Проектування машинної будівлі ГЕС комплексного гідровузла (стр. 2 из 3)

2.1.4 Вибір і розрахунок турбінної камери

Для турбіни ПЛ 30 вибираємо бетонну турбінну камеру з кутом охоплення j₀=225⁰.

Розміри турбінної камери визначаємо графоаналітичним методом. Переріз турбінної камери знаходимо гідравлічним розрахунком по закону сталості середньої кутової швидкості V_сп.=const 4,6 м/с. Тоді:

Прийнявши a_вх=2b_вх і підставивши це відношення у формулу

отримаємо квадратичне рівняння розв’язавши яке маємо: b_вх=6,2 м, a_вх=3,1 м. Проміжні значення a і b знімаємо з графіка (рис. 4.)

Ширина спіралі рівна В_сп=10,8 м. Що визначило ширину блока В_бл=15 м. при конструктивних запасах 2,2 та 2,0 м.

2.1.5 Вибір відсмоктувальної труби

Приймаємо вигнуту відсмоктуючу трубу із стандартним коліном. Для турбіни ПЛ 30 з середньою швидкохідністю рекомендується відсмоктувальна труба типу 4А (рис. 5.

Основні розміри відсмоктувальної труби записуємо у таблицю:

Табл.3.

розміри відсмокт. труби	h	L	B₅=B₄	L₁	D₄	h₄	h₅	h₆
при D1=1 м	1,915	3,5	2,2	1,417	1,1	1,1	1,0	0,55	0,3950,94	1,2050,66	0,0870,36
при D1=4 м	7,66	20	8,8	5,668	4,4	4,4	4	2,2	1,583,76	4,822,64	0,3481,44

2.1.6 Підбір елементів системи автоматичного регулювання турбіни (САРТ)

Для регулювання потужності і підтримання синхронної частоти обертання агрегату передбачаємо САРТ з електрогідравлічним регулятором швидкості ЕГР з колонкою управління (КУ), маслонапірною установкою (МНУ) і сервомотором, розташованим на кришці турбіни. Регулювання агрегатів з ПЛ турбінами виконується відкриттям і закриттям направляючого апарату і поворотом лопаток.

Марку регулятора уточнюємо по діаметру головного золотника d_з, який рівний діаметру маслопровода d_тр і визначається з залежності:

де V_м=6 м/с – швидкість масла в трубопроводі; Q_з=W_СНА/T_sp – витрата масла через золотник; T_sp – розрахунковий час регулювання направляючого апарату;

де

с.

Отже:

W_СНА – об’єм сервомоторів направляючого апарату, визначаємо по роботоздатності сервомоторів A_СНА, тобто W_СНА=А_СНА/Р_к; P_к=4×10⁶Па – робочий тиск в котлі МНУ.

Роботоздатність сервомоторів в Дж визначаємо по формулі:

де К_СНА=0,035 – дослідний коефіцієнт.

Таким чином

Приймаємо стандартні діаметри золотника і трубопроводу d_з=d_тр=60 мм і марку регулятора ЕГР-60.

Тип МНУ вибираємо по об’єму котла W_к:

де

Такому об’єму задовольняє однокотельна МНУ з об’ємом котла W_к=2,5м³ і робочим тиском 40 кг/см². тобто МНУ 2,5–1/40. Діаметр котла 1,148 м висота на підлогою машзалу – 3,1 м. Решта розмірів приведені на рис. 6.

2.2 Підбір гідрогенераторів

Генератор підбирається по синхронному числу обертів n₀=166,7 об/хв. та активній потужності N_г.потр.

N_г.потр.=N_то^.η_г.=31,95^.0,98=31,31МВт.

де N_то – номінальна потужність турбіни, η_г– ККД генератора який приймаємо η_г=0,97.

По необхідним значенням N_г.потр і S_г по каталогу вибираємо генератор-аналог СВ 650/150–36 з активною потужністю 36,0МВт, та довжиною активної сталі l_a = 150 см., діаметром активної сталі D_a=650 см. та числом полюсів Р =36.

Потрібна довжина активної сталі дорівнює:

l_a_.потр.=l_a_.ан^.N_г.потр./ N_г.ан=150×31,31/36=130,46 см.

Приймаємо стандартну довжину активної сталі l_а=135 см.

Так як число обертів n₀≤ 150 об/хв то приймаємо зонтичний тип генератора (рис. 7.).

Маса генератора складає G_г=410т, маса ротора G_р=210 т.

2.3 Підбір електричних пристроїв ГЕС – трансформаторів, ОРУ

Враховуючи незначну одиничну потужність агрегатів, приймаємо головну схему електричних з’єднань у вигляді 3Г-2Т-1В. Відповідно, потрібна потужність трансформатора при соsφ=0,85 складає:

S_тр=S_г=N_го/соsφ=31,95/0,85=37,47МВт

Напруга трансформатора на низькій стороні рівна генераторному, напруга на високій стороні U_вн знаходиться за напругою ЛЕП – U_леп. В залежності від установленої потужності ГЕС (N_УСТ=90МВт) та довжини ЛЕП 50–150 км приймаємо напругу U_леп=110 кВт.

По каталогу трансформаторів за потужністю 37,47МВт та напрузі 110 кВ вибираємо трьохфазний трансформатор ТДГ 60000/110.

Встановлюється трансформатор на площадці між береговим укосом та машинним залом. Огляд та ремонт передбачені на монтажній площадці в трансформаторній ямі. Розміри показані на рис. 8.

Відкритий розподільчий пристрій (ВРП) розміщений на лівому березі поряд з будівлею ГЕС. Розміри ВРП орієнтовно визначаються по кількості комірок та потрібній площі однієї комірки F_к=480м² при U_ЛЕП=110кВ. Таким чином, приймаючи кількість комірок рівним числу виводів високої напруги – 2, площа ВРП складає F_врп=480×1=480м². Передбачаємо на правому березі площадку розмірами 16Ч60 м з автомобільним шляхом під’їзду.

2.4 Підбір механічного обладнання гідроелектростанції

2.4.1 Сміттєзатримуючі решітки

В береговому водоприймачі передбачено встановлення вертикальної стаціонарної стержневої решітки полігонального окреслення з відстанню між стержнями 10 см. Потрібна площа решітки знаходиться з умови допустимої швидкості на решітці. Враховуючи велике заглиблення порогу та обмежена умова її очищення приймаємо V_{ДОП.РЕШ}=1,0 м/с. Тоді:

ω_РЕШ=Q_ТР/V_{ДОП.РЕШ}=137,48/1=137,48 м².

Конструктивно приймаємо 2 отвори шириною по 5,5 м та висотою 13 м, розділені бичками. Загальна площа решітки складає 143м², по висоті решітки розділені на 4 секції по 3,25 м.

Конструкція решітки та водоприймача приведена на креслені. Підйом решітки краном не передбачається. Періодичне очищення простору перед решіткою здійснюється грейдером, та обслуговується козловим краном щитового відділення водоприймача.

2.4.2 Затвори

В водоприймачі передбачаємо установку аварійно-ремонтного та ремонтного затворів. Швидкодіючий аварійний затвор не встановлюємо. Приймаємо стальні плоскі затвори зварної конструкції зі суцільними ригелями на ковзаючих опорах. Аварійно-ремонтний затвор розміром 11Ч13 м обслуговується козловим краном. Розміри затворів визначались прийнятою конструкцією водоприймача. Зі сторони нижнього б’єфу при виробництві ремонтних і профілактичних робіт проточної частини агрегату передбачено встановлення секційного плоского затвору з ковзаючими опорами.

Масу затворів в тонах обчислюємо по формулі:

де

– розрахункове навантаження на затвор з напорами знизу H_нз і зверху H_нз отвору, що перекривається; a, b – коефіцієнти, що приймаються в залежності від типу затвора; L_з – проліт отвору, що перекривається. Результати розрахунку зводимо в таблицю.

Табл.4.

Затвор	L_з	H_з	H_нз	H_вз			_-	p	p×L_з	a	b	pL_з/a	G_з
Аварійно-ремонтний затвор у водоприймачі	11,8	13	23,5	10,5	552,25	110,25	442	2607	30772	49	0,7	628	90
Ремонтний у водоприймачі	11,8	9,3	26,2	16,9	686,44	285,61	400,83	2364	27905	49	0,7	569	84
Ремонтний затвор відсмоктувальної труби	8,8	4	20,8	16,8	432,64	282,24	150,4	661	5823	49	0,7	118	28

2.4.3 Підйомно-транспортне обладнання