2.3 Розрахунок гідротурбіни

При виборі устаткування гідроелектростанції доводиться сумісно визначати: кількість гідроагрегатів, тип турбіни, параметри турбіни і генератора та висотне розташування робочого колеса реактивної турбіни.

Кількість гідроагрегатів вибирають на основі техніко-економічних розрахунків із урахуванням умов роботи ГЕС в енергосистемі та зручності експлуатації. Визначивши встановлену потужність ГЕС N_вст, задають два- три найбільш вірогідних варіанти кількості агрегатів і для кожного з них визначають потужність агрегата N_г, потужність турбіни N = N_г/η_г, параметри і габарити турбіни і генератора, габарити будівлі ГЕС, підраховують об’єми робіт, капіталовкладення і щорічні витрати гідростанції, визначають її вироблення енергії і витісняючу потужність.

При розрахунках діаметрів турбін і округленні їх до номенклатурних розмірів та з повним використанням пропускної спроможності турбіни по витраті води встановлена потужність ГЕС для варіантів може виявитись неоднаковою і відрізнятися від початкової величини. Це вважається цілком допустимим, оскільки остаточна величина встановленої потужності ГЕС визначається в процесі вибору для неї турбін і генераторів.

Щоб підібрати турбінне устаткування для гідроелектростанції, треба мати такі вихідні дані: максимальний, розрахунковий і мінімальний напори (Н_тах, Н і Н_тіп); встановлену потужність ГЕС (N_вст); позначки рівнів води у верхньому та нижньому б’єфах і позначку розміщення турбіни над рівнем моря.

Ці дані встановлюють на підставі гідрологічних і гідроенергетичних розрахунків. Гідрологічні розрахунки дають змогу встановити характерні витрати і рівні води у верхньому та нижньому б’єфах. На підставі гідроенергетичних розрахунків складають проект водноенергетичного режиму ГЕС і обчислюють її розрахункову потужність та характерні напори.

Конструктивні схеми гідротурбін визначаються в залежності від розташування головної осі обертання турбіни і розподіляються на вертикальні і горизонтальні. Обидві ці схеми мають певні переваги та недоліки, вагомість яких найчастіше визначається потужністю гідроагрегата, діючим напором, типом ГЕС та її компоновкою, а іноді і природними умовами будівництва гідровузла та способом створення напору.

Для потужних турбін середніх і високих напорів вертикальна схема має цілий ряд істотних переваг перед горизонтальною:

компактність розташування гідроагрегатів в цілому у будинку ГЕС, зручність розміщення габаритної спіральної камери нижче рівня полу;
можливість улаштування поміж турбінами глибинних водоскидних отворів в суміщених будівлях ГЕС без потреби додаткового будівельного простору;
зменшення горизонтальних габаритів будівлі ГЕС за рахунок збільшення вертикальних, що має значення при компонуванні ГЕС при греблі;
зручність спряження високонапорного водоводу з габаритною спіральною камерою;
можливість застосування прогресивних технологій монтажу закладних частин при зведенні будівлі ГЕС;
зниження питомої вартості будівельної частини станції.

Завдяки цим перевагам майже всі сучасні потужні гідроелектростанції із середнім і більш високим напором оснащені вертикальними турбінами.

Але за певних умов горизонтальні конструктивні схеми дають такі значні переваги у порівнянні із вертикальними:

можливість створення компактної будівлі ГЕС у складі напорного фронту руслової станції;
більш досконалий проточний тракт із прямою відсмоктувальною трубою, який обумовлює менші гідродинамічні втрати у турбіні;
можливість компонування машинного залу з малими вертикальними габаритами при суміщенні водозливних прольотів із будовою ГЕС і переливі води через поверх машинного залу.

Турбіни для великих гідроелектростанцій добирають у 2 етапи. Спочатку роблять первинний (орієнтовний) добір типу і кількості турбін, потім техніко-економічним порівнянням ряду варіантів визначають оптимальний.

За додатком А визначаємо тип гідротурбіни

Турбіна типу: ПЛ-25