Выбор типа и определение параметров

ГИДРОТУРБИНЫ

При выполнении курсового проекта ограничимся рассмотрением поворотно-лопастных и радиально-осевых турбин с вертикальной осью вращения и горизонтальных капсульных гидротурбин. Типы гидротурбин и диапазон их применения указаны в табл. 4.

Рис. 4. Зависимость высоты водяного столба H_d, соответствующего

давлению парообразования, от температуры t °C

Используя исходные данные (см. табл. 1), определяют мощность на валу турбины:

, тыс. кВт,

(10)

где N – установленная мощность ГЭС, тыс. кВт;

m – заданное число турбин;

η_Т = 0,96 – 0,98 – КПД генератора.

По значению N_T и заданной величине расчетного напора Н на сводном графике областей применения вертикальных поворотно-лопастных и радиально-осевых турбин (рис. 5) уточняют тип турбины. Тип поворотно-лопастной капсульной турбины предварительно можно принять по табл. 4 в зависимости от величины расчетного напора.

Таблица 4

Типы гидротурбин и диапазоны их применения

Система турбин	Тип турбины	Напор, Н, м.	Диаметр, Д1, м.
наибольший	наименьший	наименьший	наибольший
Поворотно-лопастные (горизонтальные капсульные)	ПЛ7-ГК ПЛ10-ГК ПЛ15-ГК ПЛ20-ГК ПЛ25-ГК			3,55
Поворотно-лопастные (вертикальные)	ПЛ10-В ПЛ15-В ПЛ20-В ПЛ30-В ПЛ40-В ПЛ50-В ПЛ60-В ПЛ70-В ПЛ80-В			1,8 1,8 1,8	10,6 10,6 9,5 9,5 8,5 8,5 8,5
	РО45-В РО75-В РО115-В РО140-В РО170-В РО230-В РО310-В РО400-В РО500-В РО600-В			1,6 1,6 1,6 1,6 1,6 1,6 1,25 1,25 1,25 1,25	6,7 3,55

Рис. 5. Сводный график, характеризующий области применения крупных вертикальных поворотно-лопастных и радиально-осевых гидротурбин

Для определения приближенных значений диаметра рабочего колеса Д₁, частоты вращения Н и высоты отсасывания Н_s воспользуемся гидравлическими параметрами, приведенными для каждого типа турбины по результатам модельных испытаний: для вертикальных поворотно-лопастных (табл. 5), радиально-осевых (табл. 6) и капсульных гидротурбин (табл. 7). В таблицах указаны пределы, изменений приведенного расхода (оптимального и максимального по кавитационным условиям ), приведенной оптимальной частоты вращения , коэффициента быстроходности n_s и коэффициента кавитации σ при , снятые с универсальных гидравлических характеристик гидротурбин, а также отдельные геометрические параметры турбин, приведенные к диаметру рабочего колеса Д₁: относительная высота направляющего аппарата , относительные диаметры втулки рабочего колеса , диаметра , капсулы горизонтальной турбины и др. При определении Д₁ (5) для радиально-осевых турбин приведенный расчетный расход принимается равным максимальному расходу на линии пятипроцентного запаса мощности .

Для примера рассмотрим выбор параметров РО турбины при следующих исходных данных: N_Т = 200 МВт; Н = 64 м; Н_ср.взв. = 66 м. Для заданных параметров согласно номенклатуре (рис. 5) следует принять турбину РО 75 и для нее из табл. 6 – л/с.

Расход воды через турбину определяем по зависимости

м3/с.

Наименьший диаметр рабочего колеса Д₁ определяется равным:

м.

Таблица 5