Поворотно-лопастные вертикальные гидротурбины

На рис. 1.2 дан разрез турбины поворотно-лопастного типа мощностью 142 МВт, работающей при напоре 60 м, с рабочим колесом, имеющим восемь лопастей. В табл. 1.2 приведены некоторые данные о крупных гидротурбинах этого типа, изготовленных в объединении ЛМЗ. Возможность поворота лопастей рабочего колеса позволяет устанавливать их в наиболее выгодное положение в соответствии с изменением режима работы (напора или расхода) турбины. Этим обеспечивается более равномерный и высокий к. п. д. турбины во всем диапазоне ее работы.

Таблица 1.2. Конструктивные данные некоторых крупных вертикальных гидротурбин поворотно-лопастного типа

Особенности конструкции спиральной камеры, статора и направляющего аппарата турбин поворотно-лопастного типа связаны с тем, что эти турбины устанавливают на ГЭС с низкими напорами. Уменьшение удельных давлений и скоростей потока воды позволяет выполнить спиральную камеру из бетона, установив защитную облицовку 1 (см. рис. 1.2) только на участке сопряжения со статором турбины. Уменьшение нагрузок позволяет упростить и облегчить конструкцию статора 2 и деталей направляющего аппарата.

Крышка турбины разделена на две детали, что позволяет демонтировать рабочее колесо без разборки направляющего аппарата. Омываемая водой поверхность крышки 5 турбины имеет форму, обеспечивающую плавный поворот потока от радиального направления к осевому. На крышке турбины размещены опора регулирующего кольца 6 и опора 7 подпятника агрегата. На последней установлены два сдвоенных сервомотора 9, с помощью которых выполняется поворот регулирующего кольца и связанных с ним лопаток направляющего аппарата. Сегментный подпятник 8, воспринимающий массу ротора и осевое давление потока на рабочее колесо, относится к генераторной части гидроагрегата.

По условиям эксплуатации направляющий подшипник 10 турбины выполнен для работы на жидкой масляной смазке. По этим же условиям масляная смазка предусмотрена и для направляющих втулок 3 лопаток. Подача смазки к нижним цапфам осуществляется со стороны верхнего кольца 4 по отверстиям, просверленным в теле лопаток.

Верхняя часть корпуса рабочего колеса 13 вместе с нижним кольцом 14 направляющего аппарата окончательно формируют подвод потока к лопастям 16. Поворот лопастей осуществляется кривошипно-шатунным механизмом, состоящим из рычагов 18, серег 17 и стаканов 15, соединенных с поршнем 12 масляного сервомоторного привода, размещенного в корпусе рабочего колеса. Подача масла, поступающего в полости сервомотора под необходимым давлением, осуществляется с помощью штанг 11, представляющих систему труб, находящихся внутри вала турбины.

Рабочее колесо вращается внутри сварной металлической камеры 19, нижняя часть которой имеет сферическую форму. Омываемая водой поверхность камеры выполняется из нержавеющей стали. Камера рабочего колеса соединяется с нижним кольцом переходным поясом, а с отсасывающей трубой — фундаментным кольцом. Соединение частей кольцевых деталей, входящих в этот узел, и отдельных поясов между собой осуществляется электросваркой при монтаже турбины.