Тема 4. Статори гідротурбін
Статори гідротурбін
Конструкція статора залежить від конструкції спіральної камери, системи і типу турбіни. Статори реактивних турбін можна розділити на статори бетонних спіральних камер; зварних металевих камер; литих і зварнолитих спіральних камер; горизонтальних гідротурбін.
На рис. 4.1, а показано статор з одним верхнім поясом 1, до якого колони 2 прикріплені болтами. Нижні кінці колон за допомогою клинів 3 установлені на первинному бетоні і притягнуті до нього фундаментними болтами 4. Пояс 1 складається із окремих секторів, скріплених болтами і зафіксованих штифтами, установленими в його фланцях. Число роз'ємів (секторів) визначається так само, як в усіх великогабаритних деталях гідротурбін, умовами виробництва і транспортування. Пояс і фланці колон статора механічно обробляються.
Рис.4.1. Статори спіральних камер:
а – з верхнім поясом; б – з двома поясами;
в – зовнішній вигляд статора із двома поясами для бетонних камер
Статор з двома поясами (рис. 4.1, в) застосовується як у бетонних, так і в металевих спіральних камерах. На рис. 4.1, б показаний переріз поясів статора: верхнього 7 і нижнього 8, сполучення їх з колонами 9 і облицюваннями стелі 10 і конуса 11. Сектори поясів скріплюються болтами і штифтами, а їх число визначається так само як у статорі з одним поясом.
Статор з двома поясами, що використовується у металевих спіральних камерах з круглими перерізами (рис. 4.2, а), відрізняється від статора, бетонних камерах, тільки формою верхнього 1 і нижнього 2 поясів і виконується з постійним або змінним по колу кутом нахилу козирків. Переріз статора із прийнятим у практиці постійним кутом γ=55° і його сполучення із ланкою спіралі показане на рис. 4.2, а і б. Конструктивно статор з двома поясами виконується так само, як статор з прямими козирками.
Недоліком статора з постійним кутом нахилу є те, що при сполученні із ланками спіральної камери 3 прямі кромки мають бути поєднані із круговою кромкою козирка статора 4. Цього досягають, згинаючи кромки ланок при складанні. Така операція вимагає великих витрат праці і часу. Іншим недоліком є те, що при постійному куті γ і висоті козирка h до сполучення круглого меридіанного перерізу ланки із конічню поверхнею козирка без перелому (гладке сполучення) можливе тільки при одному значенні радіусу ланки r0.
Рис. 4.2. Перерізи спіральних камер і їх спряження:
а – з постійним кутом нахилу козирків і пружною прокладкою; б – із статором з конічним переходом, ребрами і частково видаленою прокладкою; в – із змінним кутом нахилу козирків
Статор зі змінним по периметру поясів кутом нахилу козирків γ знайшов застосування в сучасних конструкціях гідротурбін. Зовнішній вигляд такого статора показаний на рис. 4.1, в, а переріз пояса і його сполучення із ланками - на рис. 4.2, в. Обтічна поверхня 10 поясів формується поверхнями зварених ланок, що зберігають прямолінійні твірні, тому козирки 8, що є їх частиною, що виступає над плитою 9, мають у плані форму багатокутника(див. рис. 4.1, в).
На необробленій поверхні 9 поясів встановлюють проміжне механічно оброблене кільце 6, до якого шпильками 7 кріпиться фланець кришки турбіни або верхнього кільця напрямного апарату. Після установки торцевих зазорів у напрямному апараті при складанні, кільце 6 приварюють до буртиків 12. Окремі частини статора, кожна з яких є секторами верхнього і нижнього поясів, сполучені привареними до них колонами 11, приганяють по стиках і заздалегідь збирають на прихватах. Остаточне складання і зварювання статора виконується під час монтажу.
Статори з одним або двома поясами виконують литими із окремих секцій із сталі 30Л або 20ГСЛ з механічною обробкою стиків і наступною обробкою поясів у зібраному вигляді; зварно-литими, тобто із окремих відлитих з тієї ж сталі колон і секторів поясів, зварених электрошлаковим або дуговим зварюванням у сектори статора і механічно оброблених також, як попередні; зварно-штампованными із листової сталі МСт3, для чого штамповані заготовки спочатку зварюють у сектори поясів і колони і, якщо це потрібно, механічно обробляють в зібраному виді.