КОМПЛЕКСНА ОЦІНКА ОБҐРУНТУВАННЯ ВИБОРУ ТИПУ ВИСОКОНАПІРНОЇ ГІДРОТУРБІНИ

Анотація

Гідравлічні турбіни використовуються для перетворення енергії поточної води у обертальну механічну енергію. Гідротурбіни експлуатуються за різних умов, тому необхідно враховувати зміни споживаної потужності та умов вхідного потоку. У гідротурбінах з високою питомою швидкістю, робота з частковим навантаженням та кавітаційні умови створюють дуже складні внутрішні структури потоку, які важко точно передбачити, зберігаючи при цьому розумні обчислювальні витрати. Кавітація є проблемою на ГЕС і вона більш помітна у гідротурбінах, що працюють не за проєктними умовами. Ковшова турбіна, гідравлічний первинний двигун, використовує кінетичну енергію струменів води високого тиску для обертання робочих лопаток, перетворюючи енергію води на механічну енергію. Завдяки своїй простій конструкції та можливості застосування в умовах високого та надвисокого тиску, вона довгі роки є основним обладнанням електростанцій. Радіально-осьові гідротурбіни широко використовуються в усьому світі завдяки своїй адаптивності, високій ефективності та універсальності в широкому діапазоні умов експлуатації. Зважаючи на значне накладання робочих діапазонів радіально-осьових та ковшових гідротурбін (200–800 м), для конкретних проєктів, потрібне проведення комплексної оцінки обґрунтування вибору типу високонапірної гідротурбіни. Проєктування високонапірної радіально-осьової та ковшової гідротурбіни утруднене через складну картину течії потоку в елементах проточної частини. Ерозія осаду суттєво впливає на гідравлічні механізми, особливо на радіально-осьові гідротурбіни, якщо вони працюють у потоках, завантажених осадом. Це явище відіграє вирішальну роль у зменшенні вироблення енергії та експлуатаційних проблем. Враховуючи, що радіально-осьові гідротурбіни відіграють життєво важливу роль у виробництві гідроенергії та є найбільш широко використовуваними серед гідротурбін, вони повинні витримувати значний вплив ерозії осаду. У цій статті описані відносні переваги агрегатів кожного типу для різних умов та робочих режимів. Крім гідравлічних параметрів, економічного обґрунтування та довговічності роботи необхідно враховувати чутливість гідротурбін до піщаної ерозії. У статті наводиться огляд типів високонапірних гідротурбін та обґрунтування їх вибору при проєктуванні високонапірної ГЕС. Проведено порівняння активних та реактивних гідротурбін. Розглянуто питання, пов'язані із проєктуванням елементів проточної частини гідротурбіни.