Здание ГЭС
2
Кафедра "Гидротехническое и энергетическое строительство"
КУРСОВОЙ ПРОЕКТ
"Здание ГЭС"
Выполнил:
Руководитель:
Минск 2008
Содержание- 2. Построение рабочих (мощностных) и эксплуатационной характеристик турбин
- 3. Расчет турбинной камеры и отсасывающей трубы
- 4. Выбор генератора и вспомогательного оборудования
- 4.1 Выбор генератора
- 4.2 Подбор системы регулирования гидротурбин
- 4.3 Выбор подъемно-транспортного оборудования
№ режимных точек | Н= 220,8м; | ||||
зм,% | з= зм+Дз,% | , м3/с | N, кВт | ||
1 | 68 | 72,5 | 0,165 | 96256,39 | |
2 | 70 | 74,5 | 0,17 | 101909,1 | |
3 | 73 | 77,5 | 0,185 | 115366,9 | |
4 | 75 | 79,5 | 0, 195 | 124741 | |
5 | 76 | 80,5 | 0,215 | 139265 | |
6 | 80 | 84,5 | 0,24 | 163183,2 | |
7 | 82 | 86,5 | 0,26 | 180966 | |
8 | 84 | 88,5 | 0,282 | 200816,8 | |
9 | 86 | 90,5 | 0,305 | 222103,8 | |
10 | 87 | 91,5 | 0,32 | 235601,8 | |
11 | 88 | 92,5 | 0,34 | 253062,8 | |
12 | 89 | 93,5 | 0,37 | 278369,1 | |
13 | 89 | 93,5 | 0,41 | 308463 | |
14 | 88 | 92,5 | 0,432 | 321538,6 | |
15 | 87 | 91,5 | 0,455 | 334996,4 |
№ режимных точек | Н= 247,7м; | ||||
зм,% | з= зм+Дз,% | , м3/с | N, кВт | ||
1 | 68 | 72,5 | 0,16 | 110906,2 | |
2 | 70 | 74,5 | 0,167 | 118951,7 | |
3 | 73 | 77,5 | 0,18 | 133374,3 | |
4 | 75 | 79,5 | 0, 19 | 144417,1 | |
5 | 76 | 80,5 | 0,21 | 161626,7 | |
6 | 80 | 84,5 | 0,23 | 185815,8 | |
7 | 82 | 86,5 | 0,25 | 206754,1 | |
8 | 84 | 88,5 | 0,272 | 230149,6 | |
9 | 86 | 90,5 | 0,303 | 262173,8 | |
10 | 87 | 91,5 | 0,32 | 279942,7 | |
11 | 88 | 92,5 | 0,34 | 300689,8 | |
12 | 89 | 93,5 | 0,38 | 339698,2 | |
13 | 88 | 92,5 | 0,42 | 371440,3 | |
14 | 87 | 91,5 | 0,44 | 384921,2 | |
15 | 86 | 90,5 | 0,462 | 399750,1 |
№ режимных точек | Н= 264,6м; | ||||
зм,% | з= зм+Дз,% | , м3/с | N, кВт | ||
1 | 68 | 72,5 | 0,155 | 118621,5 | |
2 | 70 | 74,5 | 0,165 | 129758 | |
3 | 73 | 77,5 | 0,18 | 147254,3 | |
4 | 75 | 79,5 | 0, 19 | 159446,3 | |
5 | 76 | 80,5 | 0,21 | 178446,9 | |
6 | 80 | 84,5 | 0,23 | 205153,2 | |
7 | 82 | 86,5 | 0,251 | 229183,6 | |
8 | 84 | 88,5 | 0,275 | 256903,3 | |
9 | 86 | 90,5 | 0,31 | 296144,8 | |
10 | 87 | 91,5 | 0,325 | 313905 | |
11 | 88 | 92,5 | 0,35 | 341746,1 | |
12 | 88 | 92,5 | 0,4 | 390567 | |
13 | 87 | 91,5 | 0,429 | 414354,6 | |
14 | 86 | 90,5 | 0,45 | 429887,6 |
Рассекая рабочие характеристики турбин рядом прямых линий з=const с интервалом через 2%, получают точки равных КПД. Перенося эти точки на координатную сетку N и Н и соединяя их плавными кривыми, строят семейство линий равных КПД.
Для радиально-осевых турбин линия ограничения мощности при напорах Н>Нр строится на основании линии 5% запаса мощности на главной универсальной характеристики, а при напорах Н<Нр мощность турбины не превышает своего максимального значения, соответствующего номинальной мощности агрегата.
Построенная таким образом эксплуатационная универсальная характеристика отражает основные свойства только одной турбины, однако ее недостаточно для оценки условий работы нескольких или всех совместно работающих турбин ГЭС. С этой целью на ее основе строят суммарную эксплуатационную характеристику турбин ГЭС, координаты которой для параллельно работающих двух, трех турбин находятся удвоением, утроением абсцисс всех точек данного напорного режима.
3. Расчет турбинной камеры и отсасывающей трубыТип турбинной камеры, служащей для подвода воды к рабочим органам гидротурбины, зависит, главным образом от ее мощности и расчетного напора. Крупные и средние реактивные гидротурбины при напорах 40ч700м оборудуются металлическими спиральными камерами. Металлические спиральные камеры, как правило, выполняются с круглыми сечениями с углом охвата 345-350о. Гидромеханический расчет таких камер выполняется по условию аналитическим способом. При этом в качестве исходного используется уравнение:ц - координатный угол сечения спирального канала, отсчитываемый от зуба; с - радиус сечения спирали; с - постоянный коэффициент Значение коэффициента С можно определить из приведенного выше уравнения для условий входного сечения, для которого ц=цmax=350о, а - расход через турбину при номинальной мощности, соответствующей расчетному напору.Vвх=12,5м/с - допустимая средняя скорость потока во входном сечении.Радиус любого промежуточного сечения спирального канала с координатным углом ц определяется по формуле:Полный наружный радиус спирального канала в этом сечении: .Необходимые для расчета и построения камеры значения диаметров Da, Db и D0, а также число лопаток направляющего аппарата Z0 принимается в зависимости от D1.D1, см | Da, см | Db, см | D0, см | Z0 | |
500 | 765 | 660 | 580 | 24 |
Расчет по построению очертания спирального канала удобно вести в форме таблицы.
ц | ц/с | 2ra ц/с | с | 2с | R=2с+ra | ||
0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 3,825 | |
25 | 0,025 | 0, 193 | 0,44 | 0,465 | 0,93 | 4,755 | |
50 | 0,051 | 0,387 | 0,622 | 0,673 | 1,345 | 5,17 | |
75 | 0,076 | 0,58 | 0,762 | 0,838 | 1,676 | 5,501 | |
100 | 0,101 | 0,774 | 0,88 | 0,981 | 1,962 | 5,787 | |
125 | 0,126 | 0,967 | 0,984 | 1,11 | 2,22 | 6,045 | |
150 | 0,152 | 1,161 | 1,077 | 1,229 | 2,458 | 6,283 | |
175 | 0,177 | 1,354 | 1,164 | 1,341 | 2,682 | 6,507 | |
200 | 0, 202 | 1,548 | 1,244 | 1,447 | 2,893 | 6,718 | |
225 | 0,228 | 1,741 | 1,32 | 1,547 | 3,095 | 6,92 | |
250 | 0,253 | 1,935 | 1,391 | 1,644 | 3,288 | 7,113 | |
275 | 0,278 | 2,128 | 1,459 | 1,737 | 3,474 | 7,299 | |
300 | 0,304 | 2,322 | 1,524 | 1,827 | 3,655 | 7,48 | |
325 | 0,329 | 2,515 | 1,586 | 1,915 | 3,83 | 7,655 | |
350 | 0,354 | 2,709 | 1,646 | 2 | 4 | 7,825 |
Отсасывающие трубы для вертикальных, средних и крупных турбин делают изогнутыми.
Изогнутая отсасывающая труба состоит из следующих характерных элементов:
Начального, включающего рабочую камеру;
Конического (входного) диффузора круглого сечения;
Колена;
Горизонтального (выходного) диффузора прямоугольного сечения.
Размеры отсасывающей трубы D1=5м:
Тип отсасы-вающей трубы | h | h1 | h2 | L | B5 | D4 | h4 | h6 | L1 | h5 | B4 | a | R6 | a1 | R7 | a2 | R8 | |
20 | 11,5 | 1 | 0,5 | 17,5 | 10,85 | 5,2 | 5,2 | 2,55 | 7,05 | 4,7 | 10,85 | 1,845 | 4,395 | 5,675 | 3,2 | 0,4015 | 2,95 |
Тип МНУ | Объем Vа, м3 | Основные размеры, мм и масса, т | |||||||||
Котла | Бака | ||||||||||
Нк | D | h1 | Масса | Нб | L | B | A | Масса | |||
МНУ 12,5-1/40 | 12,5 | 3950 | 2280 | 720 | 9 | 1600 | 2800 | 2800 | 1800 | 8,2 |
Регуляторы частоты вращения гидротурбин в основном подразделяются на две группы: гидромеханические типа РК и электрогидравлические типа ЭГР. Гидромеханическая часть регуляторов конструктивно выполняется в виде колонки управления, корпус которой унифицирован и является единым для всех типов регуляторов.
Для определения типоразмера регулятора необходимо знать диаметр золотника, который принимается равным диаметру маслопроводов, идущих от золотника к сервомотору.
Величина диаметра маслопровода:
Qз=Vн/Тs=0,6/10=0,06 м3/с -
расход масла через главный золотник регулятора;
Vн=0,6м3 - суммарный объем сервомоторов направляющего аппарата;
Тs=10с - время закрытия направляющего аппарата;
Vм=5м/с - скорость масла в маслопроводе.
Окончательно принимается регулятор РК-150.
Марка корпуса | Размеры, мм | Масса, кг | ||||
Н | h | В | С | |||
РК-150 | 1900 | 600 | 1050 | 900 | 2750 |