Високонапірна радіально-осьова гідротурбіна

Високонапірна радіально-осьова гідротурбіна, що містить спіральну камеру, регулюючий орган, робоче колесо, яка відрізняється тим, що регулюючий орган виконано у вигляді соплового підвідного органа гідротурбіни, що включає ряд криволінійних конфузорних соплових каналів, розташованих рівномірно по колу перед робочим колесом, утворених верхньою й нижньою поверхнями обертання, і поверхнями колон статора, причому вихідні елементи статора виконані поворотними. (19) (21) a200613464 (22) 19.12.2006 (24) 25.12.2008 (46) 25.12.2008, Бюл.№ 24, 2008 р. (72) ПОТЕТЕНКО ОЛЕГ ВАСИЛЬОВИЧ, UA, КОВАЛЬОВ СТАНІСЛАВ МИ ХАЙЛОВИЧ, U A (73) НАЦІОН АЛЬНИЙ ТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ "ХАРКІВСЬКИЙ ПОЛІТЕХНІЧНИЙ ІНСТИТУТ", U A (56) SU 949221, F 03 B 3/02, 07.08.1982 SU 992795, F 03 B 3/00, 30.01.1983 US 4218182, F 03 B 3/02, 19.08.1980 DE 69733612, F 03 B3/02, 11.05.2006 3 85090 турбін на режимах відмінних від оптимального, зменшення габаритів гідротурбіни. Технічний результат досягається тим, що в турбіні в якості регулюючого та, можливо, запірного органа застосовується сопловий підвідний орган гідротурбіни, що представляє собою ряд спеціально спрофільованих криволінійних (спіральних) конфузорних соплових каналів, розташованих рівномірно по колу перед робочим колесом, і утворених верхньою й нижньою поверхнями обертання та поверхнями колон статора, причому, вихідні елементи статора виконані поворотними. На Фіг.1 показаний осьовий розріз високонапірної радіально-осьової гідротурбіни; на Фіг.2 представлено сопловий канал у плані. Високонапірна радіально-осьова гідротурбіна, містить спіральну камеру 1, сопловий підвідний орган, що складається з жорстко закріплених статорних колон 2, поворотних ви хідних елементів статора 3, обмежених поверхнями обертання 4 і 5; робоче колесо 6, відсмоктувальну тр убу 7. Високонапірна радіально-осьова гідротурбіна є приводом генератора електричного струму, перетворюючи енергію потоку води, що підводиться, в механічну енергію обертання ротора генератора, і працює таким чином. Потік води з певним напором і витратою надходить по спіральній камері 1 через область соплового підвідного органа на лопатеву систему робочого колеса 6 і створює на валу агрегата обертаючий момент. Ротор генератора (на кресленні не показаний), обертаючись, виробляє електричний струм. Вода від робочого колеса 6 відводиться в нижній б'єф по відсмоктувальній трубі 7. При роботі турбіни спіральна камера 1 забезпечує рівномірний по всьому колу підвід води через область соплового підвідного органа до робочого колеса 6, створюючи лише частину моменту кількості руху перед робочим колесом 6. Основна частина моменту кількості руху рідини, необхідного перед робочим колесом 6 для оптимальної роботи гідротурбіни, формується не в просторій спіральній камері 1, а в спеціально спрофільованих криволінійних (спіральних) конфузорних соплових каналах, розташованих рівномірно по колу перед робочим колесом 6, і утворених 4 верхньою 4 і нижньою 5 поверхнями обертання й поверхнями колон статора 2 і 3, причому вихідні елементи статора 3 виконані поворотними. У цих каналах швидкість потоку V, а отже і її компоненти: витратна Vr і окружна Vu складові збільшуються в кілька разів забезпечуючи оптимальні умови підведення потоку до робочого колеса 6 з мінімальними втратами енергії, що власти во для соплових конфузорних каналів. При цьому поворот вихідних елементів 3 забезпечує широкий діапазон експлуатації гідротурбіни по напорах і витратах, аналогічно напрямному апарату низько- й середньонапірних радіально-осьових гідротурбін, а також забезпечуються високі енергокавітаційні показники й висока надійність обумовлені більш рівномірними безвідривними умовами підведення потоку до робочого колеса 6 не тільки на оптимальному режимі, але й на режимах відмінних від оптимального. Заміна раніше застосовуваних у гідротурбобудуванні підвідних елементів тракту: напрямного апарата й колон статора загальноприйнятої конструкції на соплові спіралевидні підвідні органи, призводить також до зменшення габаритів гідроагрегата в плані, і до зниження витрат на будівництво ГЕС. При необхідності за допомогою поворотних вихідних елементів статора 3 можна повністю обмежити доступ води до робочого колеса 6. Таким чином, використання в радіальноосьових гідротурбінах соплового підвідного органа в якості регулюючого органа гідротурбіни дозволяє забезпечити просування радіально-осьових гідротурбін на напори понад 600м, а також зменшити втрати енергії при застосуванні радіально-осьових гідротурбіни на ці напори, зменшити габарити турбіни в плані, та підвищити надійність експлуатації гідротурбін на режимах відмінних від оптимального. Джерела інформації: 1. Ковалев Н.Н. Справочник по гидротурбинам. Л., «Машиностроение», 1984, с. 274-284. 2. Ковалев Н.Н. Гидротурбины, Л., «Машиностроение», 1971, с. 59-71. 3. Деклараційний патент України на корисну модель №14284, МПК F03B 3/00. 5 Комп’ютерна в ерстка В. Клюкін 85090 6 Підписне Тираж 28 прим. Міністерство осв іт и і науки України Держав ний департамент інтелектуальної в ласності, вул. Урицького, 45, м. Київ , МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислов ої в ласності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601