История энергетической техники - Белькинд Л.Д.
Скачать (прямая ссылка):
длине превышает 10, тогда как в турбогенераторах это отношение снижается
до 0,15.
Исторически сложились две основные конструкции гидрогенераторов: с
горизонтальным валом (для скоростей вращения более 200 об/мин) 1 и
вертикальным валом (для меньших скоростей вращения в низконапорных
установках; в последнее время вертикальные машины стали строиться й для
более высоких скоростей). Типовые гидрогенераторы большой мощности обычно
выполняются с вертикальным валом, что определяется условиями обшей
компоновки гидросооружения.
Вертикальные гидрогенераторы еще с конца прошлого века стали
изготовляться двух типов: подвесной, в котором подпятник находится над
ротором (наиболее распрэ-
1 Горизонтальные гидроагрегаты небольшой мощности иногда устанавливаются
на совмещенных водосливных ГЭС.
616
Рис. 13-11. Гидрогенератор подвесного типа.
страненный в течение первой трети текущего столетия) (рис. 13-11), и
зонтичный с.подпятником, расположенным под ротором (рис. 13-12).
Распространение гидрогенераторов зонтичного типа1 в последние годы
объясняется широким освоением энергии крупных равнинных рек (малые напоры
при значительных расходах воды). Это вызывает необходимость установки
' Впервые такая конструкция была разработана в начале 90-х годов XIX в.
40 История энергетической техники. gjy
тихоходных генераторов большой мощности. Изготовление подобных машин
подвесного типа связано со многими технологическими и производственными
трудностями. Зонтичные же гидрогенераторы имеют ряд преимуществ перед
машинами подвесного типа: меньший вес и меньшая высота агрегата (а,
следовательно, и высота машинного зала),
удешевление стоимости здания для станций. Однако генераторы подвесного
типа являются наиболее надежными.
Л
Ротор
Р77Л
vnp
поошипнцк .
Направляющ I
* г J
"Щфлангци Ч, ' вала -
уРлангц I вала Направляющий подшипник
| Подпятник
'Поддер \
_жива-ющая крестовина
~ я 1 I Турбина
турбины Р
Рис. 13-12. Гидрогенератор зонтичного типа.
Размеры и вес гидрогенераторов одной и той же мощности приблизительно
обратно пропорциональны скорости вращения, но очень большие скорости
вызывают значительные механические напряжения в роторе.
Конструкция ротора, состоящего из вала, остова, обода и полюсов,
претерпела ряд изменений. В настоящее время освоены два типа ободьев
ротора: дисковый (неразъемный для машин при диаметре ротора до 4 .и и
разъемный при диаметре 4-8 м) и спицевый (при диаметре больше 8 ж). В
быстроходных генераторах обод ротора совмещается с остовом. Как правило,
в последние годы остов ротора выполняется сварным и - реже - литым;
корпус статора сварной из листовой стали.
Одним из самых сложных и ответственных узлов гидроагрегата являются
подпятники, испытывающие огромные нагрузки в несколько тысяч тонн. Над их
усовершенствованием работало много конструкторов и ученых.
В связи с ростом протяженности линий электропередачи все острее вставала
проблема обеспечения статической и динамической устойчивости работы
гидрогенераторов. Эта проблема могла быть разрешена путем ряда
усовершенствований в конструкции гидрогенераторов. Одним из таких
усовершенствований явилась разработка быстроотзывчивых систем
возбуждения. В течение многих лет возбуждение гидрогенераторов
осуществлялось, как правило, посредством электромашинных возбудителей,
поме-618
щенных на валу генератора. Вследствие большой магнитной инерции
тихоходные возбудители не могли обеспечить быстрого нарастания
возбуждения. Поэтому последовательно с ними стали включать быстроходные
агрегаты добавочного напряжения с быстродействующими автоматическими
регуляторами. В последние годы в связи с успехами в области
выпрямительной техники начинают применяться ионные системы возбуждения с
ионными преобразователями тока.
Развитие гидрогенераторов за последние 50 лет также характеризуется
повышением единичных мощностей и технико-экономических показателей машин.
,
о
Успехи гидрогенераторостроения за последние десятилетия хорошо
иллюстрируются достижениями Советского Союза (рис. 13-13). Основным
источником гидроэнергоресурсов СССР являются крупные равнинные реки.
Поэтому большинство гидроагрегатов, созданных в нашей стране,
характеризуется значительными размерами и мощностями. По основным
параметрам - единичной мощности, моменту вращения, нагрузке на подпятник,
технологичности конструкций - отечественные гидрогенераторы не только не
уступают, но в ряде случаев превосходят лучшие гидрогенераторы зарубежных
фирм (см. таблицу).
Наименование станции Мощность гидрогене- ратора, Мва Скорость
вращения, об/мин Давление на подпятник, т Общий вес, т
Волжская им. Ленина .... 123,5 68,2 3 400 1 650
Горьковская ......... 71 62,5 2 000 1 080
Днепровская 90 83,3 1 000 986
Грэнд-Кули-Дэм (США) . . 108 120 - -
Боулдер-Дэм (США) 82,5 180 910 -
Начало гидрогенераторостроения в нашей стране было положено сооружением
гидрогенераторов для Волховской ГЭС в 1926 г. (8,7 Мва при 75 об/мин),
