RU2470178C1 - Device for increasing stable operation of axial-radial hydraulic turbine (versions) - Google Patents
Device for increasing stable operation of axial-radial hydraulic turbine (versions) Download PDFInfo
- Publication number
- RU2470178C1 RU2470178C1 RU2011128958/06A RU2011128958A RU2470178C1 RU 2470178 C1 RU2470178 C1 RU 2470178C1 RU 2011128958/06 A RU2011128958/06 A RU 2011128958/06A RU 2011128958 A RU2011128958 A RU 2011128958A RU 2470178 C1 RU2470178 C1 RU 2470178C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- suction pipe
- nozzle
- radial
- hydraulic turbine
- bypass
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/20—Hydro energy
Landscapes
- Hydraulic Turbines (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к гидромашиностроению и может быть использовано в отсасывающих трубах радиально-осевых гидротурбин на гидроэлектростанциях для повышения устойчивости работы радиально-осевых гидротурбин.The invention relates to hydraulic engineering and can be used in the suction pipes of radial-axis hydraulic turbines in hydroelectric power plants to increase the stability of the radial-axis hydraulic turbines.
Известна отсасывающая труба радиально-осевой гидротурбины, содержащая диффузорные входной и выходной участки, соединенные криволинейным коленом (Степеньков Ю.А. Устройство и ремонт оборудования машинных цехов гидроэлектростанций. М.: Высшая школа, 1985, с.22, 38).Known suction pipe of a radial-axial hydraulic turbine containing diffuser inlet and outlet sections connected by a curved elbow (Stepenkov Yu.A. Device and repair of equipment of machine shops of hydroelectric power plants. M: Higher school, 1985, p.22, 38).
Недостатком известной отсасывающей трубы является повышенный уровень кавитационной эрозии и шума из-за возникновения пульсаций потока в проточной части.A disadvantage of the known suction pipe is an increased level of cavitation erosion and noise due to flow pulsations in the flow part.
Известна отсасывающая труба радиально-осевой гидротурбины, содержащая диффузорные входной и выходной участки, соединенные криволинейным коленом, при этом она снабжена профилированными лопатками, установленными вдоль ее проточной части на выпуклой и вогнутой стенках криволинейного колена с наклоном по потоку, и перепускными трубопроводами, сообщающими межлопаточные каналы вогнутой стенки криволинейного колена с межлопаточными каналами его выпуклой стенки. Данное устройство позволяет снизить уровень кавитационной эрозии и уменьшить уровень шума за счет снижения интенсивности пульсаций потока в отсасывающей трубе (RU №2188965, MПK F03B 11/04, 10.09.2002).Known suction pipe of a radial-axial hydraulic turbine containing diffuser inlet and outlet sections connected by a curved elbow, while it is equipped with profiled blades mounted along its flowing part on the convex and concave walls of the curved elbow with a slope downstream, and bypass pipelines communicating interscapular channels concave wall of a curved knee with interscapular channels of its convex wall. This device allows to reduce the level of cavitation erosion and to reduce the noise level by reducing the intensity of flow pulsations in the suction pipe (RU No. 2188965, MPK F03B 11/04, 09/10/2002).
Недостатком известного устройства является то, что оно не позволяет в должной мере уменьшить формирование вихревого жгута в осевой области за выходным срезом рабочего колеса радиально-осевой гидротурбины, что не позволяет устранить вибрации из-за пульсаций гидродинамического давления жидкости в отсасывающей трубе при работе гидротурбины на нерасчетном режиме.A disadvantage of the known device is that it does not allow to adequately reduce the formation of a vortex bundle in the axial region behind the output cut of the impeller of a radial-axial hydraulic turbine, which does not allow to eliminate vibrations due to pulsations of the hydrodynamic pressure of the liquid in the suction pipe when the turbine operates on an off-design mode.
Наиболее близким к заявляемому изобретению по технической сущности и достигаемому результату является устройство для повышения устойчивости работы радиально-осевой гидротурбины, содержащее сопло для подвода жидкой среды в отсасывающую трубу в область за выходным срезом рабочего колеса радиально-осевой гидротурбины (см. заявку WO 2007/142709, кл. F03B 11/00, 13.12.2007).Closest to the claimed invention in technical essence and the achieved result is a device for increasing the stability of a radial-axial hydraulic turbine, comprising a nozzle for supplying a liquid medium to the suction pipe in the region behind the exit cut of the impeller of a radial-axial hydraulic turbine (see application WO 2007/142709 , CL F03B 11/00, 12/13/2007).
Недостатком известного устройства, принятого за прототип, а также причиной, препятствующей достижению желаемого технического результата при использовании упомянутого известного устройства, является то, что данное техническое решение не позволяет уменьшить вибрации из-за пульсаций гидродинамического давления жидкости в отсасывающей трубе при работе гидротурбины на нерасчетном режиме.The disadvantage of the known device adopted as a prototype, as well as the reason that impedes the achievement of the desired technical result when using the aforementioned known device, is that this technical solution does not allow to reduce vibration due to pulsations of the hydrodynamic pressure of the liquid in the suction pipe when the turbine is in off-design mode .
Данное техническое решение не позволяет автоматически без использования специального диагностического оборудования, например датчиков давления и средств регулирования, обеспечить подачу жидкой среды в зону за выходным срезом рабочего колеса в требуемом количестве.This technical solution does not allow automatically without the use of special diagnostic equipment, such as pressure sensors and control means, to ensure the supply of a liquid medium to the area behind the exit slice of the impeller in the required quantity.
Заявляемое техническое решение позволяет снизить интенсивность пульсаций потока в отсасывающей трубе в зоне за выходным срезом рабочего колеса гидротурбины и посредством автоматического регулирования подачи жидкой среды (рабочей среды гидротурбины) в зону за выходным срезом рабочего колеса повысить устойчивость работы радиально-осевых гидротурбин.The claimed technical solution allows to reduce the intensity of the flow pulsations in the suction pipe in the area behind the exit section of the impeller of the hydraulic turbine and by automatically regulating the supply of a liquid medium (working medium of the turbine) into the area beyond the outlet section of the impeller to increase the stability of the radial-axis hydraulic turbines.
Указанная задача решается, а технический результат достигается за счет того, что согласно первому варианту выполнения устройство для повышения устойчивости работы радиально-осевой гидротурбины включает сопло для подвода жидкой среды в отсасывающую трубу, в область за выходным срезом рабочего колеса радиально-осевой гидротурбины, при этом сопло выполнено в стенке отсасывающей трубы за выходным срезом рабочего колеса радиально-осевой гидротурбины и сообщено со стороны входа в него посредством, по крайней мере, одного перепускного трубопровода с нижерасположенным участком отсасывающей трубы по ходу потока в ней рабочей среды из радиально-осевой гидротурбины, со стороны выходного сечения сопло выполнено в виде кольцевой щели или отверстий в стенке отсасывающей трубы с образованием косого среза выходного сечения сопла и уступа на стенке отсасывающей трубы, причем по ходу потока в отсасывающей трубе край уступа, расположенный ближе к рабочему колесу радиально-осевой гидротурбины, выступает над краем уступа, расположенным дальше от рабочего колеса радиально-осевой гидротурбины.This problem is solved, and the technical result is achieved due to the fact that, according to the first embodiment, the device for increasing the stability of the radial-axial hydraulic turbine includes a nozzle for supplying a liquid medium to the suction pipe, in the area beyond the output cut of the impeller of the radial-axial hydraulic turbine, the nozzle is made in the wall of the suction pipe behind the exit cut of the impeller of the radial-axial hydraulic turbine and is communicated from the entrance to it by means of at least one bypass pipe wires with a downstream portion of the suction pipe along the flow of the working medium from a radial-axial hydraulic turbine, from the outlet cross-section side the nozzle is made in the form of an annular gap or holes in the wall of the suction pipe with the formation of an oblique cut of the nozzle exit section and a step on the wall of the suction pipe, along the flow in the suction pipe, the edge of the ledge, located closer to the impeller of the radial-axial hydraulic turbine, protrudes above the edge of the ledge, located further from the impeller of the radial-axial hydraulic the turbines.
Сопло может быть выполнено многоярусным.The nozzle may be multi-tiered.
Угол наклона оси продольного сечения сопла к плоскости поперечного сечения отсасывающей трубы предпочтительно составляет от 0 до 60° в направлении потока в отсасывающей трубе.The angle of inclination of the axis of the longitudinal section of the nozzle to the plane of the cross section of the suction pipe is preferably from 0 to 60 ° in the direction of flow in the suction pipe.
Перепускной трубопровод или перепускные трубопроводы могут охватывать отсасывающую трубу по винтовой линии.The bypass line or bypass lines may span the suction pipe along a helix.
Перепускной трубопровод в месте его сообщения с отсасывающей трубой предпочтительно снабжен направляющим козырьком, выполненным на внутренней поверхности отсасывающей трубы.The bypass pipe in place of its communication with the suction pipe is preferably provided with a guide visor made on the inner surface of the suction pipe.
Согласно второму варианту выполнения устройство для повышения устойчивости работы радиально-осевой гидротурбины включает сопло для подвода жидкой среды в отсасывающую трубу в область за выходным срезом рабочего колеса радиально-осевой гидротурбины, при этом сопло или сопла закреплены на стенке отсасывающей трубы за выходным срезом рабочего колеса радиально-осевой гидротурбины и каждое сопло сообщено со стороны входа в него посредством закрепленного на стенке отсасывающей трубы перепускного трубопровода с нижерасположенным участком отсасывающей трубы по ходу потока в ней рабочей среды из радиально-осевой гидротурбины.According to a second embodiment, a device for increasing the stability of a radial-axial hydraulic turbine includes a nozzle for supplying a liquid medium to the suction pipe into the region behind the outlet cut of the impeller of the radial-axial turbine, while the nozzle or nozzles are mounted on the wall of the suction pipe behind the outlet cut of the impeller - an axial hydraulic turbine and each nozzle is communicated from the entrance to it by means of a bypass pipe fixed to the wall of the suction pipe with a downstream section m draft tube downstream of it in the working environment of the Francis turbine.
Сопло может быть направлено в сторону вращения рабочей среды в отсасывающей трубе.The nozzle can be directed in the direction of rotation of the working medium in the suction pipe.
Входной участок перепускного трубопровода предпочтительно направлен в тангенциальном направлении навстречу потоку рабочей среды в отсасывающей трубе.The inlet section of the bypass pipe is preferably directed tangentially towards the flow of the working medium in the suction pipe.
Перепускной трубопровод или перепускные трубопроводы могут быть расположены на поверхности отсасывающей трубы в плоскости продольного сечения отсасывающей трубы или под углом к плоскости продольного сечения отсасывающей трубы.The bypass pipe or bypass pipes can be located on the surface of the suction pipe in the plane of the longitudinal section of the suction pipe or at an angle to the plane of the longitudinal section of the suction pipe.
Сопло может быть выполнено в виде бокового отверстия в стенке перепускного трубопровода.The nozzle can be made in the form of a side hole in the wall of the bypass pipe.
В ходе проведенного исследования было выявлено, что работа гидротурбин Френсиса и обратимых радиально-осевых гидротурбин на режимах частичной нагрузки приводит к нежелательным гидродинамическим явлениям при обтекании потоком воды рабочего колеса. Наиболее ярко указанные явления проявляются при эксплуатации гидротурбин вдали от расчетной рабочей точки, соответствующей максимальному значению КПД. Следствием работы гидротурбины в сугубо нерасчетном режиме может быть аварийная ситуация, обусловленная усталостными нагрузками, накопившимися в металле вследствие сильных вибраций из-за пульсаций гидродинамического давления в жидкости. Пульсации давления на выходе из рабочего колеса и в отсасывающей трубе (вплоть до резонансных явлений) обусловлены в том числе наличием и прецессией вихревого жгута в указанной области вследствие разрыва сплошности водяного потока. Образование вращающихся в жгуте двухфазных структур с ярко выраженной границей раздела фаз в центральной части канала предопределяет наличие сложных, зачастую встречных циркуляционных потоков жидкости в ядре и на периферийных участках отсасывающей трубы. Реализация и трансформация указанных вихревых зон происходит только за счет перераспределения энергии внутри потока рабочей воды гидротурбины и ее потерь на поддержание указанных «самоорганизующихся» структур. Наличие центральной парогазовой прецессирующей полости является следствием процесса сепарации более легкой фракции и концентрации ее в средней части отсасывающей трубы вследствие больших по своему значению центробежных сил и тангенциальных составляющих скоростей потока на выходе из рабочего колеса. Величины этих скоростей возрастают по мере удаления рабочей точки турбины от ее расчетного значения на номинальном режиме.In the course of the study, it was revealed that the operation of Francis hydraulic turbines and reversible radial-axis hydraulic turbines at partial load conditions leads to undesirable hydrodynamic phenomena when the impeller flows around a water stream. The most clearly indicated phenomena are manifested during the operation of hydraulic turbines far from the calculated operating point corresponding to the maximum value of efficiency. The consequence of the operation of the turbine in a purely non-design mode may be an emergency due to fatigue loads accumulated in the metal due to strong vibrations due to pulsations of the hydrodynamic pressure in the liquid. Pressure pulsations at the exit of the impeller and in the suction pipe (up to resonance phenomena) are caused, inter alia, by the presence and precession of the vortex bundle in the indicated region due to rupture of the continuity of the water flow. The formation of two-phase structures rotating in a bundle with a pronounced phase boundary in the central part of the channel determines the presence of complex, often counter-circulating fluid flows in the core and in the peripheral sections of the suction pipe. The implementation and transformation of these vortex zones occurs only due to the redistribution of energy inside the flow of working water of the turbine and its losses to maintain these "self-organizing" structures. The presence of a central vapor-gas precessing cavity is a consequence of the separation of the lighter fraction and its concentration in the middle part of the suction pipe due to the large centrifugal forces and the tangential components of the flow rates at the exit of the impeller. The values of these speeds increase as the operating point of the turbine moves away from its calculated value in the nominal mode.
Причиной наличия узкого диапазона устойчивой работы радиально-осевых гидротурбин является наличие прецессирующего вихревого жгута в отсасывающей трубе гидротурбины, появляющегося на нерасчетных режимах работы вследствие разрыва сплошности потока в условиях действия больших по своему значению центробежных сил и тангенциальных составляющих вектора скорости в отсасывающей трубе. Следствием наличия жгута в отсасывающей трубе являются сильные вибрации гидротурбинного агрегата в целом, что и является основной причиной неустойчивой работы радиально-осевой гидротурбины. Основной причиной разрыва сплошности потока с образованием вихревого жгута на нерасчетных режимах работы турбины является дефект массы (по сравнению с расчетным режимом) и наличие тангенциальных составляющих скорости жидкости (рабочей среды) на выходе из рабочего колеса. (Тангенциальные составляющие скорости на выходе из рабочего колеса на расчетном режиме отсутствуют.) Это явление присуще только радиально-осевым (РО) и обратимым радиально-осевым (ОРО) гидротурбинам - при их работе на режимах частичной нагрузки.The reason for the existence of a narrow range of stable operation of radial-axis hydraulic turbines is the presence of a precessing vortex bundle in the turbine suction pipe that appears in off-design operating modes due to flow continuity rupture under the action of large centrifugal forces and tangential components of the velocity vector in the suction pipe. The consequence of the presence of the bundle in the suction pipe is the strong vibrations of the turbine unit as a whole, which is the main reason for the unstable operation of the radial-axial turbine. The main cause of flow continuity rupture with the formation of a vortex rope in off-design turbine operating modes is a mass defect (compared to the design mode) and the presence of tangential components of the fluid velocity (working medium) at the exit of the impeller. (The tangential components of the velocity at the exit of the impeller are absent in the calculated mode.) This phenomenon is inherent only in radial-axial (RO) and reversible radial-axial (ORO) hydroturbines - when they operate under partial load conditions.
Для расширения диапазона устойчивой работы гидротурбины путем исключения дефекта массы в отсасывающей трубе и исключения закрутки потока на нерасчетных режимах (частичных режимах мощности гидротурбины) используется энергия закрученного потока на выходе из рабочего колеса гидротурбины для подачи воды из низлежащей области отсасывающей трубы в верхлежащую область, что и позволяет расширить диапазон устойчивой работы гидротурбины и устранить дефект массы.To expand the range of stable operation of the hydraulic turbine by eliminating the mass defect in the suction pipe and eliminating the flow swirl in off-design modes (partial hydraulic turbine power modes), the energy of the swirling flow at the outlet of the hydraulic turbine impeller is used to supply water from the lower region of the suction pipe to the upper region, which allows you to expand the range of stable operation of the turbine and eliminate the mass defect.
Выполнение сопла с косым срезом используется для увеличения скорости циркуляции за счет создания дополнительного вакуума непосредственно в косом срезе, а окончательное смешение осуществляют за косым срезом в потоке набегающей рабочей среды из рабочего колеса. Дополнительная масса рабочего тела - воды - из низлежащей области отсасывающей трубы компенсирует дефект массы на нерасчетном режиме с одновременным расширением диапазона устойчивой работы радиально-осевой гидротурбины. Устройство саморегулируемо с использованием отрицательной обратной связи, заложенной в сам механизм эжекции рабочей среды из низлежащей области потока в верхлежащую, при этом происходит частичное преобразование кинетической энергии закрученного потока в потенциальную с одновременным движением рабочей среды в область разрыва сплошности потока с формированием зоны смешения, расположенной за выходным сечением сопла или сопел, а набегающий на сопло или сопла поток рабочей среды из рабочего колеса создает разрежение в окрестности выходного сечения сопла, куда и подсасывается рабочая среда из низлежащей области потока рабочей среды в отсасывающей трубе. Смешение сред происходит в общем потоке в непосредственной близости от выходной кромки рабочего колеса в начале отсасывающей трубы.The execution of the nozzle with an oblique cut is used to increase the circulation speed by creating an additional vacuum directly in the oblique cut, and the final mixing is carried out behind the oblique cut in the flow of the working medium from the impeller. The additional mass of the working fluid — water — from the lower region of the suction pipe compensates for the mass defect in the off-design mode while expanding the range of stable operation of the radial-axial hydraulic turbine. The device is self-regulating using negative feedback embedded in the mechanism of ejection of the working medium from the lower region of the flow to the upper one, in this case, the kinetic energy of the swirling flow is partially converted to potential with the simultaneous movement of the working medium into the gap of the continuity of flow with the formation of a mixing zone located behind the output section of the nozzle or nozzles, and the flow of the working medium from the impeller running onto the nozzle or nozzles creates a vacuum in the vicinity of the exit cross section of the nozzle, where the working medium is sucked from the lower region of the working medium flow in the suction pipe. The mixture of media occurs in a common stream in the immediate vicinity of the outlet edge of the impeller at the beginning of the suction pipe.
Изобретение иллюстрируется чертежами.The invention is illustrated by drawings.
На фиг.1 показана схема выполнения первого варианта устройства с отсасывающей трубой радиально-осевой гидротурбины с перепускными трубопроводами и одноярусными соплами.Figure 1 shows a diagram of a first embodiment of a device with a suction pipe of a radial-axial hydraulic turbine with bypass pipelines and single-tier nozzles.
На фиг.2 показана отсасывающая труба радиально-осевой гидротурбины с перепускными трубопроводами и многоярусным соплом.Figure 2 shows the suction pipe of a radial-axial hydraulic turbine with bypass pipelines and a multi-tiered nozzle.
На фиг.3 показан первый вариант выполнения уступа на стенке отсасывающей трубы.Figure 3 shows a first embodiment of a step on the wall of the suction pipe.
На фиг.4 показан второй вариант выполнения уступа на стенке отсасывающей трубы.Figure 4 shows a second embodiment of a step on the wall of the suction pipe.
На фиг.5 схематично показан вариант выполнения кольцевого многоярусного сопла.Figure 5 schematically shows an embodiment of an annular multi-tiered nozzle.
На фиг.6 схематически показана отсасывающая труба второго варианта выполнения устройства с перепускными трубопроводами на поверхности отсасывающей трубы.6 schematically shows a suction pipe of a second embodiment of the device with bypass pipelines on the surface of the suction pipe.
На фиг.7 показан вид снизу (вид К по фиг.6) на отсасывающую трубу с перепускными трубопроводами.In Fig.7 shows a bottom view (view K of Fig.6) on the suction pipe with bypass pipelines.
На фиг.8 схематично показана перепускная труба с соплом и входным участком в виде бокового отверстия в стенке перепускного трубопровода.On Fig schematically shows a bypass pipe with a nozzle and an inlet section in the form of a side hole in the wall of the bypass pipe.
На фиг.9 схематично показан выходной участок перепускной трубы с соплом и направляющим козырьком.Figure 9 schematically shows the output section of the bypass pipe with a nozzle and a guide visor.
Устройство для повышения устойчивости работы радиально-осевой гидротурбины согласно первому варианту выполнения содержит сопло 1 для подвода рабочей среды в отсасывающую трубу 2 в область за выходным срезом рабочего колеса 3 радиально-осевой гидротурбины. Сопло 1 выполнено в стенке отсасывающей трубы 2 за выходным срезом рабочего колеса 3 радиально-осевой гидротурбины и сообщено со стороны входа в него посредством, по крайней мере, одного перепускного трубопровода 4 с нижерасположенным участком отсасывающей трубы 2 по ходу потока в ней рабочей среды из рабочего колеса 3 радиально-осевой гидротурбины. Со стороны выходного сечения сопло 1 выполнено в виде кольцевой щели или отверстий в стенке отсасывающей трубы 2 с образованием косого среза выходного сечения сопла 1 и уступа 5 на стенке отсасывающей трубы 2, причем по ходу потока в отсасывающей трубе 2 край 6 уступа 5, расположенный ближе к рабочему колесу 3 радиально-осевой гидротурбины, выступает над краем 7 уступа 5, расположенным дальше от рабочего колеса 3 радиально-осевой гидротурбины.A device for increasing the stability of operation of a radial-axial hydraulic turbine according to the first embodiment includes a
Сопло 1 может быть выполнено многоярусным.The
Угол α наклона оси продольного сечения сопла 1 к плоскости поперечного сечения отсасывающей трубы 2 предпочтительно составляет от 0 до 60° в направлении потока в отсасывающей трубе 2.The angle α of inclination of the axis of the longitudinal section of the
Перепускной трубопровод 4 или перепускные трубопроводы 4 могут охватывать отсасывающую трубу 2 по винтовой линии (не показано).The
Перепускной трубопровод 4 в месте его сообщения с отсасывающей трубой 2 предпочтительно снабжен направляющим козырьком 8, выполненным на внутренней поверхности отсасывающей трубы 2 и размещенным перед соплом и входным участком 9 перепускного трубопровода 4.The
Согласно второму варианту выполнения устройство для повышения устойчивости работы радиально-осевой гидротурбины содержит сопло 1 или может быть выполнено несколько сопел 1, закрепленных на стенке отсасывающей трубы 2 и равномерно распределенных по поперечному сечению отсасывающей трубы 2 за выходным срезом рабочего колеса 3 радиально-осевой гидротурбины. Каждое сопло 1 сообщено со стороны входа в него посредством закрепленного на стенке отсасывающей трубы 2 перепускного трубопровода 4 с нижерасположенным участком отсасывающей трубы 2 по ходу потока в ней рабочей среды из радиально-осевой гидротурбины.According to a second embodiment, a device for increasing the stability of a radial-axial hydraulic turbine contains a
Сопло 1 может быть направлено в сторону вращения рабочей среды в отсасывающей трубе 2, причем сопло 1 может быть цилиндрическим или сужающимся по ходу потока в нем.The
Входной участок 9 перепускного трубопровода 4 предпочтительно направлен в тангенциальном направлении навстречу потоку рабочей среды в отсасывающей трубе 2.The
Перепускной трубопровод 4 или перепускные трубопроводы 4 могут быть расположены на поверхности отсасывающей трубы 2 в плоскости продольного сечения отсасывающей трубы 2 или под углом к плоскости продольного сечения отсасывающей трубы 2.The
Сопло 1 может быть выполнено в виде бокового отверстия в стенке перепускного трубопровода 4.The
Перепускной трубопровод 4 в поперечном сечении может быть круглый, овальный или в виде многоугольника.The
Устройство для повышения устойчивости работы радиально-осевой гидротурбины работает следующим образом.A device to increase the stability of the radial-axial turbine works as follows.
Рабочая среда, покидающая рабочее колесо 3 гидротурбины, попадает в отсасывающую трубу 2 и обтекает сопло 1, создавая в зоне выходного сечения сопла 1 разрежение, что вызывает подачу части рабочей среды из низлежащей по потоку области отсасывающей трубы 2 в сопло 1 по перепускной трубе. Поступившая в отсасывающую трубу 2 из сопла 1 рабочая среда смешивается с рабочей средой из рабочего колеса 2, что позволяет, как указано выше, компенсировать дефект массы на нерасчетном режиме работы гидротурбины, что, в свою очередь, позволяет повысить устойчивость работы гидротурбины. Устройство саморегулируемо с использованием отрицательной обратной связи, заложенной в сам механизм эжекции рабочей среды из низлежащей области потока в верхлежащую, поскольку количество рабочей среды, поданной из низлежащей области отсасывающей трубы в верхлежащую, полностью зависит от режима течения рабочей среды за рабочим колесом 3. Если образуются большие разрывы сплошности, то скорость потока в области сопла 1 увеличивается, что приводит к увеличению подачи рабочей среды из сопла 1 за счет более высокого разрежения, созданного за выходным сечением сопла 1 более скоростным потоком рабочей среды в отсасывающей трубе 2, и наоборот.The working medium leaving the
Claims (11)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011128958/06A RU2470178C1 (en) | 2011-07-12 | 2011-07-12 | Device for increasing stable operation of axial-radial hydraulic turbine (versions) |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011128958/06A RU2470178C1 (en) | 2011-07-12 | 2011-07-12 | Device for increasing stable operation of axial-radial hydraulic turbine (versions) |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2470178C1 true RU2470178C1 (en) | 2012-12-20 |
Family
ID=49256568
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2011128958/06A RU2470178C1 (en) | 2011-07-12 | 2011-07-12 | Device for increasing stable operation of axial-radial hydraulic turbine (versions) |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2470178C1 (en) |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2507796A (en) * | 1944-05-08 | 1950-05-16 | Allis Chalmers Mfg Co | Hydraulic turbine |
JPS578365A (en) * | 1980-06-16 | 1982-01-16 | Toshiba Corp | Control of hydraulic machinery in cutting-off of waterwheel load |
SU966281A1 (en) * | 1981-04-06 | 1982-10-15 | Производственное Объединение Турбостроения "Ленинградский Металлический Завод" | Apparatus for supressing flow pulsation behind mixed flow hydraulic machine impeller |
US4515524A (en) * | 1982-09-27 | 1985-05-07 | Allis-Chalmers Corporation | Draft tube for hydraulic turbine |
RU2188965C1 (en) * | 2000-12-04 | 2002-09-10 | Российский Университет Дружбы Народов | Suction pipe of francis hydraulic turbine |
WO2007142709A1 (en) * | 2006-06-09 | 2007-12-13 | Andritz Technology And Asset Management Gmbh | Liquid control jet during part load operation in a hydraulic turbine |
-
2011
- 2011-07-12 RU RU2011128958/06A patent/RU2470178C1/en active
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2507796A (en) * | 1944-05-08 | 1950-05-16 | Allis Chalmers Mfg Co | Hydraulic turbine |
JPS578365A (en) * | 1980-06-16 | 1982-01-16 | Toshiba Corp | Control of hydraulic machinery in cutting-off of waterwheel load |
SU966281A1 (en) * | 1981-04-06 | 1982-10-15 | Производственное Объединение Турбостроения "Ленинградский Металлический Завод" | Apparatus for supressing flow pulsation behind mixed flow hydraulic machine impeller |
US4515524A (en) * | 1982-09-27 | 1985-05-07 | Allis-Chalmers Corporation | Draft tube for hydraulic turbine |
RU2188965C1 (en) * | 2000-12-04 | 2002-09-10 | Российский Университет Дружбы Народов | Suction pipe of francis hydraulic turbine |
WO2007142709A1 (en) * | 2006-06-09 | 2007-12-13 | Andritz Technology And Asset Management Gmbh | Liquid control jet during part load operation in a hydraulic turbine |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2684855C2 (en) | Device for generating electric power and system, including such device | |
RU2606211C2 (en) | Plant for conversion of fluid flow into energy | |
US20230138350A1 (en) | Underwater excavation apparatus | |
JP2010168975A (en) | Jet pump and nuclear reactor | |
KR20100136976A (en) | Francis Hydro Turbine Wheel with Tip Forming Member and Reduction Method Using the Same | |
CN201133321Y (en) | Small upper crown outlet Francis turbine runner | |
CN101501329A (en) | Liquid control jet during part load operation in a hydraulic turbine | |
CN108815927A (en) | A kind of multifunctional wide flow high efficiency gas-liquid separation device that gravity is combined with centrifugation technique | |
JP5493153B2 (en) | Microbubble generating pump, moving blade for microbubble generating pump and stationary blade for microbubble generating pump | |
CN103670887A (en) | Hydraulic machine and method of operating same | |
US11067054B2 (en) | Vortex generator | |
US20070009352A1 (en) | Method and device for reducing pressure fluctuations in an induction pipe of a water turbine or water pump or water-pump turbine | |
JP2014034885A (en) | Submersible motor pump | |
RU2470178C1 (en) | Device for increasing stable operation of axial-radial hydraulic turbine (versions) | |
JP5738252B2 (en) | Impulse air turbine equipment used with reverse bidirectional airflow in wave power plants | |
JP2016173075A (en) | Hydraulic machinery and operation method of the same | |
JP2016050520A (en) | Hydraulic machine | |
RU2489597C1 (en) | Device for improvement of operating stability of radial-axial hydraulic turbine | |
JP5940370B2 (en) | Francis turbine runner, Francis turbine | |
CA2584860C (en) | Device and method for suction pipe | |
JP5439445B2 (en) | Jet pump and reactor | |
JP7360357B2 (en) | Runner cones and hydraulic machines | |
RU2610803C1 (en) | Centrifugal pump runner | |
RU2511974C1 (en) | Pump assembly of turbo-pump unit, and automatic axial rotor unloading mechanism of turbo-pump unit | |
Shrestha et al. | Effect of J-Groove design parameter on suppression of swirl flow in draft tube of francis hydro turbine |