Details

Данная работа посвящена проектирова-нию проточной части гидротурбины Чиркейской ГЭС с учётом специфики экс-плуатируемых на станции гидротурбин типа РО 230. В рамках исследования анализируются существующие параметры оборудования, выполняются расчёты гидродинамических характеристик, оптимизируется геометрия элементов про-точной части для повышения КПД и надёжности работы агрегата при расчётном напоре и расходе воды. Особое внимание уделяется соответствию проектных решений действующим отраслевым стандартам и условиям эксплуатации ГЭС. Проектирование гидротурбины включает аналитический метод расчёта, с помощью которого были определены основные конструктивные и рабочие па-раметры гидротурбины — в т. ч. расчётный напор, расход воды, номинальная мощность, частота вращения и КПД. Было проведено проектирование ключевых элементов проточной части гидротурбины: направляющего аппарата (с расчётом углов установки лопаток и их количества), отсасывающей трубы (с оптимизаци-ей геометрии для минимизации потерь энергии) и спиральной камеры (с обеспе-чением равномерного подвода воды к рабочему колесу). Для всех спроектиро-ванных элементов были разработаны теоретические чертежи, содержащие точ-ные геометрические размеры, допуски и посадки, а также указания по материа-лам и технологиям изготовления. По результатам проектирования была разработана трехмерная модель проточной части гидротурбины, а также жидкотельная модель для численного расчета. Была отработана методика расчета гидротурбины в программном паке-те Ansys CFX, была проведена дискретизация расчетной области в ICEM CFD и отработан процесс задания условий расчета. Модель турбулентности – k-Epsilon. Также были нанесены три точки на универсальной характеристике.

This work is devoted to the design of the flow part of the Chirkeyskaya HPP hydro turbine, taking into account the specifics of the RO 230 type hydro turbines operated at the station. As part of the study, the exist-ing parameters of the equipment are analyzed, calculations of hydrodynamic charac-teristics are performed, and the geometry of the components of the exact part is opti-mized to increase the efficiency and reliability of the unit at the design pressure and flow rate of water. Special attention is paid to the compliance of design solutions with the current industry standards and operating conditions of the HPP. The design of a hydro turbine includes an analytical calculation method, which was used to determine the main structural and operating parameters of the hydro tur-bine, including design pressure, water flow, rated power, rotational speed and effi-ciency. The design of the key elements of the flow part of the hydro turbine was car-ried out: a guiding device (calculating the angles of installation of the blades and their number), a suction pipe (optimizing the geometry to minimize energy losses) and a spiral chamber (ensuring uniform water supply to the impeller). Theoretical drawings were developed for all the designed elements, containing precise geometric dimen-sions, tolerances and fits, as well as instructions on materials and manufacturing tech-nologies. Based on the design results, a three-dimensional model of the flow part of the hydro turbine was developed, as well as a liquid-liquid model for numerical calcula-tion. The method of calculating the hydro turbine in the Ansys CFX software package was worked out, the computational domain was discretized in ICEM CFD and the process of setting calculation conditions was worked out. The turbulence model is k-Epsilon. Three dots were also applied to the universal characteristic.