На головну

гідротурбіни

гідравлічної турбіною називається машина, яка перетворює енергію руху води в механічну енергію обертання її робочого колеса. Гідротурбіни підрозділяються на два класи: активні і реактивні. Турбіна називається активною, якщо використовується тільки кінетична енергія потоку, і реактивної, якщо використовується і потенційна енергія при реактивному ефект. Робоче колесо реактивної турбіни на відміну від активної повністю знаходиться у воді, тобто потік води надходить одночасно на всі лопаті робочого колеса.

Існує велика кількість різних видів турбін, проте в практиці гідроенергетичного будівництва широко використовується лише чотири види турбін: Осьові, діагональні, радіально-осьові та ковшові. Розглянемо схеми їх пристрої і принцип дії.

осьові турбіни (За кордоном їх зазвичай називають турбінами Каплана) є низьконапірними турбінами. Вони використовуються при малих напору - від 1-3 до 60-70 м. Схема осьової турбіни показана на малюнку 4.5. Робоче колесо осьового турбіни, що складається з лопатей робочого колеса 1, Укріплених в корпусі 2 з обтічником, з'єднане валом 3. Кількість лопатей робочого колеса може бути різним - від 4 до 8. Чим більше натиск, тим більше кількість лопатей. Лопаті можуть бути укріплені жорстко, з якимось певним кутом нахилу. В цьому випадку турбіна називається пропелерної. Однак зазвичай лопаті робляться поворотними, тобто на ходу в залежності від умов роботи (навантаження, натиск) кут установки лопатей може змінюватися. Такі турбіни називаються поворотно-лопатевими. Поворотно-лопатеві турбіни складніше пропелерних, але у них вище енергетичні показники.

Мал. 4.5. Схема осьової гідротурбіни

діагональні турбіни, Розроблені в останні десятиліття, відрізняються від осьових турбін тільки тим, що лопаті робочого колеса встановлені з нахилом до осі обертання (кут 45-60?).

радіально-осьові турбіни (За кордоном їх зазвичай називають турбінами Френсіса) є Середньонапірні турбінами. Вони використовуються при тиску в діапазоні від 40-60 до 500-700 м. Схема радіально-осьової турбіни показана на малюнку 4.6. Цифрові позначення позицій аналогічні рис. 4.5.

Робоче колесо радіально-осьової турбіни складається з 12-17 лопатей робочого колеса 1, Що утворюють кругову решітку лопатей. Лопаті робочого колеса мають складну кривизну, тому вода, що надходить з направляючого апарату 12, Поступово змінює напрямок з радіального на осьовий. В даний час створені унікальні радіально-осьові турбіни потужністю 640 МВт.

Мал. 4.6. Схема радіально-осьової гідротурбіни

ковшові турбіни (За кордоном їх називають турбінами Пельтона, іноді «свободноструйнимі») - це високонапорние турбіни, використовувані при тиску понад 400-600м. Схема ковшового турбіни показана на малюнку 4.7.


Мал. 4.7. Схема ковшового гідротурбіни

Основними її елементами є сопло 1, До якого вода підводиться по трубопроводу 2, І робоче колесо 3, Укріплене на валу 4. Сопло і робоче колесо встановлені вище рівня води, так що робоче колесо обертається в повітрі. У цій турбіні потенційна енергія гідростатичного тиску в звужується насадки-соплі повністю перетворюється в кінетичну енергію руху води. Робоче колесо турбіни виконано у вигляді диска, по колу якого розташовані ковшеподібні лопаті 5. Усередині сопла розташована регулювальна голка 6, Переміщенням якої змінюється вихідна перетин сопла, а, отже, і витрата води.

Ковшові гідротурбіни є найбільш поширеними активними гідротурбінами.

Радіально-осьові турбіни встановлені на Братській, Красноярської і інших ГЕС. Поворотно-лопатевими осьовими турбінами обладнані Куйбишевська, Волгоградська, Каховська, Кременчуцька ГЕС.

На електричних станціях турбіна і генератор пов'язані спільним валом. Частоти їх обертання не можуть вибиратися довільно. Вони залежать від числа пар полюсів ротора генератора і частоти змінного струму, яка повинна відповідати стандартній (50-60 Гц). Крім того, необхідно враховувати, що при невеликих частотах обертання турбіни виходять громіздкими і дорогими. Щоб отримати швидкості агрегатів, близькі до оптимальних, при великих напору використовують турбіни з малими значеннями коефіцієнта швидкохідності, а при невеликих напорах - з великими значеннями цього коефіцієнта.

Різноманітність природних умов, в яких споруджуються ГЕС, визначає різноманітність конструктивного виконання турбін. Потужності турбін змінюються від декількох кіловат до 640 МВт, а частота обертання - від 16,6 до 1500 об / хв.

Області застосування турбін деяких видів перекриваються. Так, при тиску 50-70 метрів можуть бути прийняті і осьові, і діагональні, і радіально-осьові турбіни. Вибір оптимального рішення проводитися на підставі техніко-економічних зіставлень різних варіантів.

 




 І швидких нейтронах |  ядерне паливо |  Теплові схеми АЕС |  Технологічні схеми і компоновка АЕС |  Економічні аспекти атомної енергетики |  Екологія атомної енергетики |  І термоядерної енергетики |  Гідростатика і гідродинаміка |  І стан гідроенергетики Росії |  І характеристики гідроенергетичних установок |

© um.co.ua - учбові матеріали та реферати