Файл: Тезисы докладов координационного совещания по гидравлике гидротурбинных блоков, 20-23 мая 1964 г..pdf

I. ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИИ ГИДРОТУРБИННЫХ БЛОКОВ

Доктор техн. наук А. С. Абелев (ВНИИГ имени Б. Е. Веденеева)

ПЕРСПЕКТИВЫ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИХ РАБОТ В ОБЛАСТИ ГИДРОТУРБИННЫХ БЛОКОВ И РАЗВИТИЕ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЙ БАЗЫ ВНИИГа

I. Научные исследования в области гидравлики гидротурбинных блоков предполагается развивать в следующих основных направ­ лениях:

1) гидравлические исследования по совершенствованию компо­ новок блоков, форм их отдельных элементов и уменьшения потерь напора проточной части гидротурбинных блоков приплотинных и русловых' ГЭС с радиально-осевыми и поворотно-лопастными тур­ бинами;

2)гидравлические исследования проточной частиблоков ГЭС совмещенного типа с горизонтальными гидротурбинами;

3)гидравлические исследования блоков ГЭС с обратимыми тур­ бинами для гидроаккумулирующих станций;

4)' .гидравлические исследования гидротурбинных блоков придивных ГЭС;

5) исследования актуальных гидродинамических нагрузок на

,элементы проточной части гидротурбинных блоков и затворы гид­ ротехнических сооружений;

6)исследования явлений кавитации, кавитационной эрозии раз­ личных материалов (в том числе синтетических) и разработка ме­ тодов борьбы с вредными проявлениями кавитации в гидротехни­ ческих сооружениях;

7)исследования энергетических и кавитационных характеристик гидротурбин реактивного типа в условиях их работы в гидротур­ бинном блоке;

8)гидравлические исследования элементов проточной части блоков насосных станций крупных ГРЭС и ТЭЦ с целью сниже­ ния гидравлических потерь; обеспечение очистки воды от мусора, устранение вихреобразований и обеспечение устойчивой работы насосов;

3

9) исследования абразивного износа гидравлических машин и гидротехнических сооружений.

II. Существующая экспериментальная база Лаборатории вклю­ чает:

1) энергетический стенд для исследования гидротурбинных бло­ ков ГЭС приплотинного типа с диаметром рабочих колес модель­ ных турбин 250 мм, расходом 150 л/сек и напором до 4 м;

2)аэродинамический стенд производительностью 2,5 мг/сек, позволяющий испытывать элементы гидротурбинных блоков (ре­ шетки, пазы затворов и др.);

3)кавитационную камеру для исследования явлений кавитации

ииспытаний различных материалов на кавитационную эрозию при

напоре до 40 м и максимальной скорости в сжатом сечении

25м/сек;

4)стенд насосных блоков крупных тепловых электростанций

для исследования камер всасывания, явлений вихреобразования в насосных блоках и водоочистных сетках.

III. Экспериментальная база вновь строящейся лаборатории будет включать:

1).кавитационный стенд с максимальным расходом порядка 1400 л/сек и напором до 100 м для исследования гидротурбинных блоков с диаметром рабочих модельных турбин 250—460 мм и затворов гидротехнических сооружений;

2)аэродинамический стенд производительностью 5 мг/сек для исследования гидротурбинных блоков и их элементов с диаметром рабочих колес модельных турбин 460—600 мм;

3)энергетический стенд для исследований крупномасштабных моделей гидротурбинных блоков ГЭС со следующими диаметрами

рабочих колес модельных тур&н: радиально-осевые —до 460 мм и поворотно-лопастные — до 600 мм. На стенде при напоре до 6 м могут быть также исследованы гидротурбинные блоки насосных станций с обратимыми гидротурбинами, блоки совмещенных ГЭС с горизонтальными гидротурбинами, блоки приливных ГЭС и за­ творы гидротехнических сооружений;

4) стенд для испытания полупространственных моделей при од­ новременной работе трех модельных блоков с диаметром рабочих колес модельных турбин 250 мм;

5) высоконапорный стенд с расходом 160 л/сек и напором до 7 м для специальных исследований моделей гидротурбинных бло­ ков с диаметром рабочих колес модельных турбин 250 мм, рабо­ тающих в условиях потоков с 'повышенным содержанием в них на­ носов и исследований затворов гидротехнических сооружений;

6) гидродинамическую трубу замкнутого типа для исследова­ ний кавитационной эрозии различных материалов, .затворов и дру­ гих элементов гидротехнических сооружений со скоростями в испы­ тательной камере до 50 м/сек;

4

7) русловой лоток длиной 34 м, шириной 5,35 м, высотой 0,5 м с расходом 150 л/сек для исследования на полупространственных моделях гидравлики нижних бьефов ГЭС.

Проф., доктор техн. наук С. М. Слисский (МИСИ имени В. В. Куйбышева)

ИНСТРУКЦИЯ ПО ГИДРАВЛИЧЕСКИМ РАСЧЕТАМ МАШИННЫХ ЗДАНИИ ГЭС

1. В связи с возведением в нашей стране большого числа гидро­ электрических станций в ряде случаев, весьма оригинальных и имеющих уникальные параметры, в соответствующих научно-иссле­ довательских и проектных институтах были проведены и проводятся для проверки проектных решений и их улучшения лабораторные гидравлические исследования турбинных блоков.

В настоящее время многими авторами разработаны методы гид­ равлических расчетов, позволяющие при проектировании машин­ ных зданий разрешать ряд вопросов расчетным путем. Однако до сих пор большинство из имеющихся решений или совсем не исполь­ зуется в проектной практике, или нашло слабое применение. В то. же время расчетный путь не только способствует принятию пра­ вильных приемлемых решений, но и позволяет порой избежать ла­ бораторных исследований или сократить их объем. Назрела необхо­ димость обобщения способов гидравлических расчетов машинных зданий и рекомендаций,, полученных в процессе лабораторных ис­ следований. Такой обобщающей работой может быть «Инструкция но гидравлическим расчетам машинных зданий гидроэлектростан­ ций». '

2. Разрабатываемая в МИСИ имени В. В. Куйбышева по пору­ чению Госстроя и Гидропроекта имени С. Я. Жука «Инструкция по гидравлическим расчетам проточной части гидроэлектростанций» рассматривается авторами работы как составная часть будущей полной инструкции по гидравлическим расчетам машинных зданий в целом, т. е. включая гидравлику подводящего и отводящего русел машинного здания (участков верхнего и нижнего бьефов, примы­ кающих к машинному зданию). Инструкция предназначается для использования при проектировании машинных .зданий I, II и III классов капитальности, и распространяется на русловые и припло-

тинные гидроэлектростанции как обычного, так и совмещенного ти­ пов.

3. В окончательном виде «Инструкция по гидравлическим рас­ четам машинных зданий», по-видимому, будет иметь следующие разделы: Вводная часть, Гидравлические параметры ГЭС, Подво­ дящее русло машинного здания, Водоприемник ГЭС (русловые и приплотинные ГЭС), Водосбросы (пропускная способность, очерта-

5

ния, построение профиля водослива, расчет давлений в сечениях напорных водосбросов), Нижний бьеф машинного здания (режи­ мы, гашение энергии, длины креплений, концевое крепление), Рас­ чет отметки водобоя, Эжекция, Турбинные камеры, Отсасывающие трубы, Влияние гидравлики проточной части на габариты блока, Нагрузки на элементы проточной части турбины при нестационар­ ных режимах, Пропуск строительного расхода через машинное зда­

ние.

В разработанную МИСИ первую редакцию «Инструкции по гш дравлическим расчетам проточной части гидроэлектростанций» включены лишь некоторые из перечисленных разделов.

4. Новизна и разнообразие компоновок турбинных блоков, и/ гидравлических схем вызвали появление ряда новых наименовании

итерминов, не установившихся до сих пор, часто противоречивых

ипорой нелогичных, что вносит в технический язык нечеткость и путаницу. Поэтому собственно гидравлической части Инструкции предшествует раздел, посвященный вопросам терминологии и клас­ сификации, в том числе в части определения типов машинных зда­

ний.

В частности,, признано неприемлемым разделение гидроэлектро­ станций на «совмещенные» и «водосливные», или выделение совме­ щенных ГЭС в особый вид «специальных гидроэлектростанций», как это предлагается Г. А. Претро.

5. При отборе рекомендуемых методов решения той или иной гидравлической задачи предпочтение должно быть отдано реше­ ниям, имеющим более строгую теоретическую основу. Однако ряд теоретических решений является сложным и потому трудоемким. В таких случаях в Инструкции приводятся два метода расчета-- простой, обычно основанный на использовании эксперименталь­ ных зависимостей, и наиболее строгий, являющийся в ряде случаев сложным и трудоемким.

6.В некоторых частях Инструкции предлагаются способы рас­ чета, использующиеся в существующих справочных или норматив­ ных руководствах. В значительной мере использованы ТУиНы МЭС

СССР, 1951 г. «Гидравлические расчеты водосливов». В задачу со­ ставителей инструкции в данном случае входило отобрать наибо­ лее надежные способы расчета и применить их к машинным зда­ ниям гидроэлектростанций.

7.Для использования способов расчета, не вошедших пока в нормативные или справочные руководства, проведена работа по выявлению наиболее приемлемых из них. Например, сопоставлены формулы перепада восстановления, полученные А. А. Сабанеевым, С. М. Слисским, В. Б. Дульневым и другими авторами. Сопостав­ лены формулы для расчета потери напора в пазах, предложенные Н. Т. Назаровым, Г. А. Чепайкиным, Э. Мошони, С. М. Слисским.

В Инструкции используются формулы М .' Ф. Складнева и С. М. Слисского для расчета режимов нижнего бьефа; Г. ГГ Скреб-

6

нова —для расчета коэффициента скорости в сечении на водобос или на носке водослива и для определения оптимального заглуб­ ления отверстий напорных водосбросов; С. М. Слисского — для оп­ ределения пропускной способности напорных водосбросов; В. Б. Дульнева — для расчета потерь напора на сороудерживающих решетках; А. Р. Березинского — для определения коэффициента ■расхода водослива с широким порогом и для расчета потерь напора па решетках, а также формулы некоторых других авторов.

8. Некоторые из использованных методов расчета еще не опуб­ ликованы в печати. Например, предлагается способ расчета дав­ лений на стенках напорных водосбросов в сечениях на повороте, разработанный автором настоящего доклада. Расчет потерь напора на решетках в случае неравномерного по направлению поля ско­ ростей в ртворе перед решеткой предлагается производить путем суммирования сопротивлений по элементам расчлененной решетки. Потери напора в водоприемнике машинного здания предлагается для некоторых схем определять с помощью уравнения количества движения.

Для построения поля скоростей в водоприемнике машинною здания как обычной, так и совмещенной ГЭС с успехом использует­ ся метод ЭГДА.

9. Большинство рекомендуемых методов расчета проверено на обширном экспериментальном материале. Случаи недостаточного экспериментального обоснования рекомендуемых формул оговари­ ваются с тем, чтобы ориентировать проектные организации на необходимость проведения в надлежащих случаях соответствую­ щих лабораторных исследований.

10. Для завершения работы над Инструкцией требуется даль­ нейшее изучение и отбор для нее расчетных методов и рекомен­

НОВАЯ ЛАБОРАТОРИЯ ГИДРОЭНЕРГЕТИКИ ЛПИ И ЕЕ ЗАДАЧИ В ОБЛАСТИ ИССЛЕДОВАНИЯ ГИДРОАГРЕГАТНЫХ БЛОКОВ ГЭС

1.В 1963 году завершено строительство Лаборатории гидро­

энергетики Ленинградского политехнического института имени М. И. Калинина и начаты научно-исследовательские работы. Па­ раллельно с этими работами студенты старших курсов Гидротех­ нического факультета выполняют лабораторные задания по курсу использования водной энергии.

7