ПОГОДЖЕННЯ ЕЛЕМЕНТІВ ПРОТОЧНОЇ ЧАСТИНИ ВИСОКОЕФЕКТИВНОЇ ОБОРОТНОЇ ГІДРОМАШИНИ
Бічна панель сторінки статті
Основний зміст сторінки статті
Анотація
Розглянуто проблему розвитку гідроакумулюючих електростанцій в Україні, особливо в умовах військових дій, що пошкодили енергетичну інфраструктуру та створили дефіцит потужностей. ГАЕС допоможуть стабілізувати енергосистему, накопичуючи енергію в періоди низького навантаження та оперативно використовуючи її під час пікових потреб або аварій, та позитивно вплинуть на роль енергетичної автономії та інтеграцію відновлюваних джерел енергії. Підвищення ефективності гідротурбінного обладнання ГАЕС вимагає вдосконалення проточної частини оборотної гідромашини. В роботі показано, що створення високоефективного устаткування ГАЕС залежить від правильного вибору геометрії елементів проточної частини оборотних гідромашин, для забезпечення необхідного рівня енергетичних показників гідрообладання. Використано рівняння оптимального режиму для розрахункової оцінки кінематичних та енергетичних показників, аналізу їх формування та пошуку раціональних варіантів, які забезпечують задані вимоги до енергетичних показників робочого колеса оборотної гідромашини. Розрахунки виконуються за допомогою безрозмірних кінематичних параметрів, що спрощує процес і усуває необхідність складних обчислень. Наведені дані чисельного аналізу про вплив гідродинамічних параметрів проточної частини на параметри оптимального режиму можуть використовуватися як для профілювання лопатевої системи робочого колеса, з метою покращення енергетичних характеристик (підвищення потужності, рівня ККД та ін.), так і при модифікації лопатевої системи. Наведено метод чисельного експерименту для пошуку оптимальних варіантів лопатевої системи робочого колеса. Запропонований підхід використано для розрахункової оцінки кінематичних та енергетичних характеристик проточних частин гідротурбін у широкому діапозоні напору, а також високонапірних оборотних гідромашин ОРО200 та ОРО500 (як для базових, так і для модифікованих варіантів проточної частини).
Блок інформації про статтю
Посилання
Pro zatverdzhennya Natsional'noho planu diy z vidnovlyuvanoyi enerhetyky na period do 2030 roku ta planu zakhodiv z yoho vykonannya [On approval of the National Renewable Energy Action Plan for the period up to 2030 and the action plan for its implementation]. Available at: https://zakon.rada.gov.ua/laws/show/ 761-2024-%D1%80#Text (accessed 08.10.2024).
Ukrayina – enerhetychnyy khab Yevropy. Uryad skhvalyv Enerhetychnu stratehiyu do 2050 roku [Ukraine is the energy hub of Europe. The government has approved the Energy Strategy until 2050]. Available at: https://mev.gov.ua/novyna/ukrayina- enerhetychnyy-khab-yevropy-uryad-skhvalyv-enerhetychnu-stratehi yu-do-2050-roku (accessed 08.10.2024).
Chy zmozhe «zelena» enerhetyka stymulyuvaty vidnovlennya biznesu pid chas ta pislya viyny [Can "green" energy stimulate business recovery during and after the war]. Available at: https://mind.ua/publications/20254393-chi-zmozhe-zelena-energetika- stimulyuvati-vidnovlennya-biznesu-pid-chas-ta-pislya-vijni (accessed 08.10.2024).
Vidnovlennya ta rozvytok vidnovlyuvanoyi enerhetyky pislya viyny. Dyskusiya [Restoration and development of renewable energy after the war. Discussion]. Available at: https://lcf.ua/news/1196 (accessed 08.10.2024).
Sokol Ye., Cherkashenko M., Drankovskiy V. Control and energy models of reversible hydraulic machines. Bulletin of the National Technical University "KhPI". Series: Hydraulic machines and hydraulic units. Kharkiv, NTU "KhPI" Publ., 2019, no. 2, pp. 4–11. doi: 10.20998/2411-3441.2019.2.01
Ryabenko O. A., Klyukha O. O., Tymoshchuk V. S. Rol' HAES v roboti enerhosystem [The role of PSP in the operation of power systems]. Vymiryuval'na ta obchyslyuval'na tekhnika v tekhnolohichnykh protsesakh. Kyiv. 2014, no. 2, pp. 167–170.
Kucheryava I. M., Sorokina N. L. Shlyakhy rehulyuvannya hrafikiv navantazhennya ta upravlinnya spozhyvannyam elektrychnoyi enerhiyi [Ways of adjusting load schedules and controlling the consumption of electric energy]. Hidroenerhetyka Ukrayiny. 2007, no. 4, pp. 36–44.
Landau Yu. A. Osnovnye tendentsii razvitiya gidroenergetiki Ukrainy [The main trends in the development of hydropower inUkraine]. Nauchnye raboty. Kharkov. 2014, vol. 53, issue 40, pp. 82–86.
Sun H., Xiao R. F., Yang W., Liu W.C . The optimal model of misaligned guide vanes for a particular pump-turbine. 26th IAHR Symposium on Hydraulic Machinery and Systems. Vol. 15 (19–23 August 2012, Beijing, China). doi: 10.1088/1755-1315/15/3/032037
Rezvaya K., Cherkashenko M., Drankovskiy V., Tynyanova I., Makarov V. Using mathematical modeling for determination the optimal geometric parameters of a pump-turbine water passage. 2020 IEEE 4th International Conference on Intelligent Energy and Power Systems (IEPS) (2020, Istanbul). Istanbul, 2020, pp. 212–216. doi: 10.1109/IEPS51250.2020.9263139
Stefan D., Rudolf P. Proper Orthogonal Decomposition of Pressure Fields in a Draft Tube Cone of the Francis (Tokke) Turbine Model. Journal of Physics: Conference Series. 2015, vol. 579.
Cavazzini G., Houdeline J., Pavesi G., Teller O., Ardizzon G. Unstable behaviour of pump-turbines and its effects on power regulation capacity of pumped-hydro energy storage plants. Renewable and Sustainable Energy Reviews. 2018, vol. 94, pp. 399–409.
Dedkov V. N. Opredelenie raschetnykh parametrov obratimykh gidromashin dlya diapazona naporov N = 70–700 m [Determination of the design parameters of reversible hydraulic machines for the range of head H = 70–700 m]. Problemy mashinostroeniya. 2008, vol. 11, no. 1, pp. 7–11.
Hasmatuchi V. Hydrodynamics of a pump-turbine operating at off- design conditions in generating mode. Lausanne, École polytechnique fédérale de Lausanne Publ., 2012. 168 p.
Rusanov A., Rusanov R., Lampart P., Designing and updating the flow part of axial and radial-axial turbines through mathematical modeling. Open Engineering. 2015, vol. 5, pp. 399–410.
Khorev O. Numerical study of fluid flow in a spiral chamber of aradial-axial hydraulic machine. East European Journal of Advanced Technology. 2013, no. 1/8, pp. 41–45.
Yang W., Xiao R. Multiobjective Optimization Design of a Pump– Turbine Impeller Based on an Inverse Design Using a Combination Optimization Strategy. Journal of Fluids Engineering. 2014, vol. 136, pp. 014501-1–014501-9.
Tyn'yanova I. I., Ryezva K. S., Drankovs'kyy V. E. Vyznachennya hidrodynamichnykh kharakterystyk oborotnykh hidromashyn na osnovi metodiv matematychnoho modelyuvannya [Determination of hydrodynamic characteristics of reversible hydraulic machines based on mathematical modeling methods]. Bulletin of the National Technical University "KhPI". Series: Hydraulic machines and hydraulic units. Kharkiv, NTU "KhPI" Publ., 2021, no. 1, pp. 58–66. doi: 10.20998/2411-3441.2021.1.07
Kolychev V. A., Drankovskiy V. E., Marakhovskiy M. B. Raschet gidrodinamicheskikh kharakteristik napravlyayushchikh apparatov gidroturbiny [Calculation of the hydrodynamic characteristics of the wicket gate of the hydraulic turbine]. Kharkov, NTU "KhPI" Publ., 2002. 216 p.
Rezvaya K., Krupa Е., Drankovskiy V., Potetenko O., Tynyanova I. The numerical reseach of the flow in the inlet of the high-head hydraulic turbine. Bulletin of the National Technical University "KhPI". Series: New solution in modern technologies. Kharkiv, NTU "KhPI" Publ., 2017, no. 7 (1229), pp. 97–102. doi: 10.20998/2413-4295.2017.07.13
Tynianova І., Rezvaya K., Drankovskiy V., Savenkov D., Tynianov O. Design of highly efficient water passage of pump- turbine. Bulletin of the National Technical University "KhPI". Series: Hydraulic machines and hydraulic units. Kharkiv, NTU "KhPI" Publ., 2023, no. 2, pp. 38–43. doi: 10.20998/2411- 3441.2023.2.05