Как известно, гидротурбинные установки, превращающие энергию воды в электрическую, по сравнению с паротурбинными отличаются высокой экономичностью. Однако первоначальные затраты на строительство гидростанции значительно больше затрат на сооружения паротурбинных установок аналогичных мощностей. Поэтому успешное развитие гидроэнергетики в значительной степени зависит от эффективного разрешения проблемы снижения затрат на строительство гидростанций. В связи с этим, при проектировании новых гидростанций этому вопросу придается первостепенное значение.
В последнее время разрабатывается ряд проектов новых типов приплотинных гидротурбинных установок, имеющих целью снизить объем строительных работ. Ниже мы приводим главнейшие из них.
Рис. 7. Гидроагрегат обычного типа для водосливной ГЭС
Гидроагрегат обычного типа для водосливной ГЭС
Гидроагрегат (рис. 7) помещен в теле водосливной плотины и представляет собой вертикальную гидротурбину пропеллерного типа, смонтированную на одном валу с генератором. Гидроагрегат предельно сжат по вертикальной оси, что достигнуто за счет расположения подпятника непосредственно на крышке турбины; тем самым исключена необходимость в наличии несущей крестовины и вала генератора.
Монтаж и демонтаж агрегата производятся подъемным краном через съемный герметический люк 1, установленный заподлицо с гребнем плотины. Регулятор и маслонапорная установка расположены в помещении 2. Все механизмы гидроагрегата доступны для обслуживания и ремонта. Щиты и шандоры применены обычного типа.
Вес данного агрегата значительно меньше веса подобного агрегата обычной конструкции (примерно на 20%). Однако основное преимущество его заключается в том, что расположение агрегата в теле плотины исключает надобность в здании гидростанции, чем значительно снижается объем строительных работ.
Прямоточный гидроагрегат водосливной ГЭС
На рис. 8 и 9 показан проект горизонтального гидроагрегата прямоточного типа, установленного в теле плотины. Данный тип турбины является принципиально новым как в гидравлическом, так и в конструктивном отношениях. Подвод воды к турбине и отвод ее осуществлены по прямой (прямоточно), в связи с этим условия отдачи потоком энергии более благоприятны, чем в существующих гидроустановках.
Гидроагрегат имеет следующую конструкцию: в цилиндрической части трубопровода расположено рабочее колесо пропеллерного типа, лопасти которого несут сильно развитый наружный обод с насаженным на него ротором генератора. Этот совмещенный ротор агрегата имеет два подшипника, помещенные во втулке рабочего колеса. Направляющий аппарат состоит из конических лопаток с радиальными осями.
Важное значение для надежной работы агрегата имеют специальные уплотнения, которые должны предохранять генератор от попадания в него воды и агрегат от затопления.
Регулирование турбины осуществляется регулятором и напорной установкой, установленными в специальных нишах 1 тела плотины (рис. 8).
Монтаж и демонтаж агрегата в целом производятся краном через герметический люк 2 в шахте турбины. Щиты и шандоры принципиально не отличаются от существующих.
Поворотно-лопастные гидротурбины
Область применения турбин Каплана, имеющих ряд преимуществ перед турбинами Френсиса (см. далее § 11) ограничивается напорами порядка до 35 м. В настоящее время разрабатываются конструкции и проводятся экспериментальные исследования по применению поворотно-лопастных гидротурбин для напоров свыше 35 м, имеющих высокие эксплуатационные качества.
Рис. 8. Прямоточный гидроагрегат водосливной ГЭС
Рис. 9. Продольный разрез прямоточного гидроагрегата
