Файл: Стеклов, М. Л. Горизонтальные гидравлические турбины. Конструкция и расчет.pdf

4)более простые формы проточного тракта горизонтальной турбины позволяют выполнить гидростанцию из сборных элемен­ тов индустриальными методами, благодаря чему сроки и стоимость строительства снижаются;

5)меньшие по сравнению с вертикальными диаметры горизон­ тальных агрегатов позволяют значительно уменьшить длину зда­ ния ГЭС по фронту.

В поисках оптимальных компоновок агрегатов для низкона­ порных гидростанций указанные выше типы гидротурбин иссле­ довались в различных исполнениях с непосредственным соедине­ нием валов турбины и генератора или через ускорительную пере­ дачу— мультипликатор; с расположением генератора на стороне верхнего или нижнего бьефа. В зависимости от расположения ге­ нератора горизонтальные агрегаты стали разделять на верховые

инизовые.

Опыт эксплуатации верховых и низовых агрегатов показал, что энергетические показатели у верховых — более высокие, а их пропускная способность на 20—30% выше, чем у низовых. В оте­ чественной практике применяются только верховые горизонталь­ ные агрегаты.

Применение мультипликаторов в полупрямоточных агрегатах способствует значительному улучшению проточного тракта тур­ бины. Однако в связи со сложностью изготовления и высокой стои­ мостью крупных мультипликаторов (10— 15 руб. на 1 кВт пере­ даваемой мощности) широкого применения в гидротурбостроении они не нашли.

В Советском Союзе применялись прямоточные, полупрямоточные турбины. В настоящее время применяются только капсульные. Все горизонтальные гидротурбины в отечественной практике вы­ полняются с непосредственным соединением валов турбины и ге­ нератора.

2. ПРЯМОТОЧНЫЕ ГИДРОАГРЕГАТЫ

Прямоточным называют горизонтальный гидроагрегат, в ко­ тором на лопастях рабочего колеса турбины расположен ротор генератора. При такой компоновке агрегата достигается наиболее рациональная форма проточного тракта, который может быть выполнен в виде прямоосной трубы.

Особенностью прямоточных агрегатов является еще то, что в них отсутствует вал, поэтому такие турбины иногда называют безвальными.

Совмещение в таких установках спиц ротора генератора с ло­ пастями рабочего колеса позволяет выполнить прямоточные аг­ регаты очень компактными (табл. 1.2), удобными для размещения внутри плотины на водосливных совмещенных гидростанциях, отличающихся малыми сроками строительства и малой стоимостью.

Коэффициент полезного действия прямоточных турбин не­ сколько снижается из-за потерь на трение обода рабочего колеса,

12

Т а б л и ц а 1.2

Сравнение отнесенных к диаметру рабочего колеса габаритов блока при установке в нем турбин разных типов

протечек в уплотнениях и потерь на выходном статоре. Однако благодаря прямоосному проточному тракту эти потери частично восстанавливаются, и общие энергетические показатели прямоточ­ ных турбин по сравнению с вертикальными оказываются выше.

Прямоточный гидроагрегат Ортачальской ГЭС на р. Куре, в цен­ тре Тбилиси, установленный в бычке плотины, состоит из гори­ зонтальной осевой гидротурбины и генератора (рис. 1.5). Ротор генератора расположен на шести поворотных лопастях рабочего колеса, а охватывающий его статор установлен на бетонном фундаменте.

Основные параметры турбины

Турбина состоит из следующих основных узлов: двух стато­ ров — переднего и заднего, рабочего колеса с расположенным на его лопастях ободом, камеры турбины, направляющего аппарата с двумя сервомоторами, опорного и опорно-упорного подшипни­ ков, кольцевых уплотнений с водосборниками и маслоприемника.

Статоры воспринимают все весовые нагрузки трубины, гидрав­ лические усилия и вес ротора генератора. На статорах закреплены опорные подшипники, на которые опирается ротор агрегата.

Каждый статор состоит из двух колец — внутреннего и наруж­ ного, связанных между собой шестью радиально расположенными колоннами обтекаемой формы. Оба статора объединены с фунда­ ментными кольцами, прочно закрепленными в бетоне.

К торцам обоих колец переднего статора крепится осевой на­ правляющий аппарат с 12 поворотными лопатками, которые с помощью двух сервомоторов могут поворачиваться в пределах

13