Выбор типа отсасывающей трубы

Отсасывающая труба – элемент проточной части гидротурбины, предназначен для отвода воды от рабочего колеса и восстановления кинетической энергии потока.

При отсутствии отсасывающей трубы энергия потока после рабочего колеса теряется, и КПД турбины уменьшается.

При установлении отсасывающей трубы кинетическая энергия потока после рабочего колеса преобразуется в энергию давления.

Размеры и форма отсасывающей трубы зависят от эксплуатационных качеств гидротурбины. Они определяют отраслевым стандартом ОСТ 108.122.01-76.

Основным габаритным размером отсасывающей трубы является ее высота h, отсчитываемая от плоскости нижнего кольца направляющего аппарата до дна колена. При увеличении высоты h возрастают эксплуатационные характеристики гидротурбины, но при этом и возрастают затраты на строительство ГЭС. При снижении высоты h снижается КПД турбины и увеличиваются нестационарные явления в турбине, т.е. идет неспокойная работа агрегата, снижается его надежность.

Таким образом, габаритные размеры отсасывающей трубы выбираются на основании технико-экономических расчетов с учетом надежности работы гидроагрегата

В курсовом проекте пользуемся опытом эксплуатации гидротурбин, и принимаем

Угол расширения β входного диффузора колена составляет:

Угол наклона основания к горизонтальной плоскости принимают

Для РО гидротурбин принимают тип колена КУ-1РО, который имеет следующие характеристики. Остальные характеристики берем из табл. 20 [1]

Таблица 3. Размеры отсасывающей трубы

№, п/п	Размеры	РО турбина КУ-1РО
1	h = 2, 3* D1	h =2, 3*3, 6 = 8, 28 (м),
2	В = (2, 5…3, 3) * D1	В = 3, 3*3, 6 = 11, 88 (м),
3	L = (4, 0…5, 0) * D1	L = 4, 0*3, 6 = 14, 4(м),
4	Sб = (0, 1…0, 2) В	Sб = 0, 15*14, 4= 2, 16( м),
5		D2 =1, 1*3, 6 = 3, 96 (м);
6		Dк = 1, 2*3, 6 = 4, 32( м);
7		=0, 1*4, 32 = 0, 432 (м);
8		В = 11, 88 (м);
9		L = 14, 4 (м);
10		hк = 1, 183*3, 6 = 4, 25 ( м);
11		Lk = 1, 92 *4, 32 = 8, 29( м);
12		R = 2, 44*4, 32 = 10, 54 (м);
13		Lс = 1, 26*4, 32 = 5, 44( м);
14		R1 = 0, 77*4, 32 = 3, 33 (м);
15		R2=1, 58*4, 32 = 6, 82 (м);
16		R3=1, 18*4, 32 = 5, 10 (м);
17		h'к=0, 51*3, 6 = 1, 836 (м);
18		h1 = 1, 14*3, 6 = 4, 10( м),

 

Выбор генератора

Гидрогенератор является основной машиной ГЭС, в которой механическая энергия первичного двигателя преобразуется в электрическую. На ГЭС применяют синхронные трехфазные гидрогенераторы переменного тока, имеющие единый вал с турбиной.

Номинальными параметрами гидрогенератора являются:

§ полная мощность – S,

§ активная мощность – P,

§ реактивная мощность - Q,

§ частота вращения - n

§ КПД – η

§ коэффициент мощности - cos φ

§ напряжение статора – U

§ ток статора – I

Потери в синхронных гидрогенераторах ограничены жесткими требованиями.

При частоте вращения до 200 об/мин гидрогенераторы выполняются преимущественно в зонтичном исполнении, свыше 200 об/мин - в подвесном.

При частоте вращения свыше 250 об/мин вертикальные гидрогенераторы выполняются исключительно в подвесном исполнении.

Современное направление в области проектирования гидрогенераторов большой мощности характеризуется стремлением расширить область применение генераторов зонтичного типа. Этому в значительной степени способствует использование в компоновке зонтичного гидрогенератора опоры подпятника на крышку турбины. Основными преимуществами зонтичного исполнения являются:

§ возможность выполнения подпятников на максимальные требуемые нагрузки, превышающие 35МН, при наиболее простых и экономических конструктивных формах опорных элементов;

§ обеспечение выполнения наиболее простой по конструкции и технологичности, а также менее металлоемкой верхней крестовины;

§ возможность применения конструкции ротора без основного генераторного вала, что позволяет снизить высоту подъема крана и тем самым снизить высоту машинного зала

К важным эксплуатационным преимуществам генераторов подвесного исполнения следует отнести следующие: меньшие потери на трение в подпятнике благодаря меньшей окружной скорости вращения; возможность обслуживания подпятника с помощью крана машинного зала; более надежная защита обмоток от масляных паров из ванны подпятника.

 

Значения номинального коэффициента мощности находится:

Таблица 4. Коэффициент мощности генератора

cos φ	S, МВ*А
0, 8	до 125
0, 85	125 – 360
0, 9	более 360

Номинальная мощность турбины N_т :

N_т = 9, 81*D²*Q’_p*H_p*√ H_p* η _н

N_т = 9, 81*4*0, 98*86, 53*√ 86, 53*0, 91 = 28167, 38 (кВт)

Пропускная способность турбины:

Q_р = N_т/9, 81*Н_р* η _н

Q_р = 28167, 38/(9, 81*86, 53*0, 91) = 36, 46 (м³/с) – одного агрегатаъ

Q_р = 4*36, 46=145, 84 (м³/с) – всей ГЭС

Активная мощность генератора – P :

P = N_т * η _г

η _г = 0, 95

P = 28167, 38*0, 95=26759, 01 (кВт А)

Полная мощность генератора – S:

S = P/ cos φ

S = 26759, 01/0, 8 = 33448, 76 (кВт)

Подбираем тип генератора по табл.10 [2]

S = 33448, 76 (кВт) = 33 МВт

n = 333, 3 об/мин,

ВГС 525/150-20

- вертикальный гидрогенератор синхронный; подвесного исполнения

S = 40 МВт

n = 300 об/мин,

Подбираем свой генератор.

Основными геометрическими параметрами гидрогенератора являются внутренний диаметр расточки статора D_i и высота активной стали статора l_t.

Диаметр расточки статора D_i :

D_i= K₁*S^{0, 2}*n^{-0, 8}

K₁ = 38-41 для n ≤ 300 об/мин

D_i= 40*33448, 76^{0, 2}*333, 3^{-0, 8} = 3, 08 (м)

Высота активной стали статора l_t

l_t = β * D_i *10^-2

β = n/5, 5

β = 333, 3/5, 5 = 60, 6

l_t = 60, 6*3, 08* 10^-2= 1, 87 (м)

Окончательные значения D_i и l_t выбирают в соответствие со шкалой предпочтений (стр. 25 [2]).

D_i= 3250 мм

l_t = 1820 мм

Получим значения D _i и l_t вторым способом.

Проведем расчет по второй методике (стр. 131, [3]).

Для определения основных размеров гидрогенератора сначала надо определить номинальную мощность генератора и расчетную мощность генератора:

S_ном = S = P/ cos φ

S_ном = S = 33448, 76 (кВт)

S_р = k S_ном

Коэффициент k зависит от cos φ:

Таблица 5. Коэффициент k.

cos φ	0, 8	0, 85	0, 9	0, 95
k	1, 08	1, 07	1, 06	1, 045

S_р = 1, 08*33448, 76 = 36124, 66 кВт

Удельная нагрузка, т.е. кажущаяся мощность, приходящая на один полюс:

S* = S_ном / 2р

S* = 36124, 66 /30 = 2006, 92 кВт

Диаметр расточки статора D_i :

D_i= τ * (2p)/ π

τ * - длина внешней дуги обода ротора, приходящаяся на один полюс, (м). Это полюсное деление зависит от удельной нагрузки и способа охлаждения:

τ * = A(S*)^α

A, α - эмпирические коэффициенты для непосредственного воздушного охлаждения обмоток. (стр. 133, [3])

А=0, 529; α =0, 246

τ * = 0, 529*2, 006^{, 0, 246} = 0, 63 (м)

D_i= 0, 63*18/3, 14 = 3, 61(м)

Проверка полученного диаметра осуществляется из условия, не превышения предельной окружной скорости ротора V_пр в разгонном режиме – V_{пр норм} = 160 м/с

V_пр = π * D_i*k_разг*n_o /60

k_разг = n_р /n_o

k_разг = 1, 11

V_пр = 3, 14*3, 61*1, 11*333, 3/60 = 69, 64 (м/с)

69, 64 м/с< 160 м/с

Высота активной стали статора l_t

l_i=30*C_А*S_р/( π * n_o* D_i ²)

C_А - коэффициент, зависящий от удельной нагрузки и способа охлаждения

C_А =R/(8)

R, y - эмпирические коэффициенты для непосредственного воздушного охлаждения обмоток. (стр. 133, [3])

R=18, 8; y=0, 18

C_А = 18, 8/2, 006^{0, 18} = 16, 59

l_i= 30*16, 59*36, 125/ (3, 14*333, 3*3, 25² )= 1, 62 (м)

Окончательные значения D_i и l_t выбирают в соответствие со шкалой предпочтений (стр. 25 [2]).

D_i= 3250 мм

l_t = 1650 мм

Принимаем значения D_i и l _t рассчитанные первым способом.

Таблица 6. Основные размеры генератора

Элемент генератора	Параметр	Подвесное исполнение
Статор	Высота корпуса	hст=1, 8*li=2, 97
Диаметр корпуса	Dст=(0, 92+0, 0016*333, 3)*3, 25 = 4, 72
Диаметр активной стали	Dа=Di+0, 75=4
Верхняя крестовина	Высота	hвк=0, 2*Di=0, 65
Диаметр лучей	Dв.к.= Dст =4, 72
Подпятник	Высота	hп=0, 2*Di*=0, 65
Диаметр кожуха	Dп.=0, 45*Di=1, 46
Нижняя крестовина	Высота	hн.к.=0, 11*Dш= 0, 32
Диаметр лучей	Dн.к.=Dш+0, 4=3, 35
Надстройка	Высота	h=0, 4
Диаметр	dо.=0, 20*Di=0, 65
Кратер	Диаметр	Dкр.=1, 70*Di=5, 525
Минимальная ширина прохода	b=0, 5м

Общая масса генератора приближенна равна:

G_ген = ψ * D_i l_t

ψ = 48-58 для подвесных

G_ген = 53*3, 25*1, 65 = 284, 21 т

G_рот = G_ген *(0, 5 – 0, 55) = 284, 21 * 0, 525 = 149 т

Таблица 7. Основные параметры гидрогенератора

Тип генератора	Р	S ном	cos φ	nном	η	Напряжение	Масса генератора	Исполне ние	Турбина
МВ А	МВт	-	об/мин	%	кВ	т
СВ 550/165-30			0, 8	333, 3	97, 5	10, 5		П	РО

 

Выбор трансформатора

При выборе повышающих трансформаторов необходимо ориентироваться на значения напряжения ЛЭП в зависимости от их длины и величины передаваемой мощности.

Длина ЛЭП = 600 км

Передаваемая мощность S_ном = 36124, 66 (кВт)

По табл. 12 [2] определяем, что напряжение на ЛЭП будет 330 кВ – это должно быть высшем напряжением обмотки трансформатора.

Напряжение генератора 10, 5 кВ (из табл. 3.2.[3]) – это должно быть низшем напряжением обмотки трансформатора.

Номинальная мощность трансформатора должна быть не ниже
P = 26759 (кВт А)

По табл. 13 [2] выбираем трансформатор типа:

Таблица 8. Параметры трансформатора

Тип трансформатора	Номинальная мощность,	Напряжение обмотки	Максимальные размеры	Масса
ВН	НН	L	B	H	Масла	Полная
МВ А	кВ	кВ	м	м	м	т	т
ТДЦ 125/330			10, 5	10, 5	5, 35	8, 7

 

 

⇐ Предыдущая1234Следующая ⇒

Поделиться:

Популярное:

1. IV. Выбор призов по каталогам Программы
2. Авторы–составители: Новиков А.В., Сергеева Ю.К., Выборнов А.В.
3. Аллергические реакции II типа (цитотоксические).
4. АЛЛЕРГИЧЕСКИЕ РЕАКЦИИ ЗАМЕДЛЕННОГО ТИПА
5. Анализ результатов выборочного исследования
6. Анализ стратегических альтернатив и выбор стратегии.
7. Билет 1. Время жизни объектов. Связь с типами памяти и областями видимости
8. Борьба политических сил России за выбор пути дальнейшего развития (февраль - октябрь 1917 г.)и корниловский мятеж
9. В которой девице Монлегюр приходится сделать нелёгкий выбор
10. В. Выбор ценовой стратегии предприятия в зависимости от экономических целей предприятия.
11. В. МЕСТНЫЕ ПРОЯВЛЕНИЯ АЛЛЕРГИЧЕСКИХ РЕАКЦИЙ I ТИПА.
12. Виды и методы выявления типа тенденций в рядах динамики