Гідроагрегати третьої черги Дністровської ГАЕС

Ціль

Розроблення високоефективних гідроагрегатів для Дністровської ГАЕС

Завдання

• розробка робочих коліс радіально-осьових насос-турбін для гідроагрегатів №5-7 Дністровської ГАЕС;
• виготовлення та проведення енергетичних випробувань моделей робочих коліс;
• визначення енергетичних та пульсаційних характеристик в широкому діапазоні турбінного та насосного режимів.

Опис проєкту

У роботі на проєктування проточної частини гідроагрегатів № 5-7 Дністровської ГАЕСі поставлено завдання розширення діапазону роботи в турбінному режимі в межах 40-100 % від номінальної потужності. Гідроагрегати № 1-4, які сьогодні експлуатуються на станції, ніколи не працювали навіть при 70 % потужності. Вирішити поставлену проблему можливо, в першу чергу, за рахунок проєктування нового робочого колеса, оскільки всі закладні частини – спіральна камера зі статором, відсмоктувальна труба, камера робочого колеса – відповідно до завдання мали залишитися незмінними. Одним із перспективних напрямів є проєктування робочих коліс з суттєво просторовими лопатями.
В ІПМаш ім. А. М. Підгорного НАН України розроблено метод просторового профілювання лопатей робочих коліс радіально-осьових насос-турбін за допомогою колових навалів. При такому профілюванні розрахункові перерізи лопаті залишаються незмінними, змінюється тільки їх взаємне розташування у коловому напрямку. З метою розширення діапазону роботи в турбінному режимі, зниження рівня пульсацій в проточній частині і підвищення ефективності було спроєктовано дві модифікації робочого колеса Дністровської ГАЕС: РК5217М – із зсувом втулкового перерізу в бік обертання ротора на 35º відносно вихідного варіанту (РК5217) і РК5217М2 – із зсувом втулкового перерізу в протилежний бік на 55º. Для попередньої оцінки показників в проточних частинах з новими робочими колесами за допомогою програми IPMFlow (розробка ІПМаш НАН України) було проведено чисельні дослідження в’язкої нестисливої рідини. У результаті розрахунків визначено вплив просторової форми лопатей на структуру потоку й енергетичні характеристики. Для підтвердження розрахункових результатів виготовлено моделі робочих коліс діаметром D1 = 350 мм вихідного варіанту, який впроваджено на 1-4 гідроагрегатах Дністровської ГАЕС, і двох модифікованих. Лопаті виготовлено за допомогою 3D принтера з пластику PLA, що дозволило суттєво скоротити терміни і вартість робіт. Енергетичні випробування трьох варіантів коліс проведено на гідродинамічному стенді лабораторії інституту ЕКС-30, що має статус національного надбання. Було отримано енергетичні і пульсаційні характеристики в широкому діапазоні турбінного і насосного режимів. Підтверджено, що в проточній частині з РК5217М2 значення максимального ККД на 0,6-0,7 % вище, ніж у встановлених на 1-4 агрегатах Дністровської ГАЕС. В генераторному режимі при номінальному напорі ККД нової проточної частини практично у всьому діапазоні роботи вище за вихідний варіант на 1,0-1,5 %. Знижено рівень пульсацій тиску у відсмоктувальній трубі на 20-25 % відносно вихідного варіанту.

Галузі перспективного використання

Енергомашинобудування

Потенційні стейкхолдери

ПрАТ "Укргідроелектро", АТ "Українські енергетичні машини"

Бюджет

Необхідний обсяг інвестицій: потребує уточнення

Сума залучених інвестицій: 0M ₴

Можливість утворення нових робочих місць: потребує уточнення

Можливі джерела фінансування

Міжнародне співтовариство, бюджетні кошти, кошти зацікавлених підприємств (ПрАТ "Укргідроелектро", АТ "Енергетичні машини")

Вебсайт

www.ipmach.kharkov.ua