ГОСТ Р 55003—2012
Отсасывающая труба является важнейшим компонентом, если необходимо увеличить максималь
ный расход или мощность турбины прм полной нагрузке. Это особенно важно для низконапорных электро
станций (с низкой удельной гидравлической энергией). Таким образом, иногда стоит сделать CFD
анализ, который включает отсасывающую трубу и отводящий канал с целью оптимизации
отсасывающей трубы или формы канала.
7.4.8 Последствия изменений в гидравлической энергии станции (напоре)
В некоторых случаях гидравлические характеристики водотока менялись в течение годов эксплу
атации, например:
- повышение уровня воды в верхнем бьефе с использованием щитов или других средств:
- снижение уровня воды в нижнем бьефе из-за эрозии русла реки или понижения или устранения
щитов на нижерасяоложенной площадке.
Изменение уровня воды нижнего бьефа требует проверки высоты отсасывания (коэффициент Тома),
чтобы обеспечить адекватную защиту от кавитационной эрозии. Это может также повлиять на частоту и
интенсивность вихрей в лопастной системе турбины и на пульсации давления в самой отсасывающей
трубе, которая в свою очередь, может быть источником гидравлического резонанса. Снижение уровня
нижнего бьефа для данного расхода особенно важно в случае использования обратимых агрегатов, так как
это может повлиять на защитные решетки при режиме накачки и повлияет непосредственно на NPSH
(допустимый кавитационный запас).
8 Проектирование гидравлической конструкции и варианты оценки работы
8.1 Общие положения
После принятия решения о проведении работ по восстановлению гидротурбинной установки, реко
мендуется рассмотреть все возможные варианты улучшений, которые могут быть сделаны с использова
нием новых технологических разработок, появившихся после создания существующей машины.
Это обычно приводит к разработке новой конструкции рабочего колеса и, в некоторых случаях,
направляющего аппарата и новой модификации отсасывающей трубы.
Проектирование новой гидравлической конструкции может проводиться аналитическими методами
вычислительной гидродинамики или испытаний с использованием модели в лабораторных условия, а
чаще всего сочетанием обоих методов.
В настоящее время испытания с использованием модели являются лучшим способом подтвержде
ния точности расчетов проектирования и. прежде чем приступать к созданию модифицированных опытных
образцов, рекомендуется сначала провести испытания с использованием модели для всех крупных
установок. Изменение гидравлической конструкции для любого типа насоса-турбины всегда следует
пла нировать с использованием модели. Однако для небольших установок в качестве ориентира чаще
исполь зуются имеющиеся результаты испытаний моделей сходной гидравлической машины.
Окончательный результат можно также проверить с помощью испытаний прототипа, однако, на дан
ной стадии, возможность внесения изменений, в случае обнаружения затруднений, существенно ниже,
чем на стадии испытаний с использованием модели до начала выбора прототипа. Испытание прототипа
не является средством разработки, а скорее средством, позволяющим определить, насколько
удачным является конструкция, в зависимости от контрактных обязательств.
Объем гидравлических исследований и испытаний с помощью модели будет определяться в зависи
мости от их примерной стоимости и необходимости, с учетом технической сложности проекта. Например,
для крупных проектов примерная стоимость гидравлических исследований и испытаний с помощью моде
ли будет мала по сравнению с общим объемом вложений, поэтому принимается решение о необходимых
гидравлических исследованиях и испытаниях с помощью модели. Для небольших машин с хорошими
результатами гидравлических испытаний аналогичных машин, минимальные натурные гидравлические ис
пытания будут необходимы и достаточны. Для проектов среднего размера объем исследования будет
определяться индивидуально.
Размер финансирования разработки определяется тем. «какова настоящая стоимость снижения
эффективности работы оборудования, которое может произойти, если не проводить определенные
гидравлические исследования и испытания с помощью модели?» Снижение эффективности работы
оборудования — следствие уменьшения выходной кромки прототипа. Взяв за основу предполагаемый
объем работы завода, можнооценить примерный результат снижения эффективности работы оборудования
на 0,5 % и на 1,5 %. сравнив его со стоимостью проведения гидравлических исследований и испытаний с
помощью модели или обоих методов исследования.
76