7 років тому
Немає коментарів

Sorry, this entry is only available in
Російська
На жаль, цей запис доступний тільки на
Російська.
К сожалению, эта запись доступна только на
Російська.

а) Одногирляндные установки на торцовых турбинах

На узких и мелких реках, на которых не могут быть примене­ны поперечные гирлянды, в качестве двигателей бесплотинных уста­новок можно использовать гирлянды, состоящие из торцовых турбин.

Торцовая гирлянда состоит из своеобразных турбин (рис. 1 и 8), каждая из которых крепится неподвижно на гирляндном тросе в од­ной точке. Турбина состоит из дна 2, обечаек 1, представляющих собой две смещенные друг относительно друга части цилиндрических поверхностей, образующие между собой две или несколько ще­лей. Обечайки имеют входной конфузор, выполненный отбортовкой их торцовых кромок. Торцовая турбина крепится к тросу за втулку лобовой стойки 3, служащей для предварительного закручивания потока в турбине. Около троса лопасти лобовой стойки имеют осе­вое направление, а концевые участки ее наклонены под углом 66° к оси потока.

Торцовые турбины и торцовые гирлянды

Торцовые турбины и торцовые гирлянды

Гирлянда торцовых турбин может быть установлена различным образом: например, по одноопорной схеме с моста или с плав­средств, или с берега при помощи оттягивающего так называемого парованного устройства рис. 8,а. Это устройство состоит из щи­та 3, расположенного наклонно к потоку; на щите возникает боко­вая сила, оттягивающая гирлянду от берега, на котором она за­креплена. Положение щита относительно гирлянды фиксируется двойными оттяжками; ширина (глубина) щита Около 400—800 мм. Постановка гирлянды может быть и двухопорной — вторая опора играет роль оттяжки гирлянды к противоположному берегу. При недостаточном натяжении гирляндного троса такой опорой может служить ворот 5, которым мы можем обеспечить нужный натяг гир­лянды.

В случае, когда с одиночной гирлянды мы хотим снять повы­шенные мощности, а также на узких реках, постановка гирлянды может быть проведена с двумя или большим числом береговых от­тяжек, в этом случае гирлянда располагается ломаной линией (змейкой) между берегами реки (рис. 9). Трос гирлянды в подшип­никах оттяжек получает возможность свободно вращаться, а также скользить в осевом направлении.

Схемы одногирляндных ГЭС на торцовых турбинах на узких реках и при разных способах их постановки

Схемы одногирляндных ГЭС на торцовых турбинах на узких реках и при разных способах их постановки

При постановках торцовых гирлянд, так же как и гирлянд на поперечных турбинах, отсутствуют какие-либо устройства, крепящие гирлянды к дну реки; могут потребоваться опоры на мостиках (рис. 11,6).

Гирлянды благодаря разнообразию конструктивных решений при их постановке могут быть поставлены как «на плаву», так и «на по­гружение» как на всей ширине реки, так и на части ее ширины, когда в этом имеется необходимость.

б) Многогирляндные установки на торцовых турбинах

Многогирляндные установки на торцовых турбинах могут иметь значительно больше схем постановки, чем что мы имеем в многогирляндных установках на поперечных турбинах. Конструкция машин­ных опор, в ряде случаев может быть применена та же, что я на установках с поперечными турбинами, но имеющая другой, соответ­ствующий расположению торцовых гирлянд поворот к направлению потока. Могут быть конструкции с оттяжками на противоположном берегу наподобие тех, что приведены на рис. 9,б и в. В этой уста­новке гирлянды могут быть применены как правого, так и левого вращения. Сочленение гирлянд на привод генератора можно осуще­ствлять береговым валом наподобие того, как это мы имеем для установок с поперечными турбинами.

Установка, поставленная с помощью береговых оттяжек (рис. 10,а). В этом случае береговые оттяжки выполнены из свай и толстой проволоки, на которой закреплены серьги, несущие по два разнесенных подшипника, в которых вращается трос гирлянды.

Гирлянды передают мощность на редуктор роликовой цепью. Такого типа установки приемлемы для рек шириной 5—20 м.

Установка, поставленная с помощью парованных оттяжек (рис. 10,б). Эта схема применяется в тех случаях, когда требуется оставить свободной от гирлянд часть ширины створа реки, напри­мер, для прохода судов. Она применима и в случаях, когда створ значительной ширины, а ставить оттягивающие опоры на противопо­ложном берегу не представляется возможным. В этом случае ма­шинная опора, гирлянды и оттягивающие устройства выполняются так, как это было описано выше. Оттягивающие устройства соеди­нены между собой тросом; их можно было бы выполнить также в виде бревенчатого плота, связанного с грунтом, например, винто­выми якорями.

Схемы многогирляндных ГЭС на торцовых турбинах

Схемы многогирляндных ГЭС на торцовых турбинах

Устройства для установки гирлянд показаны на рис. 11.

Приспособления для установки гирлянд торцовых турбин

Приспособления для установки гирлянд торцовых турбин

в) Работа торцовых турбин

Установки на торцовых турбинах в своей конструкции не имеют принципиально отличных узлов от тех, которые нами описаны в гл. 1, § 1, п. «а».

Принцип работы торцовой турбины был показан в гл. 1, § 2, п. «а». Поток, набегая на турбину (рис. 12), в первом приближении создает давление

F_006

где Sз, — площадь заборника турбины (о м2), определяется по внеш­нему диаметру отбортовки.

сх — коэффициент сопротивления, величина безразмерная; в дан­ном случае сх = 1,2; р — плотность воды, кГ – сек24 v — скорость набегающего потока, м/сек.

Мощность торцовой турбины определяется так:

F_007

причем величина k в зависимости от различных геометрических со­отношений турбины колеблется от k=0,09 до 0,114 [Л. 4]. k = 0,5-n, тогда n=0,18—0,23.

Мощность определялась опытным путем, загрузкой линии, состоя­щей из восьми торцовых турбин, воздушными крыльчатками, зара­нее протарированными по скорости вращения, с замером их угловых скоростей .при работе турбин. Поэтому коэффициент мощности k=0,09—0,114 относится ко всей линии. Делением мощности линии на число турбин получали мощность одиночной торцовой турбины. Замеры местных скоростей перед тремя, четырьмя и так далее тур­бинами показали, что скорость потока на входе турбин несколько больше, чем на входе первой турбины (рис. 12).

Схема к расчету торцовых турбин (поток осевой)

Схема к расчету торцовых турбин (поток осевой)

За закрытым торцом турбин образуется конус завихрений пото­ка, например, при скорости 1,2 м/сек равный по высоте 1,35 D по оси троса, в боковые щели турбины поток отбрасывается по перифе­рии (реактивная струя), но основная масса воды устремляется на обтекание внешней поверхности турбины и торцового конуса, огибая его. От этого поток у стенок турбины увеличивает скорость. На­пример, при скорости свободного потока v=1,2 м/сек наблюдалась скорость около турбин до 1,7 м/сек. Но в турбины вода поступала все же с осредненными скоростями, близкими к 1,2 м/сек (1,23— 1,27 м/сек).

Турбины при вращении создают своими цилиндрическими по­верхностями так называемую донную подушку, которая не дает им опускаться на дно. Величина донной подушки колеблется от 0,15 до 0.21 D турбины. Была замечена большая потеря энергии потока на вихреобразования за закрытым торцом турбины, где наблюдаются даже разрывы потока. В ранних опытах нам было необходимо иметь значительное лобовое сопротивление турбин, чтобы получить доста­точное растягивающее усилие по тросу (0Р = 1,8—3 кГ/мм2), при котором трос становится работоспособным на передачу скручиваю­щей нагрузки. Турбины фиксируются на тросе ступицей передней стойки. Ступица торцовой стенки может скользить по тросу. Если бы турбину фиксировать в двух точках, ее бы скрутило при работе гирлянды турбин.