Определение формы и размеров отсасывающих труб

Форма и размеры отсасывающих труб, рекомендуемых заводами-изготовителями гидротурбин, представлены на рис. 13 и 14 а, б, в [4]. Приведённые размеры даны в табл. 10 и 11.

Рис. 13 Форма отсасывающих труб: а – для ПЛ и Пр турбин; б – для быстроходных РО турбин

 

                а                                                           б

Рис. 14. а – форма отсасывающей трубы для тихоходных РО турбин; б – колено №4 серии изогнутых отсасывающих труб

 

Таблица 10

Примечание. Размеры даны в метрах для D ₁=1 м

 

Таблица 11

Примечание. Размеры даны в метрах для D ₁=1 м

 

В табл. 10 и 11 даны их размеры для турбин с диаметром рабочего колеса D ₁= 1,0 м и указаны типы турбин, с которыми они применяются. Угол между днищем диффузора этих труб и фундаментной плитой здания ГЭС может составлять 0...15⁰. При большой ширине диффузора (более 8... 10 м) с целью облегчения его перекрытия и фундаментной плитой здания ГЭС устанавливается один, а иногда два промежуточных бычка. Тогда, чтобы сохранить рекомендуемую расчетную ширину живого сечения В ₅. полная ширина трубы увеличивается на толщину устанавливаемых бычков.

В конкретных условиях проектирования ГЭС, в зависимости от местных топографических и геологических условии, допускаются отступления от размеров нормализованных труб. При этом необходимо иметь в виду, что высота отсасывающей трубы оказывает большое влияние на КПД турбины. На рис. 15 приведены графики приращения КПД турбины от изменения высоты трубы [4].

Рис. 15. Зависимость приращения КПД турбины от высоты отсасывающей трубы (для D ₁= 0,46 м): а – средней быстроходности; б – большой быстроходности

При увеличении высоты трубы угол подъема дна ее диффузора может быть увеличен относительно его максимального нормализованного значения 15°, и при h = 4.5 D ₁ он может достигать 24-25°.

Увеличение длины диффузора (по сравнению с нормализованной) до 10 D ₁ практически не приводит к снижению КПД турбины, а при длине диффузора меньше 3,5 D ₁| КПД турбины заметно уменьшается, что также необходимо учитывать при разработке проекта [4].

Для подземных и полуподземных ГЭС по условиям производства работ и сохранения скального массива между двумя смежными отсасывающими трубами могут применяться также высокие изогнутые трубы с цилиндрическим изогнутым коленом (рис. 16, а). Форма поперечных сечений отводящего диффузора может быть круглой по всей длине или круглой в начальном сечении, а во всех других сечениях овальной, вытянутой по вертикальной оси.

На концевом участке может быть осуществлен переход с круглого или овального сечения на прямоугольное. Если поперечные сечения диффузора имеют форму овала, то его ширина принимается равной диаметру цилиндрического колена (начального сечения диффузора). Полный угол диффузорности потока в диффузоре такой трубы может приниматься в пределах 2θ = 5-10°.

 

Рис. 16. Отсасывающие трубы: а – подземных и полуподземных ГЭС; б – капсульных агрегатов

 

Для капсульных агрегатов с верховым расположением капсулы применяются прямоосныс горизонтальные трубы (рис. 16, б ). поперечные сечения которых на начальном участке имеют форму круга, а на выходе форму квадрата или прямоугольника. Переход с круглого на прямоугольное поперечное сечение, с целью получения наибольшего КПД турбин, рекомендуется осуществлять не на начальном, а на концевом участке трубы. При этом, чем короче переходной участок, тем выше КПД турбины.

Длина прямоосной отсасывающей трубы зависит от угла диффузорности 2θ. а также от режима работы турбины и может быть определена по формуле

,                             (16)

где θ – половина угла диффузорности трубы, θ=5-8 градусов.