Стартовая >> Архив >> Генерация >> Гидравлическое оборудование ГЭС и его монтаж

Конструктивные схемы гидрогенераторов - Гидравлическое оборудование ГЭС и его монтаж

Оглавление
Гидравлическое оборудование ГЭС и его монтаж
Введение
Основы теории гидротурбин
Явление кавитации в гидротурбинах
Модельные испытания и характеристики гидротурбин
Номенклатура гидротурбин
Выбор основных параметров гидротурбин
Конструкции гидротурбин
Рабочие колеса гидротурбин
Отсасывающие трубы гидротурбин
Конструктивные схемы современных гидротурбин
Конструкции основных узлов гидротурбин
Камера рабочего колеса
Направляющие аппараты реактивных гидротурбин
Сервомоторы направляющего аппарата
Рабочие колеса гидротурбин
Маслоприемники, валы гидротурбин
Подшипники гидротурбин
Вспомогательные механизмы гидротурбин
Вспомогательное оборудование гидроэлектростанций
Регулирование гидроагрегатов и автоматика
Котельные регуляторы
Регулирование  гидротурбин
Электрогидравлический регулятор скорости
Автоматическое управление гидротурбинами
Параметры гидрогенераторов
Конструктивные схемы гидрогенераторов
Статоры генераторов
Роторы генераторов
Крестовины генераторов
Подпятники
Направляющие подшипники
Вспомогательные устройства генераторов
Организация и подготовка монтажных работ
Организация и технология монтажных работ
Проектирование монтажных работ
Монтажно-сборочные и производственные базы
Подготовка оборудования к монтажу
Монтажные средства
Техника безопасности и промсанитария
Организация труда
Учет монтажных работ и техническая отчетность
Специальные подъемно-транспортные работы
Слесарно-подгоночные операции
Сборочные работы
Выверка и фиксация деталей и узлов
Требования к фундаментам и бетонированию
Производство монтажных работ в зимнее время
Технология монтажа вертикальных гидротурбин
Монтаж деталей проточной части высоконапорных радиально-осевых гидротурбин
Закладные детали поворотнолопастных гидротурбин - монтаж
Направляющий аппарат гидротурбины - монтаж
Рабочие колеса радиально-осевых гидротурбин - монтаж
Рабочие колеса поворотнолопастных гидротурбин - монтаж
Центровка ротора гидротурбины
Подшипники гидротурбин - монтаж
Монтаж системы регулирования
Монтаж вспомогательных механизмов гидротурбин
Особенности монтажа ковшовых гидротурбин
Организация сборки и монтажа вертикальных генераторов
Закладные части вертикального генератора - монтаж
Монтаж опорных конструкций вертикальных гидрогенераторов
Сборка и установка статора вертикальных гидрогенераторов
Сборка и установка ротора вертикального генератора
Монтаж подпятников вертикальных гидрогенераторов
Центровка ротора вертикального генератора
Соединение валов турбины и вертикального генератора
Центровка ротора вертикального гидроагрегата
Монтаж направляющих подшипников вертикальных гидрогенераторов
Монтаж системы возбуждения  и воздушного охлаждения вертикальных гидрогенераторов
Технологический процесс монтажа горизонтального гидроагрегата
Монтаж закладных деталей гидротурбины горизонтального гидроагрегата
Установка корпусов подшипников, направляющего аппарата  горизонтального гидроагрегата
Монтаж ротора гидротурбины горизонтального гидроагрегата
Монтаж горизонтальных гидрогенераторов
Центровка горизонтального гидроагрегата
Монтаж горизонтальных капсульных гидроагрегатов
Пуск, наладка и испытания смонтированных гидроагрегатов
Проверка гидроагрегата при заполненных водоподводящем и водоотводящем трактах
Пробный пуск гидроагрегата
Испытания гидроагрегата под нагрузкой
Вибрация гидроагрегата
Натурные энергетические испытания гидроагрегатов

Вертикальные гидрогенераторы выполняются двух основных типов— подвесного и зонтичного, различающихся между собой расположением подпятника относительно ротора. В генераторах подвесного типа подпятник расположен над ротором на верхней крестовине, а в генераторах зонтичного типа подпятник устанавливается ниже ротора на нижней крестовине или на крышке турбины. Параметры современных отечественных вертикальных гидрогенераторов приведены в таблице.

Таблица
Параметры современных отечественных вертикальных гидрогенераторов

На рис. 5-1,а приведена компоновочная схема подвесного генератора с двумя направляющими подшипниками, расположенными на нижней и верхней крестовинах. Схема двухопорного подвесного генератора обычно применялась ранее во всех генераторах этого типа.

Однако стремление к компактности и упрощению гидроагрегатов, уменьшению его осевых размеров и веса привело к созданию подвесного генератора с одним верхним подшипником над ротором генератора (рис. 5-1,б), нижний же подшипник объединился с подшипником турбины. Такая компоновка крупных подвесных генераторов является в настоящее время наиболее предпочтительной.

В применяемых ранее компоновочных схемах зонтичных генераторов (рис. 5-2,а) подпятник опирался на утяжеленную нижнюю крестовину. При этом верхний направляющий подшипник располагался на верхней крестовине, а нижний устанавливался под подпятником в нижней крестовине. В некоторых конструкциях таких генераторов нижний подшипник совмещался с подпятником. Дальнейшие конструктивные и технологические проработки показали возможность перемещения опоры подпятника с нижней крестовины на крышку турбины непосредственно или через специальную опорную конструкцию с отказом от нижнего направляющего подшипника, функции которого передаются турбинному подшипнику.
Схемы зонтичных генераторов
Рис. 5-2. Схемы зонтичных генераторов. а — зонтичный генератор с подпятником на нижней крестовине; б — зонтичный генератор с опорой подпятника на крышке турбины; а — зонтичный генератор одновального гидроагрегата; 1 — статор; 2 — ротор; 3 — верхняя крестовина; 4— нижняя крестовина; 5 — подпятник; 6 — нижний направляющий подшипник; 7 — верхний направляющий подшипник; 8 — вал генератора; 9 — вал агрегата; 10 — перекрытие шахты; 11 — опора подпятника; 12— надставка вала генератора.
Такая компоновка зонтичного генератора (рис. 5-2,б) значительно уменьшила его вес и осевые размеры, утяжелив и усложнив несколько турбину вследствие необходимости иметь более мощную крышку для восприятия осевого усилия от подпятника. На большинстве современных крупных низконапорных гидроэлектростанций применены зонтичные генераторы с опорой подпятника на крышке турбины.

Еще большее компоновочное объединение генератора и турбины в единый силовой агрегат получается при применении безвального зонтичного генератора (рис. 2,в). В такой конструкции генератор по существу не имеет вала и ротор генератора крепится непосредственно к валу турбины, который, таким образом, становится валом всего агрегата.
Подпятник, как и в предыдущей схеме, опирается на крышку турбины. Агрегат в этом случае имеет два направляющих подшипника: нижний — у рабочего колеса турбины и верхний—над ротором генератора в верхней крестовине. Генератор конструктивно еще более упрощается, уменьшаются его вес и осевые размеры. Такой агрегат проще по своей конструкции, имеет меньший вес и высоту и надежнее в работе.
В гидрогенераторостроении в настоящее время применяются оба компоновочных типа генераторов — подвесные и зонтичные.
Подвесные гидрогенераторы применяются обычно для гидроагрегатов с большими скоростями вращения —125—150 об/мин и выше. Генераторы этого типа имеют малое число полюсов и соответственно малый диаметр ротора при большой его высоте.
Мощные гидрогенераторы с меньшими скоростями вращения выполняются, как правило, зонтичного типа. Такие генераторы вследствие малых скоростей вращения имеют большое число полюсов, а следовательно, большие диаметры ротора и малую его высоту.
Подвесной генератор
Рис. 5-3. Подвесной генератор.
Крупные вертикальные гидрогенераторы состоят обычно из следующих основных конструктивных узлов: статора, ротора с валом, опорных крестовин, подпятника, направляющих подшипников, системы возбуждения, системы охлаждения воздуха, тормозной системы и системы пожаротушения генератора.

В качестве примера современного гидрогенератора подвесного типа на рис. 5-3 приведена конструкция генератора мощностью 225 тыс. кВт, скомпонованного с радиально-осевой гидротурбиной, установленного на Братской гидроэлектростанции.
Корпус статора 1 генератора сварной из листовой стали выполнен разъемным из шести сегментов. Установлен статор с помощью фундаментных плит на массивной подгенераторной конструкции машинного здания. Ротор 2 подвешен с валом 3 на подпятнике 6, опирающемся на верхнюю крестовину 5.
Направляющий подшипник 7 расположен выше ротора в нижней части верхней крестовины. В верхней части остова ротора размещен ротор вспомогательного генератора 8, статор которого закреплен снизу верхней крестовины. Под ободом ротора на бетонных опорах располагаются гидравлические домкраты системы торможения 4 гидроагрегата. Верхняя крестовина сварная, лучевой конструкции, выполнена достаточно жесткой по условиям восприятия всего осевого усилия гидроагрегата. Для придания устойчивости верхней крестовине в процессе работы все лапы крестовины у этого генератора распираются специальными домкратами 12 в бетонный массив основания машинного здания. Сверху подпятника расположен регуляторный генератор 9.
Вентиляция обмоток генератора производится по замкнутому циклу с охлаждением воздуха специальными воздухоохладителями 10, размещенными вокруг статора на его корпусе. Для создания замкнутой воздушной камеры генератор отделен от турбины перекрытием 11. В случае пожара тушение генератора осуществляется водой через систему труб 13 с отверстиями.

На рис. 5-4 показана конструкция более тихоходного крупного зонтичного генератора с опорой подпятника на крышке турбины мощностью 45,4 тыс. кВт и скоростью вращения 51,7 об/мин, скомпонованного с поворотнолопастной турбиной и установленного на Днепродзержинской гидроэлектростанции.
Статор 1 генератора разъемный из шести сегментов диаметром внутренней расточки 14,5 м. Ротор 2 с валом 3 — обычной конструкции, но втулка его является одновременно опорной втулкой подпятника 6. Все кольцевые детали подпятника изготовляются разъемными для возможности демонтажа их при ремонтах. Возбуждение генератора осуществляется от отдельно установленного моторгенератора. В связи с тем что верхняя крестовина 5 не является опорой для подпятника, а нагружена только направляющим подшипником 7 и маслоприемником турбины 9, она выполнена в виде легкой сварной лучевой конструкции.


Рис. 5-5. Зонтичный генератор одновального гидроагрегата.

Взамен нижней крестовины в качестве детали, воспринимающей осевую нагрузку от ротора агрегата, применена специальная опора подпятника 10, расположенная на крышке турбины. Это значительно уменьшило вес генератора и увеличило вибрационную устойчивость агрегата. Тормозная система 4, воздухоохладители 8 генератора и система пожаротушения выполнены так же, как и у подвесного генератора.
Зонтичный генератор самого крупного в мире гидроагрегата, изготовленного отечественной промышленностью для Красноярской гидроэлектростанции, приведен на рис. 5-5. Мощность генератора 500 тыс. кВт, скорость вращения 93,8 об/мин, напряжение 15750 в, нагрузка на подпятник 2 500 Т. Вес ротора составляет 900 т, а общий вес генератора 1 640 т.
Генератор выполнен с опорой подпятника на крышке турбины. Собственного вала генератор не имеет, и ротор его крепится к валу турбины, что дало возможность создать генератор компактным общей высотой всего 8,35 м.
Статор 1 генератора имеет обычную разъемную конструкцию, наружный диаметр его 19,1 м и вес 400 т. Конструкция ротора 2 отличается тем, что втулка его, являющаяся также втулкой подпятника 7, закрепляется болтами на верху вала турбины 15. К верхней части втулки присоединена короткая надставка вала 10, служащая для фиксирования ротора в верхнем направляющем подшипнике 9. Верхняя крестовина 3, являющаяся опорой подшипника, облегченная, лучевого типа, не выступает над полом машинного здания. Возбуждение генератора независимое ионное с вспомогательным генератором 4 и его возбудителем 5. Сверху генератора находится генератор 6 электропривода регулятора.
Охлаждение обмоток статора генератора водяное, а обмоток ротора — форсированное воздушное с помощью воздухоохладителей 8. Остальные детали и узлы генератора — система пожаротушения 12, тормозные домкраты 11, опоры подпятника 14, перекрытие 13, распорные домкраты 16 и др. особых отличий не имеют.



 
« Генератор вихрей   Гидратный водно-химический режим на электростанциях с барабанными котлами »
электрические сети