Обратимые гидромашины. Обратимые гидромашины принцип работы и методика проектирования тсд. М31 Трутнев Д. С
 Скачать 5.48 Mb.
|
|
Обратимые гидромашины: принцип работы и методика проектирования ТСД.М-31 Трутнев Д.С. Пиковая нагрузка Пиковая нагрузка – максимальная электрическая нагрузка электроэнергетической системы в определенном интервале времени. Например, в суточном графике электрической нагрузки города можно выделить утреннюю и вечернюю пиковые нагрузки. На время действия пиковой нагрузки включают резервные мощности энергосистемы или специальные пиковые станции. Примерный суточный график нагрузки современной мощной энергосистемы: АЭС, ТЭЦ, КЭС, и ПТЭС – атомные, теплофикационные, кондесационные и пиковые тепловые электростанции; ГЭС – гидроэлектростанции; ГАЭС – гидроаккумулирующие электростанции, работающие в режимах: НР – насосном, ТР – турбинном, СК и ВР – синхронного компенсатора и во вращающемся резерве активной или реактивной мощности; N – мощность энергосистемы, % Способы покрытия пиковой нагрузки
Характерные суточные графики работы Загорской ГАЭС ГАЭС благодаря присущей им многофункциональности, участвуя в регулировании мощности, способны обеспечить повышение нагрузок ТЭС и АЭС в провальной части суточного графика нагрузок, т.е. искусственно увеличить базисную часть графика нагрузок и уменьшить его неравномерность, выполняя функцию потребителя-регулятора; покрытие пиковой или полупиковой части графика нагрузок, служить быстродействующим аварийным и нагрузочным резервом системы. Феномен ГАЭС заключается в том, что ее регулирующая мощность в энергосистеме соответствует сумме установленных мощностей в турбинном и насосном режимах, составляющей диапазон мощностей станции, т. е. ГАЭС может осуществлять двойное регулирование. Гидроаккумулирующая электростанция ГАЭС – гидроэлектростанция, используемая для выравнивания суточной неоднородности графика электрической нагрузки. Принцип работы: ГАЭС использует в своей работе либо комплекс генераторов и насосов, либо обратимые гидроэлектроагрегаты, которые способны работать как в режиме генераторов, так и в режиме насосов. Во время ночного провала энергопотребления ГАЭС получает из энергосети дешевую электроэнергию и расходует ее на перекачку воды в верхний бьеф (в насосном режиме). Во время утреннего и вечерних пиков энергопотребления ГАЭС сбрасывает воду из верхнего бьефа в нижний, вырабатывает при этом дорогую пиковую электроэнергию, которую отдает в энергосеть (в турбинном режиме). В настоящее время в мире насчитывается более 460 действующих ГАЭС различной компоновки с широком диапазоном установленной мощности – от нескольких десятков кВт до 3000 МВт (ГАЭС Эдисон в США) – и напорами от нескольких десятков метров до 1700 м (ГАЭС Рейзек в Австрии). В ближайшие годы ожидается значительное увеличение количества строящихся и эксплуатируемых ГАЭС. Наиболее интенсивно гидроаккумулирование развито в США (39 ГАЭС; 20,8 млн кВт), Японии (20 млн кВт), Германии (33 ГАЭС; 5,6 млн кВт), Италии (22 ГАЭС; 7,0 млн кВт), Австрии (4,4 млн кВт), Франции (4,4 млн кВт), Швейцарии (13 ГАЭС; 1,2 млн кВт), Китае (5,0 млн кВт), Испании (5,0 млн кВт) и т. д. Параметры обратимых гидроагрегатов Схемы и конструкции агрегатов гидроаккумулирующих электростанций ГАЭС с трехмашинными обратимыми гидрогенераторами (а- с ковшовой гидротурбиной и многоступенчатым насосом, б – с радиально-осевой гидротурбиной и одноступенчатым центробежным насосом ГАЭС с трехмашинными обратимыми гидрогенераторами (в – с расположением двигателя-генератора между гидротурбиной и насосом Обратимая машина ГАЭС Вианден Обратимая гидромашина для Загорской ГАЭС (в правой части вариант с кольцевым затвором) Капсульный гидроагрегат на насосной станции в системе переброски стока северных рек в Волгу Работа ГАЭС в турбинном и насосном режимах При работе в турбинном режиме гидромашине передается энергия жидкости, а в насосном режиме, наоборот, механическая энергия вращения преобразуется в энергию жидкости. Количество передаваемой энергии зависит от значения и направления абсолютной v, окружной u и относительной w скоростей вращения. Типы рабочих колес реактивных турбин а - радиально-осевой; б - пропеллерной; в - поворотно-лопастной; г - двухперовой поворотно-лопастной; д - диагональной поворотно-лопастной. Характеристики обратимых гидромашин Использование метода модельных турбин Использование метода модельных турбин Зависимость КПД от мощности гидротурбины Зависимость высоты отсасывания от мощности гидротурбины Зависимость расхода от мощности гидротурбины Методика построения меридиональных обводов РК Исходными данными для построения меридионального профиля являются: наружный диаметр РК на входе, втулочный, средний и внутренний диаметры на выходе из РК , его ширина В и высота лопатки на входе . Эти данные определяют положение точек A, B, C, D, являющихся крайними (опорными) для кривых, описывающих втулочный и периферийный обводы. Построение меридиональных обводов с помощью кривых Безье с тремя опорными точками Швейцарская ГАЭС Hornbergbecken |