Повышение эффективности уплотнения лопастей рабочего колеса гидротурбины конструкторско-технологическими методами

• Автор: Игнатушин, Александр Васильевич
• Шифр специальности: 05.02.08, 01.02.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Самара
• Количество страниц: 179 с. : ил

СОДЕРЖАНИЕ
Введение.
1. УСЛОВИЯ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ И КОНСТРУКТИВНЫЕ ОСОБЕННОСТИ УПЛОТНЕНИЙ ЛОПАСТЕЙ РАБОЧИХ КОЛЕС ПОВОРОТНОЛОПАСТЫХ I ИДРО ГУРБИН
1.1. Анализ условий функционирования уплотнения лопасти рабочего колеса поворотнолопастной гидротурбины.

1.1.1. Анализ внешних условий функционирования.

1.1.2. Изменение взаимного положения уплотняемых

элементов в процессе функционирования гидроагрегата

1.2. Классификация уплотнительных устройств

1.3. Анализ конструктивных особенностей существующих уплотнений лопастей рабочих колес гидротурбин.

1.3.1. Торцовые уплотнения лопастей.

1.3.2. Радиальные уплотнения лопастей.

1.3.3. Комбинированные уплотнения радиального типа
1.4. Требования, предъявляемые к уплотнениям лопастей в современных условиях
V . v.
Выводы по разделу 1,V
2. МОДЕЛИРОВАНИЕ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ КОМБИНИРОВАННОГО РАДИАЛЫ ЮГО УПЛОТНЕНИЯ ЛОПАСТИ РАБОЧЕГО КОЛЕСА ПОВОРОТНОЛОПАСТНОЙ ГИДРОТУРБИНЫ
2.1. Структура узла уплотнения и анализ расчетных случаев нагружения его элементов
2.2. Анализ условий обеспечения герметичности манжетных уплотнений валов
2.3. Моделирование механических свойств материалов и напряженнодеформированного состояния элементов
узла уплотнения .
2.3.1. Реологические соотношения для материала манжет.
2.3.2. Экспериментальное исследование изменения модуля упругости материала манжет и их геометрии в
процессе функционирования узла уплотнения
2.3.3. Моделирование поведения сальникового шнура при контактном взаимодействии
2.4. Моделирование функционирования радиального уплотнения лопасти рабочего колеса гидротурбины
2.4.1. Построение конечноэлементной модели узла уплотнения и задание физикомеханических характеристик материалов его элементов
2.4.2. Моделирование монтажных и эксплуатационных нагрузок, действующих на элементы узла уплотнения.
2.4.3. Анализ полученных результатов
2.5. Методика проведения расчетной оценки межремонтного срока службы комбинированного манжетносальникового уплотнения валов
Выводы по разделу 2 .
3. КОНСТРУКТИВНОТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ МОДЕРНИЗА1 ИЯ
УЗЛА УПЛОТНЕНИЯ ЛОПАСТЕЙ КАК ОДИН ИЗ ПУТЕЙ
УВЕЛИЧЕНИЯ МЕЖРЕМОНТНОГО СРОКА ЕГО СЛУЖБЫ
3.1. Конструктивные мероприятия, способствующие увеличению межремонтного срока службы радиального уплотнения лопастей рабочего колеса поворотнолопастной гидротурбины.
3.2. Технологические мероприятия, обеспечивающие увеличение межремонтного срока службы радиального уплотнения лопастей рабочего колеса поворотнолопастной гидротурбины .
3.3. Модернизация узла уплотнения лопастей РК гидротурбин Волжской ГЭС имени В.И. Ленина.
3.4. Методическое обеспечение выбора расчетных характеристик элементов двустороннего манжетного уплотнения, снабженного жестким разделительным кольцом
Выводы по разделу 3.
Заключение
Список литературы


Исходя из вышеизложенного, целью настоящей работы является разработка конструкторскотехнологических методов повышения эффективности работы и увеличение межремонтного срока службы радиального уплотнения лопастей маслонаполненного рабочего колеса п о ворот о л о астно й гид роту рби ы. Достоверность результатов диссертационной работы обеспечивается адекватностью имеющихся модельных представлений физической картине исследуемых процессов, корректностью применения математического аппарата и вводимых при проведении расчетов упрощающих допущений, а также удовлетворительным совпадением количественных результатов расчетов с результатами экспериментальных исследований и наблюдений. Несомненна и практическая значимость диссертационной работы, поскольку тема диссертационного исследования отвечает потребностям эксплуатирующих организаций энергетического комплекса ГЭС, а также производственных предприятий, специализирующихся в области производства гидроэнергетического оборудования, уплотнительных устройств и резинотехнических изделий. Результаты проведенных исследований по согласованию с заводомизготовителем гидротурбин письмо АО Ленинградский металлический завод исх. ПЛ 7ВБ0, эксплуатируемых на Волжской ГЭС имени В. И. Ленина г. Жигулевск. Работа выполнялась в рамках плана НИР НИИ проблем надежности механических систем Самарского государственного технического университета на г. Разработка структурных и феноменологических моделей деформирования и разрушения материалов и элементов конструкций в условиях ползучести и межвузовского плана госбюджетных МИР по научному направлению Механика, утвержденному Министерством образования Российской Федерации на г. Надежность механических систем в промышленности, энергетике и на транспорте. Математическое моделирование и краевые задачи г. Самара, , г. Всероссийской научнотехнической конференции Аэрокосмическая техника и высокие технологии м г. Пермь, г. Научнотехнические проблемы современного гидромашиностроения и методы их решения г. СанктПетербург, г. РАО ЕЭС России на тему Обмен опытом по эксплуатации и реконструкции гидроэнергетического оборудования ГЭС г. Москва, г. Прикладная математика и механика кафедры Прикладная математика и информатика и отдела Теоретические проблемы надежности НИИ проблем надежности механических систем Самарского государственною технического университета руководитель профессор Радченко В. П., г. Технология машиностроения Самарского государственного технического университета руководитель профессор Носов Н. В., г. Диссертация состоит из введения, трех глав, заключения, списка использованных литературных источников из 4 наименований и 3 приложений. Объем диссертации составляет 9 страниц, в работе имеется рисунка и 1 таблица. Преобладающей тенденцией в развитии гидроэнергетики на современном этапе является обеспечение наиболее полного и эффективного использования имеющихся гидроэнергетических ресурсов, в связи с чем в практике гидроэнергетического строительства при сооружении низконапорных электростанций нашли широкое применение поворотнолопастные гидротурбины. По сравнению с турбинами иных типов, поворотполопастныс турбины имеют более высокий коэффициент полезного действия в условиях низких напоров и при наличии больших расходов воды. Кроме того, выполнение рабочих колес поворотнолопастных гидротурбин разъемными позволяет оснащать турбины рабочими колесами достаточно крупных размеров, что создает условия для увеличения единичной мощности гидроагрегатов. В зависимости от ориентации направления движения потока в районе рабочего колеса по отношению к оси турбины различают осевые рис. Осевые турбины, в свою очередь, подразделяются на верти кальноосевые называемые обычно осевыми и горизонтальнооссвые или горизонтальные в зависимости от схемы установки гидроагрегата. Значительный гидроэнергетический потенциал равнинных рек европейской части нашей страны позволяет успешно эксплуатировать на большинстве расположенных здесь низконапорных электростанций вертикальные гидроагрегаты, оснащенные гюворотнолопастными турбинами осевого типа рис. Рис. Рис. Рис. Рис.