Гидроагрегаты на пэс
Гидроагрегаты на ПЭС делятся на 2 типа.(рис.2)
Рис. 3 Типы гирдротурбин на ПЭС.
Капсульные гидроагрегаты - горизонтальный осевой гидроагрегат с поворотно-лопастной гидротурбиной, заключённый в металлический кожух-капсулу, которые могут использоваться с относительно высоким кпд в генераторном (прямом и обратном) и насосном (прямом и обратном) режимах, а также в качестве водопропускного отверстия. Обычно капсула в потоке располагается горизонтально в подводящей камере (см. рис.3). Капсульный гидроагрегат применяют на низконапорных и приливных ПЭС.
В часы, когда малая нагрузка энергосистемы совпадает по времени с «малой» или «полной» водой в море, гидроагрегаты ПЭС либо отключены, либо работают в насосном режиме — подкачивают воду в бассейн выше уровня прилива (или откачивают ниже уровня отлива) и т. о. аккумулируют энергию до того момента, когда в энергосистеме наступит пик нагрузки. Впервые два капсульных гидроагрегата мощностью по 195 Квт каждый были изготовлены швейцарской фирмой «Эшер-Вис» в 1936 для небольшой ГЭС Росцин в Польше. Средняя рабочая мощность подобных гидроагрегатов 17 МВт, изготавливаются до 45 МВт [2].
Рис. 4 Горизонтальный капсульный гидроагрегат: 1 - подводящая камера; 2 - капсула; 3 - гидрогенератор; 4 - рабочее колесо гидротурбины; 5 - отсасывающая труба.
С 2006 года в промышленной эксплуатации находится ортогональная турбина с вертикальным валом и серийным диаметром рабочего колеса 5 м в составе одноярусного гидроагрегата. Гидроагрегат рекомендуется в наплавных блоках зданиях ПЭС при глубинах моря от наинизшего технического горизонта (НТГ) около 30 м.
Рис. 5 Общий вид гидроагрегата: 1 – стояночный тормоз; 2 – закладные обечайки; 3 – плоская крышка верхнего водовода; 4 – ARPEX (муфта с функцией проскальзывания); 5 – фланец; 6 – генератор мощностью 4000 кВт; 7 – динамический тормоз генератора; 8 – рама под ге ератор и мультипликатор; 9 – планетарный мультипликатор; 10 – соединительные муфты; 11 – три вертикальные гидротурбины с рабочими колесами диаметром 5 м каждое; 12 – объемные крышки нижнего и среднего водоводов.
Он имеет составной прямолинейный вертикальный вал, образованный путем соединения муфтами валов трех одинаковых ортогональных турбин с диаметром рабочего колеса 5 м и высотой лопастей 5 м. Турбины размещены одна над другой в вертикальной турбинной шахте. Каждая ортогональная турбина снабжена горизонтальным напорным водоводом прямоугольного поперечного сечения, пересекающимся с вертикальной шахтой турбин. Напорные водоводы турбин имеют на входе и выходе площадь поперечного сечения 56 м2 и плавно сужаются по направлению к вертикальной шахте посередине водовода до 37,5 м2. Следует иметь в виду, что с уменьшением диаметра водовода увеличивается скорость движения в нем воды, возрастают потери на трение и, следовательно, увеличиваются напор и мощность насосов. Это ведет к увеличению размеров машинного отделения и расхода электроэнергии на перекачку сточных вод. Поэтому необходимый диаметр водоводов определяют исходя из так называемой экономической скорости движения воды в трубопроводе. В зоне установки турбин в вертикальной шахте водоводы изолированы друг от друга объемными крышками турбинных камер, где расположены подшипниковые опоры и соединительные муфты валов турбин. Крышки турбин вставляются в закладные обечайки (открытые с торцов цилиндрические барабаны; сварная конструкция из листов толщиной 40мм, сваренных в стык), забетонированные в стенках напорных водоводов и вертикальной шахты при изготовлении наплавного блока в строительном доке с необходимой для последующего монтажа турбины точностью установки. Со стороны моря в каждом водоводе вблизи турбин устанавливаются затворы жалюзийного типа с четырьмя поворотными лопатками обтекаемой формы для пуска и остановки турбин гидроагрегата и осуществления режимов холостого пропуска воды через турбины. КПД ортогональных турбин трехъярусного гидроагрегата при прямом течении воды из бассейна в море и обратном течении воды из моря в бассейн равен 0,74 – 0,76 [3].