×
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 171-180 of 214 items.
09.03.2020
№220.018.0a94

Способ управления вентильно-индукторным электрическим двигателем

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в электроприводах различных механизмов. Техническим результатом является повышение качества управления вентильно-индукторным электрическим двигателем. В способе управления вентильно-индукторным электрическим двигателем,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002716129
Дата охранного документа: 06.03.2020
21.03.2020
№220.018.0eb0

Способ быстродействующего включения резервного электропитания и устройство для его осуществления

Изобретение относится к области электротехники, в частности к устройствам противоаварийной автоматики подстанций напряжением 6-35 кВ, и может быть использовано для быстрого обнаружения повреждений в питающей сети распределительного устройства в момент их возникновения с целью осуществления...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002717236
Дата охранного документа: 19.03.2020
01.07.2020
№220.018.2d55

Устройство определения степени неоднородности структурного состояния магнитных металлов вихретоковым методом

Изобретение относится к методам неразрушающего контроля и может быть использовано для оценки степени неоднородности поверхностных слоев магнитных металлов, возникающей при закалке, отпуске и воздействии жидких или газообразных агрессивных сред. Предлагаемое устройство содержит генератор...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002725020
Дата охранного документа: 29.06.2020
01.07.2020
№220.018.2d6a

Спектрофотоколориметр

Изобретение относится к области измерительной техники и касается спектрофотоколориметра. Спектрофотоколориметр содержит источник излучения, фотометрический блок, механически соединенный с блоком юстировки, набор светофильтров, цифровой матричный фотоприемник, подключенный к микропроцессору блок...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002725002
Дата охранного документа: 29.06.2020
03.07.2020
№220.018.2db1

Охлаждаемая стенка токамака

Изобретение относится к охлаждаемой стенке токамака. Стенка содержит поверхность приема теплового потока [1] и прилегающую к ней теплопроводящую зону [2], совместно с кожухом [3] образующую полость сбора пара, игольчатые теплопроводящие элементы [4], расположенные перпендикулярно...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002725161
Дата охранного документа: 30.06.2020
04.07.2020
№220.018.2e8d

Способ электронно-лучевого аддитивного получения заготовок

Изобретение относится к способу электронно-лучевого аддитивного получения заготовок. Заготовки получают путем аддитивного электронно-лучевого формообразования из титановой и никелевой проволоки. Устройство, реализующее способ, содержит электронно-лучевую пушку 1, основной электронный луч 2 и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002725537
Дата охранного документа: 02.07.2020
16.07.2020
№220.018.32ba

Способ идентификации линейного динамического объекта

Изобретение относится к способу идентификации линейного динамического объекта. Для идентификации линейного динамического объекта задают передаточную функцию объекта априорного вида в дробно-рациональной форме, определяют базовую частоту входного испытательного сигнала, в зависимости от базовой...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002726496
Дата охранного документа: 14.07.2020
21.07.2020
№220.018.34f3

Синхронный электрический мотор-генератор для кинетического накопителя энергии

Изобретение относится к электротехнике. Технический результат заключается в улучшении эксплуатационных и удельных характеристик мотор-генератора, что позволяет улучшить его массогабаритные показатели и эффективность. Мотор-генератор для кинетического накопителя энергии содержит симметрично...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002726947
Дата охранного документа: 17.07.2020
21.07.2020
№220.018.3531

Способ интеллектуального информационного поиска и предоставления контекстуальной информации в распределенных хранилищах данных

Изобретение относится к области вычислительной техники. Технический результат заключается в сокращении времени поиска пертинентной информации и повышении быстродействия информационного поиска. Раскрыт способ интеллектуального информационного поиска и предоставления контекстуальной информации в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002727076
Дата охранного документа: 17.07.2020
22.07.2020
№220.018.3540

Устройство для определения электрической прочности

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано при проектировании изоляции высоковольтного электрооборудования для определения электрической прочности слоевой изоляции. Устройство для определения электрической прочности содержит электроизоляционный цилиндр,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002727079
Дата охранного документа: 17.07.2020
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