Поворотно лопастными

СООСНАЯ ГИДРОТУРБИНА - гидрав-лич. турбина с двумя рабочими колёсами, одно из к-рых укреплено на полом валу, а другое - на валу, проходящем внутри полого. К валам рабочих колёс (они вращаются в разные стороны) могут подсоединяться валы роторов двух генераторов или валы ротора и контрротора контрроторного агрегата. В С. г. поток из подвода поступает последовательно в рабочие колёса, а затем в отсасывающую трубу. С.г. значительно сложнее поворотно-лопастных турбин, ра-диально-осевых турбин и поэтому почти не применяются.

гидротурбин а,— гидравлич. турбина с 2 рабочими колёсами, одно из к-рых укреплено на полом валу, а другое—на валу, проходящем внутри полого. К валам рабочих колёс (они вращаются в разные стороны) могут подсоединяться валы роторов 2 располож. один за другим генераторов или валы ротора и контрротора контрроторного агрегата. С. т. значительно сложнее поворотно-лопастных турбин, радиалъно-осевых турбин и поэтому почти не применяются.

Удельный вес поворотно-лопастных турбин (напоры до 20 м) за 25 лег

Как только число оборотов вала центробежного регулятора увеличится, грузы расходятся и поворачивают через ряд промежуточных механизмов лопатки направляющего аппарата таким образом, что пропуск воды через турбину уменьшается. Специальные устройства поворачивают при этом в поворотно-лопастных турбинах и лопасти рабочего .колеса.

Для поворотно-лопастных рабочих колес постоянной является кривизна лопасти, т. е. разность лопастных углов на напорной и всасывающей

В первом десятилетии XX в. в странах Европы и Америки приступили к использованию энергии более мощных, в том числе и равнинных рек. Это потребовало повышения быстроходности и пропускной способности турбин. Удовлетворение потребности в быстроходности стало основным в гидротурбиностроении и было достигнуто разработкой новой системы осевых реактивных турбин — поворотно-лопастных. Подобные конструкции были созданы профессором высшей школы в Брно В. Капланом после их длительного исследования на моделях с 1912 по 1916 г. Он коренным образом изменил форму и конструкцию рабочего колеса и добился резкого повышения быстроходности и пропускной способности турбин с вращающимися лопастями.

Конечно, решение о применении штамповки в каждом отдельном случае должно приниматься на основании соответствующих технико-экономических расчетов, однако можно говорить о некоторых закономерностях, позволяющих делать предварительные заключения о целесообразности применения того или иного метода получения заготовки. Можно связать величину экономически целесообразной партии штампуемых заготовок с разностью весов кованой и штампованной заготовки и использовать эту зависимость при выборе вида заготовки (рис. 56). Эти рекомендации относятся к крупным штамповкам. В настоящее время штамповка не ограничивается весом деталей в десятки килограммов, и мы уже встречаемся с заготовками весом в несколько тонн. Так, например, вес отдельных штамповок рычагов ротора поворотно-лопастных гидротурбин достигает 7 т. В комплект каждой гидротурбины входит шесть рычагов. При изготовлении 20 гидротурбин для Куйбышевской ГЭС была получена экономия легированной стали при переводе на штамповку 1320 /п.

Ш1 1362 1363 1964 1965 годы Рис. 3. Изменение напора поворотно-лопастных турбин.

Рис. 4. Сравнительные данные поворотно-лопастных гидротурбин (по диаметру рабочего колеса в ж):

Опыт эксплуатации поворотно-лопастных турбин показал, что1 лопасти, изготовленные из низколегированных сталей, облицованных нержавеющими материалами, работают ненадежно. Поэтому в настоящее время завод изготовляет лопасти только из нержавеющей стали. Для рабочих колес радиально-осевых и ковшовых турбин используется кавитационно-стойкая сталь ОХ12НДЛ.

Настоящее исследование выполнено в связи с имевшей место неустойчивой работой вертикальных поворотно-лопастных гидроагрегатов, спроектированных для эксплуатации нш относительно высоких напорах. Неустойчивость проявлялась в узком диапазоне нагрузок при КПД гидротурбины, близком к оптимальному, и характеризовалась повышенным уровнем вибр'ации ротора и опор агрегата. При максимальных нагрузках после прохождения зоны повышенных вибраций движение ротора стабилизировалось. В зоне неустойчивости вал прецессировал на первой собственной частоте поперечных колебаний ротора, а направление прецессии совпадало с направлением вращения.

Френсиса турбина,-гидравлич. активная турбина, в к-рой поток жидкости в зоне рабочего колеса имеет сначала радиальное (к оси), а затем осевое направление. Лопасти рабочего колеса Р.-о.т. неповоротные, жёстко прикреплены к верх, и ниж. ободам. Крупные и средние Р.-о.т. применяют на средне- и высоконапорных ГЭС; при напорах 25-60 м конкурируют с поворотно-лопастными турбинами, при напорах 200-450 м - с ковшовыми турбинами. РАДИАЛЬНО-ПОРШНЕВОЙ НАСОС -роторный насос с вращат. движением ротора и возвратно-поступат. движением поршней, причём ось вращения ротора может составлять с осями поршней угол от 45 до 90°. Р.-п.н. применяют в гидросистемах с высоким давлением рабочей жидкости.

РАДИАЛЬНО-ОСЕВАЯ ТУРБИНА, турбина Френсиса,— реактивная гидравлическая турбина, в к-рой поток жидкости в зоне рабочего колеса имеет сначала радиальное, а затем осевое направление. Лопасти рабочего колеса неповоротные, охвачены ободом. Р.-о. т. выполняют с вертик. валом. Крупные и средние Р.-о. т. применяют на средне- и высоконапорных ГЭС; при напорах 25—60 м конкурируют с поворотно-лопастными турбинами, при напорах 200 — 450 м — с ковшовыми турбинами. Мощность Р.-о. т. до 500 МВт, диаметр рабочего колера ок. 8 м.

Если в 1926 г. удельный вес ГЭС в общей выработке электроэнергии составлял ничтожную величину в доли процента, то к концу 1940 г. выработка ГЭС достигла 5,1 млрд. квт-ч, или около 10,5% общей выработки электроэнергии в стране (рис. 23). За это время были введены в эксплуатацию 33 крупных и средних по мощности гидроэлектростанций, в том числе: Днепровская, Нижне-Свирская, оборудованная крупнейшими в то время поворотно-лопастными турбинами по 29 тыс. кет с диаметром

Например, на Чир-Юртской ГЭС на р. Сулак (Дагестанская АССР) приняты гидроагрегаты с поворотно-лопастными турбинами при напоре 43 м (не освоенные до этого в СССР). Это позволило уменьшить количество агрегатов, повысить мощность ГЭС и увеличить выработку энергии без повышения стоимости строительства. Для высоконапорной Чиркейской ГЭС на р. Сулак разработан тип радиально-осевой турбины с повышенными удельными расходами воды, что позволяет также с меньшим числом гидроагрегатов получить большую суммарную мощность, сокращение ширины подземного машинного помещения на 5 м и длины его на 15 м.

Неудобно применять радиально-осевые турбины и при малых напорах воды, когда число оборотов рабочего колеса становится слишком небольшим. В этом случае — при напорах меньше 6 метров для небольших турбин и меньше 30—35 метров для очень больших турбин — пользуются пропеллерными и поворотно-лопастными реактивными турбинами.

^1. Оснащение самой крупной в мире гидростанции — Волжской им. XXII съезда КПСС поворотно-лопастными гидротурбина-

диагонально-поворотно-лопастными турбинами для ГЭС с большими колебаниями напора (для таких, как Зейская ГЭС мощностью 220 МВт при напоре 78,5 м, Колымская ГЭС — 180 МВт при напоре 116 м);

На Копчагайской ГЭС, оборудованной двухперовыми поворотно-лопастными турбинами, произошла поломка одного из нижних перьев лопастей. Излом также носил усталостный характер.

Самыми крупными по мощности поворотнолопастными гидротурбинами являются машины, изготовленные в 1943 г. для ГЭС Гишу (Корея), где установлены шесть агрегатов единичной мощностью 39 000 кет при напоре Я = 23 м.

Наибольший напор, достигнутый в установках с поворотно-лопастными турбинами, составляет 56 .и. Так, для ГЭС Хонбетоу изготовлена в 1962 г. новоротнолопастная турбина мощностью 20 Мет при напоре Я=54 м; для ГЭС Ниими в том же году — турбина мощностью 13 Мет при напоре Я=56 м.

Нарвская ГЭС. Система с ГРС обеспечивает управление и регулирование тремя гидроагрегатами с поворотно-лопастными турбинами. С 1961 по 1964 г. в качестве центрального регулятора использовалась колонка управ-