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

6. При проектировании агрегатов большой единичной мощно­ сти размеры камеры получаются значительными. Уменьшение раз­ меров спирали можно получить путем применения двухподводных спиральных камер вместо обычных одноподводных. Подробные ис­ следования потока и пульсации давления в двухподводных спи­ ральных камерах показали, что по характеру распределения рас­ хода, эпюр скоростей и направления потока по высоте и периметру направляющего аппарата двухподводная камера равноценна одно­ подводной.

7. Амплитуда пульсации давления на крышке турбины перед лопастями рабочего колеса с двухподводной камерой в 1,5—2 раза больше, чем с одноподводной, и составляет 12—15% от скорост­ ною напора.

Доктор техн. наук Г. И. Кривченко, инженер

В. М. Клабукова, канд. техн. наук Е. В. Квятковский

(МИСИ имени В: В. Куйбышева)

НЕСТАЦИОНАРНОСТЬ ПОТОКА ЗА РАБОЧИМ КОЛЕСОМ РАДИАЛЬНО-ОСЕВЫХ ГИДРОТУРБИН

В УСТАНОВИВШИХСИ РЕЖИМАХ И ПРИ ПЕРЕХОДНЫХ ПРОЦЕССАХ ПО РЕЗУЛЬТАТАМ НАТУРНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ1

1. В связи с увеличением единичной мощности агрегатов ГЭС с радиально-осевыми турбинами, значительным ростом размеров гидротурбин и все большей форсировкой максимальных расходов существенно возрастают динамические нагрузки на оборудование и сооружения, вызываемые вибрациями как следствием гидравличе­ ских нестационарностей в полостях проточной части турбин. В ря­ де случаев эти явления оказывают также влияние на работу на­ порных водоводов. Причем, если частота периодических измене­ ний крутящего момента на валу агрегата и расхода, вызываемых гидравлическими нестационарностями, окажется близкой к часто­ те собственных колебаний водовода, то могут появиться большие вибрации вплоть до резонансных явлений.

2. Несмотря на возросшую степень важности учета при проек­ тировании оборудования и сооружений ГЭС динамических нагру­ зок, вызываемых гидравлическими нестационарностями, исследо­ ваниям этих явлений уделялось недостаточное внимание. Имею­ щиеся к настоящему времени сведения содержат в основном ре­ зультаты модельных исследований динамического воздействия по­ тока на отдельные конструкции сооружений в процессе их возве­ дения.

Необходимо, чтобы данные исследования проводились не толь­ ко на модельных установках, но и в натурных условиях, что поз-

26

рудован турбиной РО 82-ВМ 225, были произведены натурные ис­ следования явлений нестационарное™. В процессе исследований осуществлялись измерения величин давления и пульсации давле­ ния в потоке отсасывающей трубы непосредственно за рабочим колесом. Исследования производились как при установившихся ре­ жимах и широком диапазоне нагрузок, так и в процессе сброса различных по величине нагрузок. Параллельное измерение, наряду с указанными, других величин (давление по тракту напорного тру­ бопровода, крутящий момент на валу агрегата, вибрация трубо­ провода) позволило установить характер влияния гидравлических нестационарностей на режим работы гидроагрегата.

Канд. техн. наук Л. В. Тананаез (ЛПИ имени М. И. Калинина), канд. техн. наук- В. П. Зверков (ЛО Гидропроекта),

инженер В. И. Григорьев

(ЦКТИ имени И. И. Ползунова)

ЛАБОРАТОРНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ГИДРОАГРЕГАТНОГО БЛОКА КРАСНОЯРСКОЙ ГЭС1

1.Необходимость лабораторных исследований моделей гидро­ агрегатных блоков крупных гидростанций на сибирских реках воз­ никла в связи с появлением ряда технических проблем при уве­ личении единичной мощности агрегатов до 500 Мет и более. Так, одной из проблем является проблема подвода воды к рабочему колесу турбины. Один вариант ее решения — подвод воды двумя трубопроводами к спиральной камере обычного изготовления (однозаходная); второй вариант — подвод воды двумя трубопроводами

кдвухподводной (двухзаходной) спиральной, камере. Оба вариан­ та конструктивного выполнения водоподводящего тракта рассмат­ ривались применительно к Красноярской ГЭС. В настоящее время

кисполнению принят первый вариант..

2.Программа исследований гидроагрегатного блока делится на

три раздела:

1)гидравлические исследования турбинных трубопроводов и

тройника, соединяющего два трубопровода в один перед входом в спиральную камеру;

27

2)энергетические испытания модели гидроагрегатного блока;

3)изучение нестационарных явлений в потоке всего водопро­ водящего тракта, включая проточную часть турбины.

3. В настоящее время закончены гидравлические и энергетиче­ ские испытания модели. Гидравлические испытания и отработка

в Гидроэнергетической лаборатории Ленинградского политехниче­ ского института. Испытания тройника носили контрольный харак­ тер.

4. Полученные результаты гидравлических испытаний свиде­ тельствуют о совершенной форме проточного тракта гидроагрегат­ ного блока Красноярской ГЭС.

Коэффициент сопротивления всего водоподводящего тракта на основании статистической обработки экспериментальных данных получился равным £ = 0,536, коэффициент сопротивления трой­ ника ? —0,13. Коэффициент Кориолиса на входе в тройник изме­

гидроагрегатного блока при различных соотношениях расхода воды в трубопроводах. Максимальный коэффициент полезного действия блока при обоих работающих трубопроводах составляет ~ 89%.

6. С целью получения значений гидродинамических нагрузок на оболочку трубопроводов и тройника, а также на разделитель­ ную диафрагму в тройнике ведутся исследования нестационарного режима течения воды. Указанные исследования ведутся и с целью выявления наиболее опасных источников возникновения пульсации давления в потоке, а также тех сечений по длине трубопровода, где пульсация давления может достигать опасной величины.

Предварительные результаты эксперимента показывают, что пульсация давления охватывает широкий диапазон частот, а по амплитуде может достигать величины 0,1 -ч- 0,15 от статического напора установки.

28

Инженер Ю. М. Исаев, (ЛПИ имени М. И. Калинина)

ИССЛЕДОВАНИЕ ПУЛЬСИРУЮЩИХ ДАВЛЕНИЙ В ПРОТОЧНОЙ ЧАСТИ ГИДРАВЛИЧЕСКИХ ТУРБИН

НА МОДЕЛЯХ

1. В практике эксплуатации гидроэлектрических _ станций нередко наблюдаются случаи вибрации гидроагрегатов. Одной из причин такой вибрации может, быть пульсация давления в проточ­ ной части гидротурбины. При этом, помимо вибрации, возникают динамические усилия в элементах конструкции блока, в облицовке отсасывающей трубы и в подводящих трубопроводах. Учет этих усилий приобретает особенно.серьезное значение при разработке мероприятий, направленных на уменьшение металлоемкости кон­ струкции гидротурбинного агрегата и на снижение капитальных затрат по блоку в целом.

2: Нестационарные процессы в проточной части гидротурбины исследовались на моделях Е. В. Бутовским,' К. К- Шальневым, Т. М. Саркисовой, Л. А. Золотовым и рядом других авторов и в на­ туре— Л. А. Владиславлевым, И. П. Полушкиным, группой сотруд­ ников ЛМЗ имени XXII съезда КПСС.

•3. В Лаборатории гидромашин ЛПИ имени М. И. Калинина, начиная с 1958 г., ведутся регулярные исследования нестационар­ ных процессов в гидротурбинах. Для этих целей используется вы­ соконапорный кавитационный стенд ТК-250.

4. Было установлено, что в осевых гидротурбинах имеют ме­ сто два вида пульсации: низкочастотная и высокочастотная. Вы­ сокочастотная пульсация имеет место только на комбинаторных режимах и достигает величины 0,1//-г- 0,2//. Низкочастотная пульсация возникает при наличии положительной закрутки по­ тока. Максимальный размах пульсаций в отсасывающей трубе достигает величины 0,1//-;-0,2//. Частота пульсаций оказалась

у 0,2п

равной gg , где п — число оборотов агрегата. С уменьшением

быстроходности колеса частота пульсации давления несколько увеличивается.

5. В радиальноосевых турбинах высокочастотная пульсация давления практически отсутствует. Размаос пульсаций в отсасы­ вающей трубе достигает величины 0,1//-г- 0,15// и частота имеет

величину порядка 0,3л .

6. Установлено, что непосредственной причиной возникнове­ ния пульсации давления является вихревой жгут, возникающий в отсасывающей трубе при наличии положительной закрутки по­ тока. Установлено, что при этом возникает также пульсация в спиральной камере и напорном баке установки. Величина пуль­

29.