РОЗРОБКА ГОРИЗОНТАЛЬНИХ КАПСУЛЬНИХГІДРОТУРБІН НА ВИСОКІ НАПОРИ З ШИРОКИМ ДІАПАЗОНОМ НАДІЙНИХ РЕЖИМІВ ЕКСПЛУАТАЦІЇ

Основний зміст сторінки статті

Yevhenii Krupa

Анотація

Розглянуті питання та напрями підвищення енергокавітаційних та експлуатаційних показників гідротурбінного обладнання гідроелектростанцій. Докладно проаналізовано напрями удосконалення основних показників, що характеризують енергетичні та експлуатаційні переваги лопатевих гідротурбін горизонтального типу. Прямовісні повортно-лопатеві гідротурбіни з горизонтальним розташуванням осі обертання гідроагрегату мають незрівнянні переваги в порівнянні з гідротурбінами з підведенням води за допомогою спіральної камери, в частині більш високої пропускної здатності і ширшого діапазону експлуатації. Практика гідротурбобудування визначила діапазон напорів, на які застосовуються різні типи гідротурбін. Застосування горизонтальних прямоточних гідротурбінна напори понад 40 метрів зустрічає ряд проблем гідродинамічного характеру, міцності, а також проблем надійної експлуатації. Проаналізовано переваги прямоточних капсульних гідротурбін та можливість їх застосування на високі напори. Розглянуто нові конструктивні рішення, на які отримано патенти України, що дозволяють застосовувати горизонтальні капсульні гідроагрегати на вищі напори(до 300 метрів) і при цьому отримати ширшу зону експлуатації не лише за витратами, а й за напорами. Використання здвоєних прямоточних гідроагрегатів дозволить істотно розширити експлуатаційні діапазони високоефективної та надійної роботи горизонтальних капсульних гідротурбін на витратах (потужностях), які дозволяють їм успішно функціонувати на змінних, пікових навантаженнях добового регулювання. На основі аналізу робочого процесу різних горизонтальних та діагональних турбін, аналізу їх універсальних характеристик було розроблено науково-обґрунтовані пропозиції щодо номенклатури здвоєних прямоточних гідроагрегатів. Представлено конструкцію горизонтальної гідротурбіни з використанням підвідних соплових каналів. Застосування соплових апаратів як елементів, що створюють необхідний для оптимальної роботи гідротурбіни момент кількості руху, дозволяє використовувати капсульні прямоточні агрегати на високі напори (80–100 метрів)

Блок інформації про статтю

Розділ
Статті

Посилання

Pandey B., Karki A. Hydroelectric Energy: Renewable Energy and the Environment. Wallingford, United Kingdom, CRC Press Publ., 2016. 419 р.

Spellman F. R. Environmental Engineering. Florida, CRC Press Publ., 2015. 750 р.

Caldwell J. Hydropower: Renewable Energy Essentials. United States, Larsen and Keller Education Publ., 2019. 257 р.

Sokol Ye., Cherkashenko M., Potetenko O., Drankovs'kyy V., Hasyuk O., Hryb O. Hidroenerhetyka. Tom 2. Hidravlichni mashyny [Hydropower engineering. Vol. 2. Hydraulic machines]. Kharkiv, Promart Publ., 2020. 534 p.

Linnik A. V., Khaitov V. D. Sovremennyy uroven' i osnovnyye napravleniya razvitiya gidroturbostroyeniya v Ukraine [The current level and main directions of development of hydroturbation in Ukraine]. Problemy mashinostroyeniya. 2010, vol. 13, no 1, pp. 11–18.

Landau Yu. A. Osnovnye tendentsii razvitiya gidroenergetiki Ukrainy [The main trends in the development of hydropower in Ukraine]. Nauchnye raboty. Kharkov, 2014, vol. 53, iss. 40, pp. 82–86.

Linnik A. V., Ryabov A. V. Eksperimental'nyy stend PAO "Turboatom" dlya fizicheskogo modelirovaniya gidrodinamicheskikh protsessov v protochnykh chastyakh modeley povorotno-lopastnykh gidroturbin [Experimental stand of PJSC "Turboatom" for the physical modeling of hydrodynamic processes in the flow parts of the Kaplan turbine models]. Problemy Mashinostroyeniya. 2014, vol. 14, no. 3, pp. 11–18.

Potetenko O. V., Drankovs'kyy V. E., Koval'ov S. M., Krupa Ye. S., Vakhrusheva O. S., Shevchenko N. H. Tendentsiyi prosuvannya horyzontal'nykh pryamotochnykh i vertykal'nykh radial'no-os'ovykh hidroturbin na vysoki napory z shyrokym diapazonom ekspluatatsiyi [Trends in the promotion of horizontal direct-flow and vertical radial-axial hydraulic turbines for high heads with a wide range of operation]. Visnyk Sums'koho derzhavnoho universytetu. Seriya: Теkhnichni nauky [Sumy State University Bulletin. Series: Technical sciences]. Sumy, SumDU Publ., 2010, no. 3, pp. 125–135.

Potetenko O. V., Drankovs'kyy V. E., Krupa Ye. S. Rozrakhunkove doslidzhennya robochoho protsesu zdvoyenoho kapsul'noho pryamotochnoho hidroahrehatu [Computational study of the working process of a twin bulb direct-flow hydraulic unit]. SkhidnoYevropeys'kyy zhurnal peredovykh tekhnolohiy. 2009, no. 3/7 (39), pp. 29–32.

Potetenko O. V., Koval'ov S. M. Zdvoyenyy pryamotechiynyy hidroahrehat [Twin bulb hydro unit]. Patent UA, no. 76872, 2006.

Migushchenko R. P., Cherkashenko M. V., Potetenko O. V., Gasyuk A. I., Doroshenko A. V., Cherkashenko A. Sistemy upravleniya gidroturbin [Hydraulic turbin control systems]. Bulletin of the National Technical University "KhPI". Series: Hydraulic machines and hydraulic units. Kharkiv, NTU "KhPI" Publ., 2019, no. 1, pp. 84–97.

Cherkashenko M. V., Potetenko O. V., Krupa Ye. S., Hasyuk O. I. Horyzontal'nyy pryamotochnyy kapsul'nyy hidroahrehat [Horizontal direct-flow bulb hydraulic unit]. Patent UA, no. 139837, 2020.