Способ регулирования режимов работы поворотнолопастной гидротурбины

 

с«672370

Союа Советских

Социалиетииеювх

Республик (61) Хополнителъное к авт, саид-ву (22) Заявлено 09.11,77 (21) 2540882/24-06 (51) М. Кл

F 03 В 15/06 с присоединением заявки №

Гооударотееииый, каатет

СССР по делан иэеоретеиий и открытий (23) Приоритет

ОпубликованО 05.07.79, Бюллетень % 25 (53) УДК

621.224-546 (088.8) Дата опубликования описания,06.07.79

Ю. М. Романенко, В. Н. Сахаров и И. Г. Цызин (72) Авторы изобретения (71) Заявитель

Научно-исследовательский сектор института Тидропроект" имени С. Я: Жука (54) СПОСОБ РЕГУЛИРОВАНИЯ РЕЖИМОВ РАБОТЫ

ПОВОРОТНОЛОПАСТНОЙ ГИДРОТУРБИНЫ

Изобретение относится к гидроэнергетике и может быть. использовано при оптимизации режимов работы поворотнолопастных гидротурбин.

Известны способы регулирования режимов работы поворотнолопастной гидротурбины путем изменения угла поворота лопастей рабочего колеса и лопаток направляющего аппарата до достижения определенного значения управляющим сигналом (1). Этот сигнал формируют с учетом перепада давлений, который позволяет оценить эффективность использования воды в гидротурбине. Однако точность такой оценки оказывается невысока из-за значительного уровня помех, Известен также способ регулирования режимов работы поворотнолопастной гидротурбины путем изменения угла поворота лопастей рабочего колеса и лопаток направляющего аппарата до достижения минимального значения управляющим сигналом, сформированным по мгновенным значениям флуктуации характерного параметра, иэмеренногЬ на валу гидротурбины (2). Этим параметром в известном способе является частота вращения вала гидротурбины, и по минимуму. неравномерности частоты вращения вала определяют режим наибольшей экономичности работы гипротур бины.

Указанный способ является наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к изобретению, Недостатком известного способа является

его ограниченная экономичность, так как значительный момент инерции вала приводит к тому, что неравномерность частоты вращения оказывается незначительйой даже при существенных отклонениях режима от оптимального, Цель изобретения — повышение экономичности.

Для достижения поставленной цели в качест- ве характерного параметра выбирают крутящий момент на валу гидротурбины.

На чертеже приведена схема реализации данного способа, Измерение крутящего момента выполнено на базе измерителя степени скручивания вала 1, содержащего датчики 2 и 3 углового смещения сечений вала, включенные на время импульсный измеритель 4 этого скручивания. Преимуществом такого измерителя является независимость результатов измерений от частоть| вращения, воэ672370

3 4 .можность одновременного измерения этой часто- зуют, наряду с ранее упомянутыми параметрами ты и вибраций вала, a также получение информа- вращения, еще и сигнал, характеризующий вибрации в цифровой форме, Выход измерителя 4 ционное состояние, т.е. наряду с минимизацией через дифференцирующий блок 5 и интегрирую- флуктуаций крутящего момента и неравномерщий узел 6, а также раэличитель 7 знака флук- > ности вращения вала лопатки направляющего туаций сигнала на выходе интегрирующего узла аппарата и лопасти рабочего колеса устанавли6 подключен к командным узлам 8 и 9, вы- вают в положение, при котором суммарное знаходы которых подключены к входам реверсиру- чение этих сигналов вместе с сигналом, характеемых регуляторов 10 и 11, управляющих соот- риэующим вибрацию, достигает минимальной ветственно углом поворота лопастей рабочего (о величины. Такое дополнение способа особенно колеса 12 и лопаток направляющего аппарата эффективно в том случае, когда минимальное

13 гидроту1эбины. значение интенсивности вибрации недостаточно

При лоявлении в процессе работы гидротур- полно коррелируется с минимальным значением.. бины на выходе интегрирующего узла 6 сигна- гидравлических потерь в проточной части гидрола приводятся в действие командные узлы 8 ig агрегата. Для реализации указанных сигналов и.9. (они могут быть запрограммированы и для Мводят измеритель 14 вибраций, измеритель 15 поочеведной работы). Одновремейно различитель частоты вращения и дифференцируюший узел

7 знака флуктуации определяет знак прйрай1ения;16, выделяющий сигнал изменения частоты врафлуктуацйй крутящего MoMeHta Йри изменении . щения. Интегрирующему узлу 6 сообщают свой углов поворота, и если этот знак отрицателей, «эп ства сумматора с тремя входами. . то процесс регулировки продолжается, а если Работа схемы заключается в установке лопасположителен, то направление изменения соответ- тея рабочего колеса и лопаток направляющего ствующих углов поворота изменяется на обрат- аппарата в йоложение, при котором суммарный ное. Для этого вь|ходы различителя 7 связаны сигнал на выходе узла 6 достигнет минимальсо входами комайдных узлов 8 и.9, вырабаты- 25 ного значения. Это является критерием работы

"вающих сигнал на изменение направления сйгна- ги@ротурбийы в оптимальной зоне, когда, в лов регуляторов 10 и 11, причем данный процесс частйости минимальна интенсивность диссипативпродолжается до тех нор, пока значение флук Уа.. ЙьФ процессов и, следовательно, наиболее высо ии момейта на валу не достигнет минимальной ка экойомичность.: величйны. Поскольку в этом cur ac регуйфова- 30 Данный способ имеет возможность осущестние режима работы гидротурбины учитйвает ее впять Контроль износа и отклонений характерисреальные ищ ивидуапьные характеристики, à чув- тик проточного тракта гидротурбины от начальствительность измерения флуктуаций момейга Його состОянйя по. характеру изменения флукпрактически не зависит от момента инерции гид- туационных параметров режима работы. ротурбины, to существенно повышается эффективность оптимизации работы гидротурбины.

Особые условия возникают при работе гидро- Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я турбины в режиме, граничащем, в частности ..- с- возникновением крутильных колебайий или Способ регулирования режимов работы попри их наличии. В этих условиях наряду с рос- и воротнолопастной гидротурбин, путем изменетом флуктуаций крутящего момента на валу ния угла поворота лопастей рабочего колеса и гидротурбины резко возрастает неравномерность лопаток направляющего аппарата до достижения частоты вращения вала. Данное обстоятельство минимального значения управляющим сигналом, позволяет повысить эффективность оптимизации сформированным по мгновенным значениям режима работы гидротурбины путем минймиза- флуктуации характерного параметра, измеренции суммарного сигнала, характеризуйщего од- ного на валу гидротурбины, о т л и ч а ю новременно как степень флуктуаций в1гащающе- шийся тем, что, с целью повышения эконо

ro момента, так и неравномерность вращения мичностй, в качестве характерного параметра вала гидротурбины. Так как нри таком спосо- выбирают крутящий момент на валу гидротурбе регулирования существенно повышается раз- п бины. решающая способность реализующей способ аппа- Источники информации, принятые во внимаратуры, то достигается повышение эффективности регулирования.

В тех случаях, когда режиму работы гидро-. турбины свойственны предкавитационные или кавитационные явления, при оптимизации испольние при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР N 446676, кл. F 03 В 15/12, 1972.

2, Авторское свидетельство СССР N 389282, кл. F 03 8 15/12, 1971.

672370

Редактор В. Фельдман

Заказ 3858/34

Тираж 574 Подписное

UHHHIIH Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1 t 3035, Москва, Ж-35, Раушская I наб„д "15

Филиал ППП "Патент",.г..Ужгород, ул. Проектная, 4

Составитель A Каладтииков

Техред О. Андрейко, Корректор |,М. Пожо