Радиальноосевая гидротурбина

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

/ ф

4.

Ф II, /

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. саид-ву— (22) Заявлено 2106.74 (21) ?035070/Oc с присоединением заявки № (23) Приоритет— (43) Опубликовано 0506.77. Бволлетень № 21 (45) Дата опубликования опиСания 061077 (51) M. Кл.2

F 03 В 3/02

Гоеударвтввннын иомнтвт

Совета Министров ИОР по делам нвобрвтений н отнрытнн (53) УДК 621 224 2 (088.8) (72) Автор изобретения

A.М.Братчев

) Заявитель СРеднеазиа ское о делени= Всесоюзнс гî оРдена Ленина проектно-изыскательского и научно-исследовательского института Гидропроект им. С.Я.Жука (54) РАЛИАЛВНООСЕВАЯ ГИДРОТУРБИНА

Изобретение относится к гидромашиностроению и может быть испольэонано в радиальноосевых гидротурбинах на гидроэлектростанциях с большими напорами и длинной напорной деривацией.

С целью предотвращения щелевой кавитации в направляющем аппарате н известных гидротурбинах рабочее колесо имеет воэможность осевого перемещения, и за счет развитой ступицы, перекрыЮ J вает поток воша, проходящий через него (1) .

Известны также гидротурбины, у которых с целью повышения КПД при частичных нагрузках изменяется положение верхнего кольца направляющего аппарата и ступицы рабочего колеса (2).

В обычно применяемых гидротурбинах ротор гидротурбины жестко сочленен с ротором генератора.

Выбор параметров регулирования я таких гидроагрегатах сводится к определению такой продолжительности времени закрытия направляющего аппарата гидротурбины, при заданной величине махового момента и определенных параметрах напорной деривации, чтобы при всех возможных сбросах нагрузки, повышение числа оборотов агрегата и повышение давления, вызванное гидравлическим ударом при закрытии направляющего аппарата турбины, находились в допустимых предеЛах.

При этом, уменьшение времени закрытия направляющего аппарата сокращает время пребывания агрегата в разгонном режиме и величину угонных оборотон, но повышает величину гидравлического удара. (О Такие явления приводят к необходимости установки уравнительных резервуаров, холостых выпусков и других устройств, что вызывает удорожание строительства гидроэлектростанций.

16 Целью изобретения является создание радиально-осевой гидротурбины, обеспечивающей допустимые угонные обороты и повышение давления от гидравлического удара, без применения спе20 циальных уравнительных реэернуаров, а также недопущение щелевой кавитации, при закрытом положении направляющего аппарата турбины и при заполненной водой и находящейся под давлением спи26 ральной камере.

Поставленная цель достигается IIV тем устройства над ступицей рабочего колеса полости, ограниченной снизу сту пядей рабочего колеса, а снерху жест30 ко связанной с рабочим колесом лжевниз. Одновременно н нижнюю полость сервомотора перемещения обтекательзатнора, через каналы 12, 15 подается давление, а верхняя полость через каналы 13, 14 соединяется со сливом. Поршень 10, соединенный штоком с обтекателем-затвором, перемещается до упора вверх, относительно вала 5. Причем, эа счет соответствующего подбора сечения каналов, перемещение обтекателя10 затвора, относительно вала 5, про-! ! исходит быстрее, нежели перемещение нала 5 относительно вала 3. В результате переме .дения вниз вала 5 с рабочим колесом относительно вала 3 поток воды переводится кэ полости рабочего коЯеса в полость кад рабочим колесом. При этом, образонавшееся кольцевое отверстие между ступицей рабочего колеса и обтекателем-затвором про20 пускает часть расхода, н результате чего снижаются величины угокных оборотон и гидравлического удара, При почти полном опускании рабочего колеса переключается золотник 11 в вале 5, при этом полость кад поршнем 10 сообщается через каналы 13, 15 с напорными трубопроводами маслонапорной установки, а полость над поршнем — через каналы 12, 14 со сливным, 30 к обтекатель-затвор медленно (определяется сечением каналов) идет ка закрытые.

При пуске турбины давление н штан35 гах маслоприемкика меняет знак и турбина возвращается в исходное положение. ступицей специального профиля, центральная часть которого является обтекателем рабочего колеса и имеет воэможность осевого перемещения относительно рабочего колеса. Причем, рабочее колесо вместе с полостью имеет воэможность перемещения вдоль оси агрегата.

На фиг. 1 изображена гидротурбина, общий нид в разрезе; на фиг. 2 - узел сервомоторон осевого перемещения рабочего колеса и обтекателя-затвора.

Гидротурбина содержит рабочее колесо 1 со ступицеи и обтекателем - затвором, полость 2, отделенную от рабочего колеса ступицей, вал турбины 3 с соединительными фланцами, цилиндр 4 сервомотора осевого перемещения рабочего колеса турбины,- внутренний нал

5 .с поршнем б, имеющий шлиценое соеди»ение е цилиндром сервомотора, штангу маслоприемника 7, обтекатель-затвор 8, шток обтекателя 9 с поршнем 10, золотник 11 переключателя масляных каналов 12-15 и другие известные узлы.

Hpè работе гидротурбины ось рабочего колеса со ступицей и обтекателемзатнором находится на уровне оси направляющего аппарата. Это достигается тем, что давление масла из маслокапорной установки через маслоприемник, штангу маслоприемнкка подается в полость под поршень б, а полость над поршнем соединяется со сливом, в результате чего рабочее колесо находится в верхнем положении. Од»овремен»о давление масла иэ нижней полости серномотора осевого перемещения рабочего колеса .ерез масляные каналы 13 и 14, соединяемые золотником, подается в верхнюю полость сервомотора перемещения обтекателя-затвора, а нижняя полость через каналы 12, 15 сооб!цается с верхней полостью серномотора осевого перемещения рабочего колеса.

Поршень посредством штока прижимает обтекатель-затвор к ступице рабочего колеса что .-оздает нормальную геометрию проточной части рабочего, колеса.

Крутящий момент передается от рабочего колеса. на внутренний вал, пор шень, имеющий шлиценое соединение с цилиндром, цилиндр сервомотора к вал турбины.

При остановке агрегата направляющий аппа;ат идет на закрытие и одновремечно нижняя полость сервомотора осевого перемещения рабочего колеса соединяется со слитными трубопроводами маслонапорной установки при помощи регулятора турбины, а верхняя — с напорными.

В результате этого поршень с налом 5 и рабочим колесом перемещается

Формула изобретения

Радиальноосевая гидротурбина, содержащая снабженное ступицей и сбтекателем рабочее колесо, выполненное с нозможностью осевого перемещения, и направляющий аппарат, о т л и ч а ющ а я с я тем, что, с целью снижения раэгоккых оборотов и гидравлического удара н аварийных режимах, над ступицей усТановлена жестко соединенная с последней лжеступица для образования со ступицей полости для пропуска части расхода при закрытии напранляющего аппарата, а обтекатель снабже» сервомОтором для обеспечения перемещения независимо от перемещения рабочего колеса.

Источники информации, принятые но внимание при экспертизе:.

1. Авторское свидетельство СССР

Р151650, кл. Р 03 В 15/02! 1967.

60 2„ Авторское свидетельство СССР

Р 40.!.319, кл. F 03 В 3/02, 1973.

5609 8

Составитель Н, Силаева

Заказ 1548/144 Тираж 702 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам Изобретении и открытий

113035, Москва у-35 Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, r Ужгород, ул. Проектная, 4