×
29.12.2017
217.015.f5a5

Результат интеллектуальной деятельности: Безвальная прямоточная гидротурбина

Вид РИД

Изобретение

Аннотация: Изобретение относится к области машиностроения, в частности к гидравлическим турбинам. Безвальная прямоточная гидротурбина включает рабочее колесо, обод, охватывающий торцы лопаток рабочего колеса, ротор генератора с полюсами, составляющий с ободом одно целое, статор генератора, уплотнения с двух сторон обода. Обод с ротором и статор генератора заключены в камеру. В камере имеется вход для подвода сжатого воздуха с возможностью регулирования его поступления, вход для датчика давления в камере, датчик давления потока воды, расположенный на камере генератора. Торцы обода снабжены кольцевыми концентрическими гребнями. Воздушный канал между ободом рабочего колеса и проточной частью турбины заполнен пористым материалом в виде сотовых уплотнений. Изобретение направлено на повышение надежности конструкции безвальной прямоточной гидротурбины. 2 ил.

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к гидравлическим турбинам. Для строительства гидроэлектростанций с низконапорными агрегатами большое значение имело создание горизонтальных капсульных агрегатов с осевыми турбинами, у которых генератор расположен в стальной капсуле, обтекаемой водой [Турбины гидравлические горизонтальные капсульные. ОСТ 108.023.107-85, 1985]. При использовании капсульных агрегатов поток по длине проточной части имеет мало поворотов и прямоосное движение в отсасывающей трубе. Это приводит к снижению гидравлических потерь и к увеличению КПД турбины, особенно на больших расходах. В результате такие турбины развивают на 25-35% большую мощность, чем вертикальные того же размера.

Известно устройство гидротурбины, содержащее периферийные торцы лопастей прямоточной пропеллерной турбины, к которым прикрепляется обхватывающее их кольцо. Кольцо утоплено в стенку колесной камеры, несет на себе полюсы генератора и является его ротором, вращаясь внутри окружающего колесную камеру неподвижного статора [Щапов Н.М. Турбинное оборудование гидростанций. М.-Л. Госэнергоиздат, 1961]. Такие турбины в течение 15 лет строил в сотрудничестве с Фишером завод Эшер Вис (Швейцария). Было выпущено 70 прямоточных агрегатов. Вначале строились турбины пропеллерного типа, затем были построены более сложные конструкции с поворотными рабочими лопатками. В 1953 г. ЛМЗ изготовил прямоточные агрегаты с турбиной диаметром 3,3 м. Но из-за трудности надежно защитить генератор от попадания влаги прямоточные агрегаты не нашли применения. Затем был разработан новый тип прямоточного агрегата, названный «страфло», который устанавливался на некоторых низконапорных гидроэлектростанциях (ГЭС), позже такие агрегаты и турбину было предложено называть безвальными. В проточной части прямоточной турбины гидравлические потери существенно ниже, чем в гидроагрегатах капсульного типа [Кривченко Г.И. Гидравлические машины. - М.: Энергоатомиздат, 1983].

Известно устройство прямоточной гидротурбины Моргунова Г.М. [Патент №2245454, МПК F03В 9/00, 13/08 2003 г.], содержащее генератор, установленный вне корпуса и соединенный с валом прямоточной гидротурбины трансмиссией. Часть трансмиссии находится в потоке воды и создает дополнительное сопротивление. Недостаток конструкции вынуждает к созданию надежного уплотнения между валом трансмиссии и корпусом гидротурбины.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство безвальной прямоточной гидротурбины «страфло», включающее обод, охватывающий торцы лопаток, ротор генератора с полюсами, составляющий с ободом одно целое, статор генератора, уплотнения с двух сторон обода.

К недостаткам данной конструкции относятся отсутствие надежной работы электрогенератора в воздушной части установки из-за износа уплотнений в области обода рабочего колеса и попадания влаги, быстрый износ кольцевого уплотнения обода между лопастями рабочего колеса и генератором вследствие значительного количества взвешенных частиц в мутной речной воде.

Задача, решаемая предлагаемым техническим решением, состоит в повышении надежности конструкции безвальной прямоточной гидротурбины.

Технический результат, используемый при решении поставленной задачи, состоит в применении сотовой конструкции уплотнения обода рабочего колеса с регулируемым наддувом сжатым воздухом камеры генератора и перепуском сжатого воздуха на периферию лопаток рабочего колеса для устранения кавитации, достигается тем, что в известной безвальной прямоточной гидротурбине, включающей обод, охватывающий торцы лопаток, ротор генератора с полюсами, составляющий с ободом одно целое, статор генератора, уплотнения с двух сторон обода, согласно изобретению, обод с ротором и статор генератора заключены в камеру, в которой выполнены вход для подвода сжатого воздуха с возможностью регулирования его поступления, а также вход для датчика давления в камере, датчик давления потока воды, расположенный на кожухе генератора, торцы обода снабжены кольцевыми концентрическими гребнями, воздушный канал между ободом рабочего колеса и проточной частью турбины заполнен пористым материалом в виде сотовых блоков.

На фиг. 1 представлен общий вид безвальной прямоточной гидротурбины.

На фиг. 2 - узел, поясняющий устройство обода рабочего колеса, снабженного сотовыми уплотнениями.

Предлагаемое устройство содержит следующие элементы: 1 - рабочее колесо; 2 - обод рабочего колеса; 3 - ротор генератора; 4 - статор генератора; 5 - отсасывающая труба; 6 - опорные выходные колонны; 7 - система охлаждения генератора; 8 - направляющие лопатки; 9 - проходная колонна; 10 - корпус обтекателя рабочего колеса; 11 - подводящая камера; 12 - наружный корпус; 13 - датчики статического давления; 14 - воздушный канал; 15 - сотовые уплотнения; 16 - камера генератора; 17 - кольцевые гребни.

Устройство работает следующим образом. Рабочее колесо гидротурбины 1 и ротор генератора 3 имеют единую систему вращающихся частей и опор. На концах лопаток рабочего колеса 1 находится обод 2 с кольцевыми гребнями 17 и ротор генератора 3 с полюсами. Кольцевые гребни 17 контактируют с сотовыми уплотнениями 15 и работают при перепаде давления между полостью генератора А и потоком Б, полностью устраняют попадание воды в полость генератора А, ограниченную камерой 16, на всех режимах работы турбины. Для устранения кавитации система автоматического регулирования подает при необходимости дополнительное количество воздуха через воздушный канал 14. Обратный клапан воздушного канала 14 открывается, если статическое давление Р1 становится меньшим давления насыщенных паров в области Б. Система автоматического регулирования перепада давления обеспечивает положительную разность давлений Р2 и Р1 на всех режимах работы гидротурбины. Мощность водного потока через лопатки рабочего колеса 1, обод рабочего колеса 2 передается на ротор генератора 3 с расположенными в нем полюсами. Статор 4 и ротор 3 генератора имеют систему охлаждения генератора 7. Датчики статического давления 13 Р1 расположены на наружном корпусе 12 установки равномерно по окружности. Обычно достаточно шести датчиков давления Р1 для усреднения параметров потока в окружном направлении. Датчиков давления Р2 на камере генератора 16 несколько для достоверности показаний, их показания также усредняются. Поток воды их верхнего бьефа проходит через подводящую камеру 11, обтекает проходные колонны 9, корпус обтекателя рабочего колеса 10, лопатки направляющего аппарата 8, отдает свою энергию рабочим лопаткам рабочего колеса 1, затем обтекает опорные выходные колонны 6 и выходит через отсасывающую трубу 5 в нижний бьеф.

Заявленное устройство позволяет повысить эффективность и долговечность работы уплотнения упрощенной конструкции для обода рабочего колеса, обеспечить надежную работу генератора.

Безвальная прямоточная гидротурбина, включающая рабочее колесо, обод, охватывающий торцы лопаток рабочего колеса, ротор генератора с полюсами, составляющий с ободом одно целое, статор генератора, уплотнения с двух сторон обода, отличающаяся тем, что обод с ротором и статор генератора заключены в камеру, в которой имеется вход для подвода сжатого воздуха с возможностью регулирования его поступления, а также вход для датчика давления в камере, датчик давления потока воды, расположенный на камере генератора, торцы обода снабжены кольцевыми концентрическими гребнями, воздушный канал между ободом рабочего колеса и проточной частью турбины заполнен пористым материалом в виде сотовых уплотнений.
Безвальная прямоточная гидротурбина
Источник поступления информации: Роспатент

Showing 141-150 of 214 items.
04.06.2019
№219.017.7356

Трехфазное симметрирующее устройство

Использование: в области электроэнергетики. Технический результат – повышение точности работы устройства и снижение потерь электроэнергии, обусловленных несимметрией, и как следствие повышение качества электрической энергии. Трехфазное симметрирующее устройство выполнено с возможностью...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002690370
Дата охранного документа: 03.06.2019
04.06.2019
№219.017.7361

Внутритрубный упругий микроробот с управляемой пьезоактюатором формой

Изобретение относится к робототехнике, а именно к мобильным миниатюрным роботам, предназначенным для осуществления работ в трубчатых каналах различных типов. Внутритрубный упругий микроробот выполнен в виде гибкого многоопорного неразрезного стержня, опорами которого служат шарнирно...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002690258
Дата охранного документа: 31.05.2019
07.06.2019
№219.017.74ff

Фильтрокомпенсирующая установка

Использование: в области электротехники. Технический результат - снижение уровня необратимых потерь электроэнергии, уменьшение массогабаритов, повышение коэффициента мощности и снижение коэффициентов гармонических составляющих напряжения электрической сети. Фильтрокомпенсирующая установка,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002690689
Дата охранного документа: 05.06.2019
07.06.2019
№219.017.7508

Ротор асинхронного электродвигателя

Изобретение относится к электротехнике и электромашиностроению, предназначено для применения в асинхронных электродвигателях мощностью более 100 кВт и направлено на повышение надежности работы электродвигателя и сопряженных с ним питающей сети и технологического оборудования за счет улучшения...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002690680
Дата охранного документа: 05.06.2019
04.07.2019
№219.017.a4d8

Бестопливная тригенерационная установка

Изобретение относится к детандер-генераторным агрегатам для производства электроэнергии и устройствам для производства тепла и холода за счет разделения газового потока. Между газопроводом высокого давления и газопроводом низкого давления, разделенными дросселем, установлена линия подачи газа...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002693352
Дата охранного документа: 02.07.2019
04.07.2019
№219.017.a514

Инвертная пылегазовая призматическая топка

Изобретение относится к области тепловой энергетики и может быть использовано на паровых котлах ТЭС. Пылегазовая призматическая топка содержит экранированные вертикальные стены, верхнее торцевое ограждение и скаты холодной воронки, пылеугольные горелки, а также воздушные сопла, установленные на...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002693281
Дата охранного документа: 02.07.2019
05.07.2019
№219.017.a650

Способ повышения точности геометрических измерений, проводимых с помощью стереоскопического устройства на основе призменно-линзовой оптической системы

Изобретение относится к технологиям визуально-измерительного контроля. Способ повышения точности геометрических измерений, проводимых с помощью стереоскопического устройства на основе призменно-линзовой оптической системы, включает предварительную калибровку устройства на основе совместной...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002693532
Дата охранного документа: 03.07.2019
10.07.2019
№219.017.a988

Цифровой обнаружитель фазоманипулированных сигналов

Изобретение относится к области радиотехники и может быть использовано в радиотехнических устройствах, использующих фазоманипулированные (ФМ) сигналы. Технический результат - снижение максимального уровня проникновения сигнальной компоненты в канал оценки интенсивности помехи при включении и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002693930
Дата охранного документа: 08.07.2019
10.07.2019
№219.017.a9a1

Способ контроля устройства релейной защиты электроустановки

Использование: в области электроэнергетики, в системах релейной защиты электроустановки. Технический результат - исключение случаев неправильной работы устройства путем своевременного выявления сверхнормативных отклонений его напряжений срабатывания и возврата, количества электричества импульса...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002693931
Дата охранного документа: 08.07.2019
23.07.2019
№219.017.b81e

Устройство изготовления непрерывных базальтовых волокон

Изобретение относится к устройству для получения непрерывных базальтовых волокон. Устройство содержит фидерную печь, бункер с дозатором и загрузчиком базальта, теплообменник, при этом печь и фидер перекрыты сводом с установленными горелками, в фидере установлены фильерные питатели, под которыми...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002695188
Дата охранного документа: 22.07.2019
Showing 61-69 of 69 items.
13.02.2018
№218.016.2036

Устройство генерирования напряжения переменного тока постоянной частоты при переменной частоте вращения привода генератора

Устройство генерирования напряжения переменного тока постоянной частоты при переменной частоте вращения привода генератора относится к области электротехники, позволяет расширить функциональные возможности и содержит электрическую машину в генераторном режиме 1 с якорными обмотками 2, 3,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002641314
Дата охранного документа: 17.01.2018
13.02.2018
№218.016.2118

Охлаждаемая стенка токамака

Изобретение относится к металлургии, ракетному двигателестроению, системам аварийного охлаждения атомных реакторов и, в частности, диверторам, лимитерам и бланкетам термоядерных реакторов типа токамак. Охлаждаемая стенка токамака содержит поверхность приема теплового потока и прилегающую к ней...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002641651
Дата охранного документа: 19.01.2018
13.02.2018
№218.016.2131

Униполярный генератор

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для питания низковольтных электрических устройств. Техническим результатом является расширение области применения униполярных генераторов. Униполярный генератор содержит первый генерирующий модуль (1) и второй...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002641652
Дата охранного документа: 19.01.2018
13.02.2018
№218.016.231c

Композиция для получения теплоизоляционных изделий

Изобретение относится к области теплотехники, в частности к производству легковесных огнеупорных теплоизоляционных изделий. Композиция включает связующее и легкий заполнитель и дополнительно содержит карбамидофурановую смолу марки ФК и катализатор отверждения марки ОК в количестве 10% от массы...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002641933
Дата охранного документа: 23.01.2018
13.02.2018
№218.016.26fa

Магнитная система ротора электрической машины

Изобретение относится к области электротехники. Технический результат - повышение частоты вращения ротора и уменьшение в нем дополнительных потерь. Ротор содержит вал, магнитопровод, выполненный из двух концентричных валу частей из магнитомягкого материала, не имеющих разрывов по внешнему и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002644010
Дата охранного документа: 07.02.2018
17.02.2018
№218.016.2ab1

Развитая теплообменная поверхность

Изобретение относится к области теплотехники, может быть использовано при создании теплообменных устройств и направлено на повышение удельных тепловых потоков, снимаемых с развитой поверхности теплообмена. Развитая теплообменная поверхность содержит поверхность теплообмена 1, по меньшей мере на...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002642936
Дата охранного документа: 29.01.2018
17.02.2018
№218.016.2d5c

Способ измерения рельефа поверхности земли

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в радиолокаторе с синтезируемой апертурой антенны (РСА). Достигаемый технический результат – измерение рельефа поверхности Земли и формирование цифровой модели рельефа с помощью РСА, установленного на борту носителя РСА. Сущность...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002643790
Дата охранного документа: 06.02.2018
04.04.2018
№218.016.365c

Устройство для управления высокотемпературной печью сопротивления

Изобретение относится к средствам управления высокотемпературными печами сопротивления. Технический результат – повышение надежности работы печи. Устройство содержит нагревательный элемент, подключенный к выходу источника питания со входом задания напряжения источника питания, подключенным к...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002646516
Дата охранного документа: 05.03.2018
27.12.2019
№219.017.f2db

Тепловая паротурбинная электростанция с парогенерирующей водородно-кислородной установкой

Изобретение относится к паросиловым энергетическим установкам, а именно к тепловым электрическим станциям (ТЭС) с паровыми турбинами и системами обеспечения экологичности и восстановления их работоспособности. Технический результат, заключающийся в создании тепловой паротурбинной электростанции...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002710326
Дата охранного документа: 25.12.2019
+ добавить свой РИД