ЧИТАТЬ СТАТЬЮ
Аннотация. В работе рассматриваются радиальные нагрузки, действующие на ротор гидротурбины при блокировке лопаток направляющего аппарата (НА), которые могут происходить при эксплуатации гидротурбинного оборудования в тяжелых условиях
горных рек с высоким содержанием твердых взвешенных частиц. Возникающие при этом дополнительные радиальные нагрузки на ротор турбины оцениваются при помощи CFD анализа полной проточной части гидротурбины с целью оценки работоспособности конструкции на этапе проектирования. При блокировке двух и более лопаток НА, идущих последовательно друг за другом на больших углах открытия, выход турбины на холостой ход становится невозможным из за повышенного расхода через заблокированные лопатки и возникает аварийная ситуация, требующая полного перекрытия потока воды через турбину. В работе показано, что штатное закрытие остающихся работоспособными лопаток направляющего аппарата приводит к неоправданно высоким радиальным нагрузкам на ротор гидротурбины и ведет к дополнительным рискам для конструкции гидротурбины. Вместо этого предлагается включение в САУ гидротурбины особого алгоритма остановки турбины именно в случае блокировки двух и более последовательных лопаток направляющего аппарата, который снижает нагрузки на элементы конструкции турбины.
Ключевые слова: гидротурбина, направляющий аппарата, радиальная нагрузка, CFD анализ.
Abstract. In this paper was investigated the radial loads acting on a hydroturbine rotor when the guide vane blades are blocked during operating in severe conditions of mountain rivers with a high content of solids particles. The resulting additional radial loads are investigated using CFD analysis of the complete flow path of the hydro-turbine in order to evaluate design solution at the early stage.
When two or more guide vane blades are blocked, one after the other, at large opening angles, the no-load operating becomes impossible due to the increased flow through the blocked blades and an emergency situation arises, requiring a complete shutdown of the water flow through the turbine. The paper shows that the standard closing procedure of the remaining operational guide vane blades leads to unreasonably high radial loads on the hydraulic turbine rotor and leads to additional risks for the hydraulic turbine design. Instead, it is proposed to include in the hydraulic turbine control system a special algorithm for stopping the turbine in the case of blocking of two or more consecutive guide vane blades, which reduces the load on the turbine structural elements.
Keywords: hydro-turbine, guide vane, radial load, CFD analysis.