Отработка оптимальной конструкции спиральной камеры
Большой объем модельных исследований проведен по отработке оптимальной конструкции спиральной камеры сталежелезобетонной конструкции, впервые применяемой на турбинах Саяно-Шушенской ГЭС. Результаты большого числа модельных испытаний по выявлению напряженно-деформированного состояния различных типов позволяют уточнить существующие методы прочностных расчетов; проведены специальные методические работы по исследованию крышек турбин.
Исследовалось влияние величин зазоров в уплотняющих устройствах радиально-осевых РК на демпфирование колебаний РК. Важные методические работы про,-водились по освоению (в прочностных исследованиях) современной специализированной аппаратуры. На основе комплексов аппаратуры датской фирмы освоен анализ динамических процессов в реальном масштабе времени и получены уточненные амплитудно-фазовые характеристики вибрации основных узлов гидротурбин при постоянных параметрах возбуждения.
В лаборатории исследовали различные новые материалы, а также отрабатывали конструкции уплотнительных устройств турбины и опорных подшипников. В частности, исследованы гидроабразивная стойкость электродных наплавок широкой лентой при толщине наплавленного слоя с применением электродов ЭА925 и УША-420; кавитационная стойкость наплавки электродом ЦН22 с моделированием реальной интенсивности кавитационных процессов; идет подготовка к работам по изучению влияний шероховатости поверхностей элементов проточной части на энергетические характеристики турбин, а также различных режимов на интенсивность кавитационных процессов; продолжаются работы по расширению внедрения в узлах трения механизмов турбины различных синтетических материалов и, в частности, хорошо зарекомендовавшего себя фторопласта; ведется разработка антикавитационных, неметаллических защитных покрытий; совершенствуется технология приклейки резины для подшипников.
Новыми задачами для лаборатории являются: разработка замены баббитовых опорных вкладышей в масляно-винтовых насосах на неметаллические, внедрение в конструкцию фланцевых соединений заполнения свободного пространства вокруг болтов эпоксидными композициями; усовершенствование конструкции и технологии установки уплотнения фланцев лопастей поворотно-лопастных турбин с внедрением шприцованной резины и склейки ее вместо вулканизации. При испытании подобной конструкции применительно к турбине ГЭС Собрадиньо (Бразилия) были получены положительные результаты.
Весьма важная и актуальная исследовательская работа была выполнена объединением совместно с Институтом математики Сибирского отделения АН СССР. Существующий уровень КПД современных крупных гидротурбин близок к предельному и превышает 94 ... ...95%, поэтому требуется очень высокая точность модельного эксперимента, чтобы уловить разницу в 0,2 ... 0,3 %. При этом очень важным становится создание «сглаженной» поверхности лопастей рабочего колеса, что достигалось обычно, последующей за расчетом, корректировкой на основе геометрических построений. В институте математики Сибирского отделения АН СССР была разработана методика математического описания поверхности лопастей, удовлетворяющей геометрии расчетных точек поверхности и одновременно обеспечивающей плавность поверхности в промежутках между расчетными точками. На базе этой разработки в ПО «Ленинградский металлический завод» была составлена и внедрена управляющая программа для станка с ЧПУ, что позволило организовать производство модельных лопастей по более прогрессивной технологии с существенным повышением идентичности лопастей, входящих в комплект РК, повышением точности изготовления самих лопастей и сокращением необходимой контрольной оснастки.