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

напорных русловых ГЭС турбинного блока гидростанции с гори­ зонтальным капсульным агрегатом.

2. Гидравлические и энергетические исследования турбинных блоков совмещенных гидростанций с открытыми поверхностными водосливами или с напорными водосбросами, а также исследова­ ния по определению динамических нагрузок на элементы проточ­ ного тракта турбины проводились на стендах отдела гидроэнерге­ тических исследований НИСа Гидропроекта с модельными гори­ зонтальными турбинами диаметром 250 мм.

Всостав исследований, основные результаты которых изложены

внастоящем докладе, входило как изучение гидравлических усло­ вий работы турбинного блока совмещенной ГЭС в целом, так и разработка и изучение энергетических оптимальных конструкции элементов проточной части турбины.

.3. В состав исследований элементов проточного тракта, выпол­ нявшихся на большом энергетическом стенде, при напоре, обеспе­ чивающем работу турбины в автомодельной зоне, входило:

а) изучение структуры потока в прямоосной отсасывающей тру­

бе;

б) определение гидравлических потерь в прямоосных отсасы­ вающих трубах;

в) обоснование оптимальной длины и угла диффузорности пря-. моосных отсасывающих труб;

г) сопоставление рабочих колес ПЛ-101, ПЛ-103, ПЛ-984 и ПЛ-2002 при работе их в проточной части Киевской ГЭС;

д) сравнение отсасывающих труб: конической и' с прямоуголь­ ным выходным сечением, при различной длине участка перехода от круглого поперечного сечения к квадратному.

4. Исследования турбинных блоков Нижне-Камской, Киевской и Саратовской ГЭС, проводившиеся на малом энергетическом стен­ де, при моделировании по Фруду, включали:

а) изучение работы верхнего (водоприемная часть блока) и

г) определение пульсаций давления на элементы проточного тракта турбинного блока.

5. Результаты проведенных исследований включены в проект­ ные материалы Нижне-Камской, Киевской и Саратовской ГЭС, а также использованы при разработке унифицированного турбинного блока гидростанции с горизонтальным капсульным агрегатом, при­ менительно к условиям ГЭС Волжско-Камского каскада. Данные исследований пульсаций гидродинамических давлений в проточ­ ном тракте турбины вошли во «Временные указания по расчету Киевской гидроэлектростанции на действие динамических нагру­ зок».

2 ГС ^ 'Гп УЕЛ И И Н АЯ Н А У Ч Н О -Т Е Х Н И Ч Е С К А Я

б :-Б': 'ОТЕКА СССР

Канд. техп. наук А. Р. Скуг (ЛПИ имени М. И. Калинина)

О РАЦИОНАЛЬНОМ ОЧЕРТАНИИ ТРУБЧАТЫХ ВОДОСБРОСОВ СОВМЕЩЕННЫХ ГЭС

1. При проектировании ГЭС, совмещенных с водосбросными устройствами, применяются трубчатые водосбросы,- расположенные в здании ГЭС и присоединенные к спиральным камерам турбин

свыходом в нижний бьеф над отсасывающими трубами.

2.Возможны случаи, когда турбинный расход близок к расхо­ ду водосбросов или равен ему, но скорости потока в водосбросах значительно (например, в 5—6 раз) превосходят скорости потока, выходящего из отсасывающих труб. При этих условиях большое значение, с точки зрения обеспечения благоприятного гидравличе­ ского режима в нижнем бьефе, приобретает, в частности, придание

надлежащих очертаний к о н ц е в ым (обращенным в сторону нижнего бьефа) участкам трубчатых водосбросов.

3. Исследования модели одной из ГЭС рассматриваемого здесь типа с напором ~ 27 м, имеющей в своем составе 3 турбины ПЛ-495 и 3 трубчатых водосброса диаметром 2,4 м с расходом 75 м3/сек на каждую турбину и каждый водосброс, в процессе которых прове­ рялись различные варианты очертаний концевых участков водо­ сбросов, показали, что названные участки целесообразно осущест­ влять в виде д и ф ф у з о р о в своеобразной формы.

4. При водосбросах, не имеющих таких диффузоров, а именно, при цилиндрических водосбросах, в нижнем бьефе ГЭС даже в случае симметричных схем включения турбин и водосбросов, на­ блюдалась значительная сбойность потока; равномерное распреде­ ление скоростей течения по поперечному сечению отводящего ка­ нала (выравнивание эпюры скоростей течения) обеспечивалось лишь на расстоянии ■—200 м от здания ГЭС. В этих условиях пред­ ставлялось необходимым устройство крепления отводящего ка­ нала за зданием ГЭС на большой длине.

5. При водосбросах, снабженных диффузорами, гидравлический режим в нижнем бьефе ГЭС существенно улучшается. В рассмат­ риваемом примере эпюра скоростей течения выравнивается на рас­ стоянии (от здания ГЭС), примерно в 2,5 раза меньшем расстояния, на котором это выравнивание происходит при наличии водосбро­ сов без диффузоров, чем обусловливается возможность значитель­ ного уменьшения длины крепления отводящего канала.

18

Инженер С. И. Горбачев

(НИС Гидропроекта имени С. Я. Жука)

ИССЛЕДОВАНИЯ ТУРБИННЫХ БЛОКОВ СРЕДНЕНАПОРНЫХ СОВМЕЩЕННЫХ ГЭС

(на примере ГЭС Садд-эль-Аали)

1. По своей компоновке турбинный блок ГЭС Садд-эль-Аали представляет собой совмещенный блок, состоящий из глубинного водоприемника с сороудерживающими решетками, напорного под­ водящего туннеля диаметром 15 м и длиной 220 м, заканчиваю­ щегося тройником, от которого вода поступает к двум радиально­ осевым турбинам мощностью по 180 Мет с диаметром рабочего колеса 6,3 л и к двум водосбросам, оборудованным на выходе сегментными затворами. Сложная разветвленная в плане и по высоте система водоводов вызвала большие затруднения при гид­ равлических расчетах блока в установившихся и особенно в не­ установивших ся переходных режимах. В связи с этим были про­ ведены исследования крупномасштабной модели, выполненной из оргстекла при полном геометрическом подобии в масштабе 1 : 25,2 н. в., с двумя действующими радиально-осевыми турбина­ ми типа РО 75/728 диаметром 250 мм.

Крупный масштаб модели блока дал возможность осуществить достаточно полное моделирование установившихся и динамических процессов при соблюдении равенства основных критериев подобия установившихся и переходных процессов в турбинном блоке.

2. В результате гидравлических исследований блока в устано­ вившихся режимах были получены надежные гарантированные ги­ дравлические характеристики напорных водосбросов, работающих с выбросом струи в’ атмосферу.

Коэффициент расхода напорного водосброса при отсутствии подтопления со стороны нижнего бьефа составил 0,940. Влияние подтопления со стороны нижнего бьефа сказывается при отметках нижнего бьефа > 108 м. При пропуске максимального расхода на потолке водосброса в концевом участке отмечается только избы­ точное положительное давление.

На установленных в блоке двух модельных турбинах были про­ ведены энергетические испытания со снятием универсальных ха­ рактеристик в диапазоне от т]макс = 90% до -ц= 0 (полный разгон). Максимальные разгонные обороты при открытии направляющего аппарата 0,9а0макс равны 2птм.

На основании универсальных характеристик построена эксплуа­ тационная мощностная характеристика натурной турбины. Ожидае­ мый к. п. д. натурной турбины в оптимуме характеристики — 94%, а в расчетном по мощности режиме (//„= 57,5 м, Q = 345 м3/сек) —

93%.

Большое внимание было уделено исследованиям гидравлических характеристик потока во входном сечении турбины.

Установлено, что при всех возможных режимах работы блока распределение скоростей вполне удовлетворительное.

Коэффициент Кориолиса изменяется от 1,02 до 1,16. Модельные исследования блока ГЭС Садд-эль-Аали позволили

оценить надежность и эффективности работы блока в установив­ шихся режимах.

3. Исследования неустановившихся режимов в блоке, связан­ ных со сбросами нагрузки с агрегатов, проводились для случаев работы турбин при максимальном напоре 75 м и расчетном напоре 57,5 м при разных сочетаниях работы турбин и водосбросов.

В результате исследований получены данные по относительной величине изменения скорости вращения агрегатов (для нескольких значений махового момента), по относительной величине повыше­ ния давлений в различных точках турбинного блока и по относи­ тельной величине изменения крутящих моментов.

На основании этих данных заводом-поставщиком гидротурбин (ЛМЗ имени XXII съезда КПСС) будут сделаны уточнения гаран­ тий регулирования натурных гидротурбин ГЭС Садд-эль-Аали.

Инженер А. М. Прудовский, инженер В. Г. Вереземскиы

.(НИС Гидропроекта имени С. Я. Жука)

ХАРАКТЕРИСТИКИ НАПОРНЫХ ДИФФУЗОРНЫХ ВОДОСБРОСОВ В ЗДАНИИ ГЭС С ВЕРТИКАЛЬНЫМИ АГРЕГАТАМИ4321

1.В связи с тенденцией сокращения напорного фронта бетон­ ных сооружений и увеличения удельных расходов на фронте ГЭС рассматриваются пути увеличения, пропускной способности напор­ ных водосбросов в здании ГЭС с вертикальными агрегатами. При­ менение напорных диффузорных водосбросов позволяет увеличить пропускную способность здания ГЭС. В докладе приводится .клас­ сификация основных типов напорных диффузорных водосбросов, разработанных в последние годы Гидропроектом.

2.При увеличении пропускаемого через водосброс расхода воз­

растает опасность кавитации на внутренних поверхностях водо­ сброса, чем может ограничиваться сбросной расход.

С целью увеличения допустимого для данного водосброса рас­ хода необходима разработка мер по повышению давлений на его стенках, что прямо связано с распределением скоростей в водосбро­ се. Неравномерйость скоростей в районе ключевого сечения зависит от условий входа и кривизны стенок.

3. Приводятся данные по исследованию пропускной способно­

сти диффузорных водосбросов.

4. Намечаются пути повышения давления на внутренних по­ верхностях водосбросов:

20