Турбинные камеры ГЭС

Одним из основных элементов проточного тракта турбины является турбинная камера (рисунок 2). Турбинные камеры служат для равномерного подвода воды к направляющему аппарату и рабочему колесу турбины с минимальными потерями капора. Ширина турбинной камеры определяет ширину гидроагрегатного блока, а, следовательно, длину здания ГЭС. Спиральные камеры примыкают к статору турбины. На ГЭС обычного типа применяются спиральные камеры таврового или круглого поперечного сечения. Спиральные камеры таврового поперечного сечения применяются при напорах 480 м, в основном для ПЛ турбин, и выполняются бетонными (железобетонными). При напорах Н 50 м камеры внутри полностью облицовываются металлом.

Формы спиральных камер таврового сечения бывают: развитая вниз с постоянной отметкой потолка, развитая вверх с постоянной отметкой пола, с изменяющейся отметкой пола и потолка. Выбор формы определяется условиями наивыгоднейшей компоновки гидротурбинного блока.

Турбинные камеры характеризуются углом охвата спирали ц0, отсчитываемого от входного сечения 0−0 до концевого 0-А.

Угол охвата спирали зависит от максимального напора, скорость во входном сечении так же, как и ширина камеры Всп — от расчетного напора.

Очертания спиральной части камеры рассчитывается по закону постоянства средней скорости.

.

где — средняя скорость воды во входном сечении.

Значительные скорости в спиральной камере, недопустимы из-за увеличения в ней потерь напора. Однако слишком малая скорость приведет к увеличению площади сечения спирали, а, следовательно, и. Поэтому при малых расходах экономичнее применять спиральные камеры с большим углом охвата; а на ГЭС с большими расходами с меньшим. Величины, , в общем случае выбирается технико-экономическим расчетом. Отечественный и зарубежный опыт проектирования и эксплуатации ГЭС привел к выработке рекомендация по выбору и в зависимости от напоров (рис. 8,9) [1]. ;

Поскольку спиральная камера примыкает к статору турбины, необходимо знать основные его размеры: ;

Для металлических камер:

м, м.

Расчет очертания камеры сводится к определению радиусов, описывающих спираль, и размеров любого сечения спирали.

Расчет металлической спиральной камеры ведется аналитически (таблица1):

Таблица 1 Расчет металлической спиральной камеры.

Здесь:

радиус, определяющий размеры спирали в любом сечении;

радиус, описывающий спираль в плане;

Vсп — скорость во входном сечении спирали;

ц0 — угол охвата спирали;

цi — угол, отсчитываемый от входного сечения до данного.

По данным таблицы строится очертание спирали в плане и в поперечном сечении, представленные на рисунке 2 приложения.