Гидравлическое оборудование ГЭС и его монтаж - Отсасывающие трубы гидротурбин

Отсасывающая труба (рис. 2-10) реактивной гидротурбины служит для отвода воды из рабочего колеса в нижний бьеф с наименьшими потерями.

Рис. 2-10. Схема прямоосной отсасывающей трубы.
Применение отсасывающей трубы дает возможность располагать рабочее колесо турбины выше уровня нижнего бьефа без потерн напора и полезно использовать значительную часть кинетической энергии потока, выходящего из рабочего колеса.
Особенно важное значение отсасывающая труба имеет для низконапорных гидротурбин, где поток за рабочим колесом сохраняет еще до 40—
50% общего запаса энергии.
При наличии отсасывающей трубы под рабочим колесом образуется вакуум и общий напор, действующий на лопасти рабочего колеса турбины, будет складываться из статического напора, равного разности отметок верхнего бьефа и выходного сечения рабочего колеса, и вакуума под рабочим колесом.
Использование кинетической энергии потока, уходящего из рабочего колеса, осуществляется путем создания дополнительного разрежения под рабочим колесом, для чего отсасывающая труба выполняется в виде конического расходящегося насадка. При такой конструкции отсасывающей трубы скорости потока на выходе из нее получаются значительно меньшими, чем на входе, и, следовательно, уменьшаются потерн энергии потока. Однако величина высоты отсасывания и конусность отсасывающей трубы имеют определенные пределы, обусловленные опасностью возникновения кавитации.
Наилучшей формой отсасывающей трубы, обеспечивающей минимальные потери, является прямой конус с углом конусности 4—6° на сторону. Но такие трубы можно применять только на вертикальных турбинах небольшой мощности и на горизонтальных турбинах, так как при необходимой длине этих труб L=(4:5)D1 для крупных вертикальных турбин требуется большое заглубление машинного здания, что значительно увеличивает объемы строительных работ. Поэтому для крупных гидротурбин применяют изогнутые отсасывающие трубы, имеющие высоту, не более 2,6D1.

Рис. 2-11. Схема изогнутой отсасывающей трубы.
Изогнутая отсасывающая труба (рис. 2-11) состоит из конического расходящегося патрубка 1, колена 2 и горизонтального раструба 3. Габариты изогнутой отсасывающей трубы при принятой ширине определяются двумя основными размерами: высотой h и длиной L.
Достаточно хорошие энергетические показатели имеют отсасывающие трубы высотой h=(1,9:2,3) и длиной L= (3,5:4,5).
Снижение высоты h позволяет уменьшить заглубление подошвы здания станции и сократить объем земельно-скальных и бетонных работ. Однако это приводит к уменьшению к. п. д. турбины.
Изогнутые отсасывающие трубы обычно выполняются бетонными, но на выходе из рабочего колеса в местах высоких скоростей потока (свыше 5 м/сек) поверхность бетона предохраняется от разрушения применением металлических листовых сварных облицовок.