов (см. рис. И.4) из вальцованных листов, что проще. Возникающая в последнем случае небольшая огранка на условия обтекания существенного влияния не оказывает. В поворотнолопастных турбинах при малых размерах (Di=s 4,5 м) применяют крышки, объединенные с верхним кольцом направляющего аппарата (см. рис. И.6). [c.96]

Центральное отверстие зала используется в поворотнолопастных турбинах для подвода масла к сер вомотору рабочего колеса, а в радиально-осевых — для подвода воздуха в неспокойных режимах, для внутреннего контроля поверхности в процессе проис-водства. [c.193]

Конструкции валов, характерные для отечественных турбин, показаны на рис. VI 1.2. Валы 2 турбин, направляемые подшипниками на масляной смазке, выполняют гладкими (рис. VII.2, а) или с наружным воротником 8 (рис. VII.2, б), если в вертикальных турбинах предусмотрен самосмазываю-щийся подшипник. В заготовке воротник 8 может быть либо в виде утолщения на теле вала, либо в виде отдельной поковки, привариваемой к валу. Фланец вала выполняется либо обычным (поз. 1 на рис. VI 1.2, а), либо при сопряжении с поворотнолопастным рабочим колесом развитым, заменяющим крышку рабочего колеса (поз. 9 на рис. VI 1.2, б). [c.194]

Штанги вала в поворотнолопастных турбинах служат для подвода масла к сервомотору рабочего колеса их выполняют в виде двух концентричных труб, один конец которых присоединяется к штоку, а другой входит в маслоприемник, расположенный над генератором. На рис. VI 1.7 представлена типичная конструкция этого узла. Внутренняя труба 5 (полость с) подает масло под пор- ненъ ерв мотора рабочего колеса, в промежутке между ней и наружной тру- [c.206]

Рис. VIII.2. Схема автоматического питания подшипника водой я — поворотнолопастной турбины б — радиально-осевой турбины

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...