5. Расчёт деталей и узлов гидротурбины

5.1 Расчёт вала на прочность

При расчете вала на прочность учитывают совместное влияние скручивающих, изгибающих и растягивающих усилий.

Крутящий момент:

(5.1)

Наружный диаметр вала (предварительно):

(5.2)

Полученное значение диаметра вала округляется до стандартизированного:

5.2 Расчёт подшипника

В данном разделе представлен расчет подшипника сегментного вида, т.к. при предварительном расчёте подошли оба вида подшипников, но сегментный более прост в установки и эксплуатации.

Диаметр вала под подшипником , с учётом облицовки принимается на 20 мм больше , таким образом

Радиальная сила на рабочем колесе:

(5.3)

Высоту подшипника h_п при диаметре вала равном 800 мм, принимается равным 300 мм, а число сегментов Z_сегм=8.

Усилие на наиболее нагруженный сегмент:

(5.4)

Длина сегмента в окружном направлении:

(5.5)

Удельная нагрузка на сегмент:

(5.6)

Допускаемая нагрузка на сегмент:

(5.7)

Как видно из расчётов сегментный подшипник проходит по условиям нагрузки на сегмент.

6. Выбор типа серийного генератора

Используя значения синхронной частоты вращения и номинальной мощности турбины, по справочным данным [2, стр. 83] и [3], производится подбор гидрогенератора.

Номинальная мощность гидрогенератора:

(6.1)

Число полюсов гидрогенератора:

(6.2)

Опираясь на справочные данные принимаем гидрогенератор

СВ-800/105-60 с и

7. Основные параметры гидрогенератора

В таблице 5 представлены параметры генератора СВ-800/105-60, выбранного для турбины ПЛ20-560-В.

Таблица 5 – Основные параметры генератора Угличской ГЭС

Наименование величины	Обозначение	Единицы измерения	Значение
Номинальная полная мощность	Sном	МВА	30
Номинальная активная мощность	Рном	МВт	24
Коэффициент мощности	cosφ	о.е.	0,8
Номинальное напряжение	Uном	кВ	10,5
Номинальный ток	Iном	кА	1,655
Номинальная частота вращения	nном	об/мин	100
Сопротивление обмотки статора	Xd	о.е.	0,95
Переходное сопротивление	X’d	о.е.	0,3
Сверхпереходное сопротивление	X”d	о.е.	0,3
Исполнение	зонтичное

8. Выбор типа маслонапорной установки

Маслонапорная установка (МНУ), является одним из наиболее крупных элементов системы регулирования гидротурбин. Её габаритные размеры определяются объёмом масловоздушного котла, зависящего от суммарного объема сервомоторов, обслуживаемых одной МНУ.

По номограмме, представленной в справочном пособии «Гидроэнергетическое и вспомогательное оборудование гидроэлектростанций», [4, стр. 144], определяется тип МНУ:

МНУ8/1-40-8-2,

где, 8 – объем гидроаккумулятора 8 м³;

1 – количество гидроаккумуляторов;

40 – сосуд, рассчитаный на давление 4 МПа;

8 – сливной бак, вместимостью 8 м³;

2 – количество насосов.