Большая Советская Энциклопедия (ГИ)
Шрифт:
Графики, выражающие зависимости величин, характеризующих Г., называются турбинными характеристиками. На рис. 4 представлены характеристики Г. при постоянном напоре и частоте вращения колеса, но при различных нагрузках и расходе воды. В реальных условиях Г. работают при меняющемся напоре; их поведение в этом случае изображается универсальными характеристиками для модели и эксплуатационными характеристиками — для натурной Г. Универсальные характеристики строятся на основании лабораторных исследований модели, проточная часть которой геометрически подобна натурной.
Характеристики поворотнолопастных и радиально-осевых гидротурбин, выпускаемых в СССР
| Марка пово-ротнолопаст-ной гидротурбины | Напор, м | Число лопа-стей | Мощность, Mвт | Марка радиально-осевой гидротурбины | Напор, м |
|
| ПЛ-10 | 3-10 | 4 | 0,6-49 | РО-45 | 30-45 | 6,5-265 |
| ПЛ-15 | 5-15 | 4 | 1.3-88 | PО–7 5 | 40-75 | 9,7-515 |
| ПЛ-20 | 10-20 | 4 | 3.3-115 | PO-115 | 70-115 | 21.5-810* |
| ПЛ-ЗО | 15-30 | 5 | 6-180 | PO-170 | 110-170 | 34-900* |
| ПЛ-40 | 20-40 | 6 | 8,2-245 | PO-230 | 160-230 | 29.5-920* |
| ПЛ-50 | 30-50 | 7 | 13-280 | PO-310 | 220-310 | 31-485 |
| ПЛ-60 | 40-60 | 8 | 15-315 | PO-400 | 290-400 | 31-280 |
| ПЛ-70 | 45-70 | 8 | 15.8-350 | PO-500 | 380-500 | 33-195 |
| ПЛ-80 | 50-80 | 8 | 17-385 |
* Верхний предел показывает мощности, технически возможные. К 1970 максимальная единичная мощность работающих гидроагрегатов достигла 500 Мвт.
На универсальных характеристиках (рис. 5), исходя из условий моделирования, в координатах приведённых величин расхода Q'1л/сек и частоты вращения h'1 об/мин (характерных для Г. данной серии диаметром рабочего колеса 1 м, работающих при напоре 1 м) наносятся изолинии равных кпд h%, коэффициент кавитации s и открытия направляющего аппарата a . Эксплуатационные характеристики (рис. 6) строятся на основании универсальных и показывают зависимость кпд натурной турбины h% от нагрузки N Мвм и напора Нм при номинальной частоте вращения турбины n = const. Здесь же обычно наносят линию ограничения мощности, выражающую зависимость гарантированной мощности от напора. На этих же характеристиках изображают линии равных допустимых высот отсасывания HS м , показывающих заглубление рабочего колеса Г. под уровень воды в нижнем бьефе (разность отметок расположения рабочего колеса и уровня нижнего бьефа).
Проточная часть реактивных Г. состоит из следующих основных элементов (рис. 7): спиральной камеры гидротурбины 1; направляющего аппарата 2, регулирующего расход воды; рабочего колеса 3 и отсасывающей трубы 4, отводящей воду от Г. Реактивные Г. по направлению потока в рабочем колесе делятся на осевые и радиально-осевые. По способу регулирования мощности реактивные Г. бывают одинарного и двойного регулирования. К Г. одинарного регулирования относятся Г., содержащие направляющий аппарат с поворотными лопатками, через который вода подводится к рабочему колесу (регулирование в этих Г. производится изменением угла поворота лопаток направляющего аппарата), и лопастнорегулируемые Г., у которых лопасти рабочего колеса могут поворачиваться вокруг своих осей (регулирование в этих Г. производится изменением угла поворота лопастей рабочего колеса). Г. двойного регулирования содержат направляющий аппарат с поворотными лопатками и рабочее колесо с поворотными лопастями. Поворотнолопастные Г., применяемые на напоры до 150 м, могут быть осевыми и диагональными гидротурбинами. Разновидностью осевых являются двухперовые, в которых на каждом фланце размещаются по
По расположению вала рабочего колеса Г. делятся на вертикальные, горизонтальные и наклонные. Сочетание. Г. с гидрогенератором называют гидроагрегатом. Горизонтальные гидроагрегаты с поворотно-лопастными или пропеллерными Г. могут выполняться в виде капсульного гидроагрегата.
Широкое распространение получили обратимые гидроагрегаты для гидроаккумулирующих и приливных электростанций, состоящие из насосо-турбины (гидромашины, способной работать как в насосном, так и в турбинном режимах) и двигателя-генератора (электромашины, работающей как в двигательном, так и в генераторном режимах). В обратимых гидроагрегатах применяются только реактивные Г. Для приливных электростанций используются капсульные гидроагрегаты.
В 1962 в СССР разработана номенклатура поворотнолопастных и радиально-осевых Г., в которой даются система типов и размеров Г. и их основные гидравлические и конструктивные характеристики (табл.). Эта номенклатура основана на закономерном изменении зависимостей геометрических и гидравлических параметров рабочих колёс от напора.
Основными тенденциями в развитии Г. являются: увеличение единичной мощности, продвижение каждого типа Г. в область повышенных напоров, совершенствование и создание новых типов Г., улучшение качества, повышение надёжности и долговечности оборудования. В СССР созданы и успешно работают Г. радиально-осевого типа мощностью 508 Мвт на расчётный напор 93 м с диаметром рабочего колеса 7,5 м для Красноярской ГЭС, разрабатываются Г. такого же типа для Саянской ГЭС (единичная мощность 650 Мвт, расчётный напор 194 м, диаметр рабочего колеса 6,5 м).
Больших успехов в создании Г. достигли фирмы; «Хитати», «Мицубиси», «Тосиба» (Япония), «Нохаб» (Швеция), «Нейрпик» (Франция), «Инглиш электрик» (Великобритания), «Фойт» (ФРГ) и др. Например, японской фирмой «Тосиба» проектируются Г. для ГЭС Гранд-Кули-III единичной мощностью 600 Мвт на напор 87 м с диаметром рабочего колеса 9,7 м.
Лит.: Шпанхаке В., Рабочие колёса насосов и турбин, пер. с нем., ч. 1, М.—Л., 1934; Турбинное оборудование гидроэлектростанций, под ред. А. А. Морозова. 2 изд., М. — Л., 1958; Ковалев Н. Н., Гидротурбины, М. — Л., 1961; Кривченко Г. И., Автоматическое регулирование гидротурбин, М. — Л., 1964; Tenot А., Turbines hydrauliques et r'egulateurs automatiques de vitesse, v. 1—4, P., 1930—35.
М. Ф. Красильников.
Рис. 7. Проточная часть реактивной гидротурбины.
Рис. 2. Схема реактивной гидротурбины: а — рабочее колесо; б — направляющий аппарат.
Рис. 5. Универсальные характеристики для модели гидротурбины.
Рис. 3. Треугольники скоростей на входе в рабочее колесо гидротурбины и на выходе из него.
Рис. 1. Схема активной гидротурбины: а — рабочее колесо; б — сопла.
Рис. 4. Характеристики гидротурбины при постоянном напоре и частоте вращения колеса: h — кпд; Q — расход воды; N — нагрузка гидротурбины.
Рис. 6. Эксплуатационные характеристики для натурной гидротурбины.
Гидроуголь
Гидроу'голь, Всесоюзный научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт добычи угля гидравлическим способом (ВНИИГидроуголь), организован в 1955 в Новокузнецке Кемеровской обл. Основная тематика института: создание и совершенствование техники и технологии подземной добычи угля гидравлических способом. По структуре институт является комплексным. Включает научную и проектную части, экспериментальный завод, шахтомонтажное управление пуско-наладочных работ и вычислительный центр. Издаёт «Труды» (с 1962).