Гидротехнические сооружения. Том I

В, ТУРБИНЫ СОВРЕМЕННЫХ ГИДРОУСТАНОВОК I . ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА СОВРЕМЕННОГО РАЗВИТИЯ ГИДРОТУРБИН

Современная техника установила практическое применение исключительно следующих трех типов турбин: 1) активные колеса Пельтона — для самых вы соких областей напоров; 2) турбины Френсиса реактивного типа, с ра диальным или диагональным входом воды на рабочее колесо и аксиальным выходом, для напо ров, предшествующих области применения колес Пельтона, и вниз до весьма малых напоров; 3) турбины лопастные, обычно называемые „про пеллерными", с аксиальным (пли приближающимся к нему) входом воды на рабочее колесо и аксиаль ным выходом с него. ••Этот последний тип в свою очередь делится на 4 класса: а) собственно пропеллерные турбины, с непод віпкными лопатками рабочего колеса и регулируе мыми направляющими лопатками (т. е. с напра вляющим аппаратом системы Финка, обычно при меняемым и в турбинах Френсиса); б) турбины системы Каплана (по имени их изобретателя), с регулируемыми (механически — от руки или автоматически) лопатками рабочего колеса и направляющим аппаратом Финка; в) турбины с регулируемыми рабочими лопатками и неподвижными лопатками направляющего аппа рата; эту комбинацию предложил профессор То манн, почему этот класс пропеллерных турбин и носит название турбин Каплапа-Томанна; г) турбины с неподвижными лопатками рабоче го колеса и направляющего аппарата. Из этих 4 классов пропеллерных турбин классы а и б получили весьма широкое распространение, класс г — значительно меньше, а класс в—практи чески применен еще не был, хотя исследований возможности и целесообразности его применения было произведено достаточно, и опытные турбины были построены. В силу стремления к возможному уменьшению капиталовложений в сооружение ГЭС, при задан ных условиях ее работы и мощности, развитие применения различных вышеуказанных типов турбин происходит при определенных тенденциях: 1) повышения, в пределах целесообразности, мощности отдельных агрегатов, т. е уменьшения их числа при заданной общей мощности ГЭС, и 2) повышения быстроходности агрегата, т. е. его числа оборотов при заданной его мощности H рабочем напоре. Увеличение мощности агрегата, до известных пределов, уменьшает стоимость строительных работ главным образом в виду уменьшения фронта работ (по длине здания ГЭС) 1 и упрощения 1 Действительно пр і заданной общей мощности ГЭС, равной ТУ, при числе атрегатов m и мощ ности отдельного агрегата в N 0 л. с. N = mNo ® Справочник,

в конструктивном отношении (меньшее число от дельных сложных конструкций, пропорциональ ных числу агрегатов). Кроме того, с увеличением диаметра рабочего колеса турбины увеличивается и ее коэфициент полезного действия (согласно формуле Муди)

4 / 2 ) = 1 — ( 1 —Т І і ) ] / J j ,

И2

где X» t и гц— соответственно диаметр и к. п. д. для первого колеса, a D 2 и щ соответств. диа метр и к. п. д. для 2-го колеса)." Увеличение числа оборотов агрегата, при за данной его мощности, уменьшает размеры и вес как турбины, так и генератора (о весах подроб нее будет говориться ниже), что удешевляет как самый агрегат, так и здание станции и ее крано вое оборудование. Быстроходность турбины выражается ее „коэфп циентом быстроходности" по формуле: H где іі — число оборотов дайной турбины в минуту, H — рабочий ее нанор в метрах, N — мощность в л. е.; я» = "У N ну При расстоянии между осями агрегатов в Во м общая длина ГЭС будет В—тВ 0 . В первом приближении расстояние между осями агрегатов можно считать пропорциональным диаметру рабо чего колеса I), т. е. Bo=bD.

В то же время, как известно,

N

і) = а j / Ä V = а / I

где А — коэфициент пропорциональности, или

Т) = с

> где с = A \/N = const.

Таким образом, В = mНо = тЪТ) = тЪс 1 / -L = С 0 v m где С 0 =Ьс= const,

m >

т. е. д л и и а з д а н и я с т а н ц и и и р и б л и ж Е Н H о П Р О П О Р Ц И О Н А Л Ь Н А V И З Ч И С Л А а г р е г а т о в , п р и з а д а н н о й м о щ н о с т и ГЭС.