Cấu hình tuabin hơi nước thích hợp cho một ứng dụng siêu tới hạn nhất định, phần lớn là một chức năng của số lượng bộ hâm nóng được chọn, xếp hạng đơn vị, đặc tính áp suất ngược của địa điểm và bất kỳ yêu cầu đặc biệt nào như chiết suất gia nhiệt.
Chủ đề TUABIN NƯỚC Phần 1: KHÁI NIỆM CƠ BẢN VỀ TUABIN THỦY LỰC 20 20 1.1 Tuabin nước phát triển Tuabin nước (Tuabin thủy lực) thiết bị chủ yếu Trạm Thủy Điện, dùng để biến đổi lượng dòng nước (thủy năng) thành làm quay máy phát điện Tổ hợp tuabin máy phát đện gọi tổ máy phát điện thủy lực Nó có hàng loạt ưu điểm sau: • Hiệu suất tổ máy phát điện thủy lực đạt cao so với tổ máy nhiệt điện • Thiết bị đơn giản, dễ tự động hố, điều khiển từ xa • Ít cố cần người vận hành • Có khả làm việc phần phụ tải thay đổi • Thời gian mở máy thời gian dừng máy ngắn • Khơng làm nhiễm mơi trường Động nước làm việc theo nguyên lý tác dụng phản kích dịng nước Beckeca người Anh (1745) Xênhêra người Hung ga ri (1750) sáng chế Kết cấu loại động thô sơ nên hiêu suất thấp (khoảng 35-40%) 1.1 Tuabin nước phát triển Đến năm 1826 giáo sư người Pháp tên Budena tìm loại động nước mới, gọi tuabin, tiếng La tinh, Tuabinens có nghĩa động dạng xoắn ốc Loại động có đầy đủ phận phận tuabin phản kích thường dùng Nhưng hình dạng cánh bánh xe cơng tác cịn q thô sơ hiệu suất thấp nên chưa ứng dụng thực tế Trên sở tiếp tục cải tiến tuabin mình, khoảng thời gian 1827 – 1834 Budena sáng chế loại tuabin li tâm (hình 1.1a) có phận hướng nước tuabin gồm cánh hướng nước cố định vòng quanh BXCT Lưu lượng điều chỉnh nhờ van hình trụ đặt phận hướng nước BXCT Tuabin nước chế tạo Liên Xô (1837) U.E.Xaphônô sáng chế, loại tuabin phản kích li tâm với cánh hướng nước cố định So với kiểu tuabin nói trên, tuabin Xaphơnơ có hiệu suất tốc độ cao so với điều kiện sản xuất lúc (khoảng 70%) Tuabin tâm trục kỹ sư Frăngxit (người Pháp) chế tạo năm 1830 Cùng với việc nghiên cứu phát minh loại tuabin phản kích, năm 1880 Pentơn sáng chế tuabin xung kích Đến năm 1900 phận hướng nước tuabin cải tiến thành vòi phun van kim giống tuabin gáo ngày Tuabin cánh quạt xuất năm 1918, đến năm 1919 tuabin cánh quay đời (do kỹ sư Kaplan (người Mỹ) tìm ra) Đồng thời năm 1918 tuabin xung kích lần Bunki (người Hung ga ri) phát minh Còn tuabin cánh chéo đến năm 1950 xuất (do giáo sư Liên Xô V.C.Kvalopki) sáng chế, loại trung gian tua bin tâm trục cánh quay Hình 1.1a Tuabin ly tâm Budena Hình 1.1b Tuabin Pentơn 1.2 Phân loại Tuabin 1.2.1 Tuabin phản kích Tuabin phản kích hệ tuabin sử dụng rộng rãi với phạm vi cột nước từ 1,5m đến 500m Nó chuyển động phản lực (lực phản tác dụng) dòng nước lên cánh bánh xe cơng tác hình thành mơmen quay bánh xe công tác làm cho tuabin quay Trong trình làm việc bánh xe cơng tác ngập tồn dịng chảy áp lực nên cịn gọi dịng phun có áp Theo khác hướng chảy chất điểm dòng chảy bánh xe cơng tác chia tuabin phản kích thường dùng làm ba loại: tuabin hướng trục (hình1-2a, 1-2d), tuabin tâm trục (hình1-2c) tuabin cánh chéo (hình1-2b) Hình 1-2: Sơ đồ phần qua nước tuabin phản kích a) Hướng trục trục đứng; b) Cánh chéo; c) Tâm trục; d) Hướng trục trục ngang; e) Gáo 1.2 Phân loại Tuabin 1.2.1 Tuabin phản kích a Tuabin tâm trục (1-3c ) Đặc điểm tuabin tâm trục dòng nước chảy vào bánh xe công tác theo mặt nằm ngang thẳng góc với trục sau đổi hướng dịng chảy song song với trục khỏi BXCT Tuabin cịn gọi tuabin Franxit, sử dụng TTĐ có cột nước cao H = 30 - 500m b Tuabin hướng trục(1-3a,d) : Tuỳ theo đặc điểm cấu tạo phương thức lắp trục, tuabin hướng trục chia thành: Kiểu cánh quạt, kiểu cánh quay kiểu chảy thẳng Kiểu cánh quạt kiểu cánh quay có dịng chảy vào dịng chảy khỏi BXCT song song với trục tuabin Chỉ khác chỗ: tuabin cánh quạt cánh tuabin gắn chặt với bầu BXCT tuabin cánh quay cánh tuabin quay quanh trục cánh Loại tuabin thích hợp với cột nước thấp từ - 40m (cá biệt có cột nước H tới 80m) Do đặc tính cơng tác nên tuabin cánh quạt thường dùng cho TTĐ nhỏ cịn tuabin cánh quay có hiệu suất cao phạm vi điều chỉnh vòng nên sử dụng với TTĐ lớn trung bình Đối với tuabin chảy thẳng thường sử dụng phương thức lắp trục ngang có lượng tương đối tốt TTĐ có cột nước thấp, tương lai áp dụng rộng rãi để khai thác lượng thủy triều c Tuabin hướng chéo(1-3b): Đây loại tuabin kết hợp tuabin tâm trục tuabin cánh quay Loại sử dụng phạm vi H = 30 - 150m Hình 1-3: Sơ đồ phần qua nước tuabin phản kích a) Hướng trục trục đứng; b) Cánh chéo; c) Tâm trục; d) Hướng trục trục ngang; e) Gáo 1.2 Phân loại Tuabin 1.2.2 Tuabin xung kích Tuabin xung kích gồm kiểu chủ yếu sau: • Tuabin gáo • Tuabin tia nghiêng • Tuabin xung kích hai lần a Tuabin gáo (hình1-4) Tuabin gáo loại tuabin xung kích có tính công tác tốt sử dụng nhiều với loại TTĐ vừa có cột nước cao (từ 300 - 2000m) lưu lượng nhỏ Ở nước ta TTĐ Đa Nhim dùng tuabin gáo có H = 800m công suất tổ máy N = 40MW b Tuabin tia nghiêng (hình 1-3a) Tuabin có trục tia nước tạo với mặt phẳng BXCT góc nghiêng Loại khơng cịn sử dụng hiệu suất tính làm việc c.Tuabin xung kích hai lần (hình 1-5) Với tuabin dòng chảy hai lần tác động lên cánh bánh xe công tác Tuabin thường dùng cho TTĐ cỡ nhỏ có N = - 100KW Trong tất loại tuabin trên, ngày sử dụng rộng rãi có lịch sử lâu dài là: Tuabin gáo dùng với cột nước cao (200 - 2000m) Tuabin tâm trục dùng với TTĐ có cột nước vừa (30 - 700m) Vịi phun; Cánh BXCT; Miệng phun; Van kim; Vỏ máy Hình 1.4: Turrbin gáo 1.3 Khái quát cấu tạo Tuabin 1.3.1 Cấu tạo Tuabin phản kích Tuabin phản kích gồm có hệ tuabin tâm trục, cánh quay cánh quạt, BXCT tuabin phản kích làm việc môi trường chất lỏng liên tục áp lực nước phía trước BXCT thường lớn phía sau Xét mặt cấu tạo, hệ tuabin phản kích gồm phận sau đây: Buồng tuabin, stato, phận hướng nước (BPHN), BXCT, buồng BXCT, ống hút, trục, ổ trục thiết bị phụ a Tuabin tâm trục Chiều dòng nước lúc chảy vào BXCT tuabin tâm trục hướng tâm (thẳng góc với trục quay) cịn chảy khỏi BXCT theo hướng trục hệ tuabin gọi tâm trục (ở số nước gọi tuabin Franxit) Phạm vi sử dụng cột nước tuabin từ 30 - 550m 1.3.1 Cấu tạo Tubin phản kích Buồng tuabin Buồng tuabin có tác dụng dẫn nước đặn vịng quanh phận hướng nước tuabin, gồm kiểu: hở, diện, xoắn bê tơng xoắn kim loại Buồng hở có cấu tạo đơn giản, thường dùng TTĐ có cột nước H < 10m, đường kính D1 < 1,6m Cịn tuabin có kích thước cột nước lớn BXCT khơng bố trí buồng hở mà buồng kín có mặt hính xoắn ốc (cịn gọi buồng xoắn) Bộ phận hướng nước hay phận dẫn dòng Sau qua stato nước chảy vào phận hướng nước Bộ phận có tác dụng sau đây: • Thay đổi trị số hướng tốc độ dòng chảy cấu hướng nước BXCT Đồng thời tạo điều kiện tốt cho dịng nước chảy vào cánh tuabin • Điều chỉnh công suất tuabin cách điều chỉnh lưu lượng vào tuabin • Ngăn tồn dịng nước vào BXCT tuabin Bộ phận hướng dịng gồm có hai phận chính: cánh hướng nước với số cánh Z0 = 16 - 32 cánh (được bố trí quanh chu vi BXCT) cấu quay hướng Mỗi cánh hướng có thân trục Stato tuabin (vịng bệ) Sau qua buồng tuabin, nước chảy đến stato tuabin vào phận hướng nước Stato tuabin có tác dụng truyền toàn tải trọng phần nhà máy gồm trọng lượng toàn tổ máy, sàn bệ máy phát điện, áp lực nước dọc trục tác dụng lên BXCT khối bê tơng phủ xuống móng nhà máy Stato tuabin gồm số cột chống (2) với tiết diện ngang hình đường dịng liên kết với vành đỡ (1) vành đỡ (3) (hình 1.4) Có hai kiểu stato: kiểu cột riêng rẽ (hinh 1.4a) kiểu vịng (hình 1.4b) Tất tuabin tâm trục phần lớn tuabin cánh quay sử dụng stato kiểu vòng để tăng độ cứng, kiểu cột riêng rẽ sử dụng cho buồng xoắn bê tơng cốt thép ổ trục chặn khơng lắp nắp tuabin Bánh xe công tác (BXCT) Sau qua khỏi phận hướng nước, nước chảy vào BXCT (20), BXCT tuabin tâm trục gồm có 12 đến 24 cánh, dạng mặt cong không gian cố định (bằng hàn hay đúc) với vành (18) vành (19) Vành BXCT nối với mặt bích trục tuabin (21), cịn phía vành nối với chóp nước (22) Ngồi vành có lắp giảm áp (27) lỗ để giảm bớt áp lực nước dọc trục tác động lên BXCT Vòi phun; Cánh BXCT; Miệng phun; Van kim; Vỏ máy 1.3.1 Cấu tạo Tubin phản kích Trục ổ trục Trục ổ trục kết cấu truyền chịu lực chủ yếu tuabin • Trục tuabin: Trục tuabin dùng để truyền mômen xoắn từ BXCT đến rôto máy phát điện, trục tuabin trục đứng đoạn ống thành mỏng có bích hai đầu, phía rỗng để lắp ống dẫn dầu (cho tuabin cánh quay) để dãn khơng khí xuống phía BXCT (để phá chân khơng cho tuabin tâm trục) Tùy thuộc vào cách bố trí nhà máy kết cấu nhà máy, trục tổ máy gồm hai phần: trục tuabin trục máy phát điện, hay phần: trục tuabin, trục trung gian trục máy phát điện Đường kính ngồi trục tuabin phụ thuộc vào cơng suất NT, số vịng quay n tuabin tính sơ theo cơng thức: Trong đó: �- hệ số kinh nghiệm, �= 0,11 - 0,12 Hệ số lớn dùng cho tuabin cỡ nhỏ ngược lại NT – Công suất định mức tuabin (kW) n – số vịng quay đồng (v/ph) Kích thước trục tuabin vừa lớn tiêu chuẩn hoá với trị số sau: dt = 600, 650, 700, 750, 800, 850, 900, 950, 1000, 1100, 1200, 1300, 1400, 1500, 1600, 1700, 1800, 1900, 2000, 2100, 2200, 2300, v.v… • Ổ trục hướng: Ổ trục hướng tuabin có hai loại: ổ trục hướng bôi trơn dầu, ổ trục hướng bôi trơn nước; Ổ trục hướng bơi trơn nước thường bố trí nắp tuabin Các bạc làm cao su cứng bôi trơn nước Ở số tuabin cỡ nhỏ, bạc làm gỗ dán bôi trơn nước Ổ trục bôi trơn nước Trục; Nồi trục; Tấm bạc trục; Nắp; Vòng chặn; Ống dẫn nước làm mát bạc trục; Ống xả nước; Bơm nước rị nắp tuabin; Vịng bít Hiện tượng khí thực tác hại 1.1.Ngun nhân hình thành tượng khí thực Ở vùng áp lực hạ thấp dịng chảy xuất bọt khí hình thành dịng nước sơi có tác dụng xâm thực bề mặt kim loại tượng khí thực Dịng nước chảy sơi sục dịng nước hố thành hơi, liên quan tới nhiệt độ áp lực khí nơi Khi áp lực atmôtphe (tương ứng với 10,33m cột nước) nước hoá 1000C áp suất giảm xuống 1,26m cột nước, nước hoá 500C Như nhiệt độ định áp lực làm cho nước bắt đầu hoá thành gọi áp suất hoá Quan hệ nhiệt độ áp suất hoá cho bảng Dịng chảy qua phần dẫn tuabin ln thay đổi vận tốc áp suất Tại số vùng định áp suất hạ thấp đến giá trị áp suất hố – nước sơi – tạo thành bọt nước khơng khí có tác dụng xâm thực bề mặt kim loại mà chủ yếu tác dụng học thứ đến tác dụng hoá học tác dụng điện hoá a.Tác dụng học Trong phận nước qua tuabin tồn áp lực chân khơng cục Đó điều kiện hình thành khí thực Khi dịng nước qua BXCT, lưu tốc lớn mặt ngồi cánh nhám, khơng nhẵn hình dạng cánh tuabin khơng hợp với hình đường chảy làm cho dịng chảy bị phá hoại Dựa vào phương trình Bécnuly, lưu tốc tăng lên áp lực hạ xuống Nếu áp lực hạ xuống tới áp lực hoá dịng nước bắt đầu sơi Chỗ cục tuabin áp lực thấp sinh bọt có chứa nước khơng khí Khi bọt xê dịch tới vùng áp suất cao, nước ngưng tụ lại thành nước, hình thành vùng chân khơng bọt khí Dưới áp lực cao nước xung quanh ép vào trung tâm bọt khí với tốc độ mạnh tạo nên áp lực nước va lớn làm cho bọt bị co ép mãnh liệt Sau tâm bọt khí nước bị nén đột ngột lại có xu muốn dãn nở , sau tái diễn q trình ép co dãn nở Thực nghiệm cho thấy bọt khí tồn 0.003-0.006 giây , áp lực bọt đạt trăm nghìn atm truyền vào phận tuabin làm bề mặt phần nước qua tuabin bị ăn mòn dần tác động xâm thực b Tác dụng hóa học Khi bọt khí bị nén vùng áp lực cao có tảo nhiệt Người ta làm thí nghiệm đo nhiệt độ bọt khí bị nén đạt tới 2300C Tác dụng hoá học làm ăn mịn kim loại phản ứng ơxy hố khơng khí (chứa ơxy) bị tách khỏi nước Nhiệt độ nước lớn q trình ơxy hố mạnh Nhưng nguyên nhân làm cho kim loại bị ăn mòn chủ yếu tác dụng học thể chấn động diễn bề mặt phần qua nước tuabin: Bởi vật liệu có tính ổn định hoá học tốt thủy tinh v.v bị phá hoại tác dụng khí thực c Tác dụng điện hóa Khi bọt khí bị nén điều kiện áp suất nhiệt độ cao làm cho phận nước qua tuabin có chênh lệch nhiệt độ (do khí thực) hình thành pin nhiệt điện Dưới tác dụng tượng điện phân xẩy bề mặt kim loại tượng phóng điện bọt khí gây nên ăn mịn kim loại Hiện tượng khí thực tác hại 1.2.Loại khí thực Tuỳ theo vị trí xuất khí thực người ta chia khí thực tuabin ba loại: khí thực vùng cánh tuabin, khí thực cục khí thực khe hở a Khí thực vùng cánh Trong kết cấu tuabin vùng thường xảy xâm thực vùng có áp suất thấp: xâm thực xảy mạnh cánh bánh xe công tác Bằng thực nghiệm người ta đo biểu đồ phân bố áp suẩt bề mặt cánh tuabin (hình c) Vùng áp suất thấp vùng gần mép phía bụng lưng cánh nơi mà vận tốc tương đối w lớn Ngồi ra, tuabin tâm trục xảy xâm thực ỏ đĩa phần vào buồng hút tuabin (hình 1) Đối với tuabin gáo tượng khí thực khơng nghiêm trọng Nhưng không thiết kế tốt đường cong van kim vịi phun sinh khí thực bên gần miệng vòi phun đầu nhọn van kim Đường sống phản nước cánh gáo (vùng có dấu o hình 2) Hiện tượng khí thực tác hại 1.2.Loại khí thực Tuỳ theo vị trí xuất khí thực người ta chia khí thực tuabin ba loại: khí thực vùng cánh tuabin, khí thực cục khí thực khe hở b Khí thực cục Khí thực vùng trống sinh với hình thành ngưng bọt khí dịng nước Tuabin làm việc trạng thái phụ tải phần, dòng nước chỗ cửa BXCT có tốc độ vịng lớn chảy xốy trung tâm ống hút sinh áp lực chân khơng hình thành khí thực vùng trống c Khí thực khe hở Khi đóng kín cánh hướng nước cánh tuabin chưa kịp khép kín hình thành khe hở, khe hở rãnh vòng chống đỡ BXCT, cửa van xả nước van cánh bướm khép khơng thật kín cịn có khe hở, phần qua nước vòi phun van kim tuabin gáo có khe hở Tại chỗ lưu tốc lớn áp lực hạ thấp dần đến khí thực khe hở 1.3.Tác hại khí thực Hiện tượng khí thực tuabin thường dẫn đến tác hại sau đây: • Làm giảm hiệu suất công suất tuabin Sự giảm công suất tuabin giảm hiệu suất mà giảm khả nước tuabin • Làm hư hỏng phần nước qua tuabin Nếu hư hỏng với mức độ nghiêm trọngsẽ buộc phải dùngmáy để sửa chữa làm giảm lượng điện phát TTĐ • Máy rung có tiếng ồn, tượng rung động lan sang phần móng nhà máy TTĐ Hệ số khí thực Ta viết phương trình Bécnuly cho dịng chảy qua điểm x điểm k với mặt chuẩn 0-0 chọn mặt nước hạ lưu + + = - + + Trong công thức hw tổn thất đầu nước từ x đến k = biểu thị chiều cao hút điêm x - = Vậy độ chân không điểm x băng = - = + ( -) Trong chân khơng trạng thái tĩnh điểm x ( - - ) chân không trạng thái động Hệ số khí thực tuabin = Vậy - = + H Hình 3: Sự phân bố áp lực cánh BXCT đó: đường biểu thị áp lực nước Hình 4: Sơ đồ để xác định hệ số mặt lõm cánh; đường biểu thị mặt lồi khí thực tuabin cánh Tại vùng xuất khí thực, áp suất nhỏ Xác định chiều cao hút cao trình lắp đặt tuabin trạm thủy điện Nếu điểm x sinh khí thực áp lực tuyệt đối điểm x phải nhỏ áp lực hoá tức là: Như - - H Vậy để đảm bảo khơng sinh khí thực thì: - - H Trong thực tế, khó biết cách chắn vị trí điểm x, nên làm thí nghiệm khí thực xác định chiều cao đặt BXCT tuabin so với mức nước hạ lưu, ta thường quy ước điêm x điểm có áp lực nhỏ nằm vị trí sau tuabin (hình 3.1) Hình 3.1: Cách biểu thị chiều cao hút Hs 1.Mặt đầu cánh hướng nước (tuabin tâm trục chéo trục) 2.Điểm cao BXCT (hoặc khuỷu ống hút), tuabin trục ngang 3.Trục quay cánh BXCT (đối với tuabin dọc trục, trục đứng) Khoảng cáchthẳng đứng tínhtừ mặt nước hạ lưu đến cao trình nói trêngọi chiều cao hút kí hiệu Hs Chiều cao hút coi đường (+Hs) mặt nước hạ lưu thấp cao trình nói âm (-Hs) mặt nước hạ lưu cao cao trình nói Xác định chiều cao hút cao trình lắp đặt tuabin trạm thủy điện Sau thay hx có phương trình (5.1) Hs, đồng thời để đảm bảo mức độ an toàn định chiều cao hút ta thêm ; T = M + ; cuối ta cơng thức tính chiều cao hút Hs: Hs - - M + ).H Trong : ��/�- áp suất khí cao độ mặt biển điều kiện bình thường = 10,33m cột nước M- hệ số khí thực tuabin mẫu chế độ làm việc xét; ��- độ hiệu chỉnh xét đến khác sT sM /Ở nhiệt độ bình thường, áp suất bốc �ℎℎ//= 0,09 ÷ 0,24m cột nước Như vậy, xây TTĐ cao trình mặt biển hiệu số ��//- �ℎℎ//≈ 10m cột nước // Nếu hạ lưu TTĐ cao mặt biển ∇(m) áp suất khí giảm ∇/900 Lúc ��//- �ℎℎ//= 10 - ∇/900 // Trong cá điều kiện kể , cơng thức tính chiều cao hút Hs : Hình 3.2 Quan hệ � � = f(H) � � độ hiểu chỉnh tra hình 3.2 H : cột nước công tác tuabin Các biện pháp phịng chống khí thực Muốn loại trừ hạn chế tác hai khí thực đến mức thấp nhất, thực tế ngành tuabin thường sử dụng biện pháp sau đây: Xác định chiều cao hút �� hợp lý Chiều cao hút tính tốn tuabin phải xác định cho chiều cao hút cho phép Với chiều cao hút đó, mặt đảm bảo tuabin làm việc khơng xảy khí thực xảy mức độ nhẹ cho phép, đồng thời đảm bảo tuabin không lắp đặt độ sâu thấp so với mực nước hạ lưu Nghiên cứu hồn thiện kiểu BXCT cho giảm hệ số khí thực sT Thiết kế dạng cánh hợp lí bảo đảm áp lực phân bố theo chiều dài sải cánh Việc giảm bớt hệ số khí thực sT theo cơng thức (5.4) có nghĩa bảo đảm tuabin có chiều cao hút lớn Đồng thời việc giảm hệ số khí thực sT cho phép tăng phạm vi cột nước sử dụng kiểu tuabin Chính ngày người ta sử dụng tuabin hướng trục - trục đứng với cột nước Hmax = 80m tuabin tâm trục: Hmax = 700m -Một biện pháp bảo vệ phận phần nước qua tuabin khỏi bị phá hoại tác dụng khí thực chọn hợp lí nguyên vật liệu chế tạo Các biện pháp phịng chống khí thực Biện pháp hạn chế khí thực vận hành TTĐ Duy trì tuabin làm việc chế độ khơng khí thực khí thực biểu mức độ nhẹ Dẫn khơng khí vào phía BXCT để làm giảm bớt khí thực xoang giảm áp lực mạnh động Nếu khơng khí dẫn nơi số lượng khơng khí vừa phải làm giảm độ rung máy Phần 3: XÂM THỰC TUABIN 20 20 3.1.Hiện tượng xâm thực Nghiên cứu điều kiện làm việc turbine có ống hút cho thấy phía cánh BXCT (tức mặt sau prơphin cánh BXCT, nơi gần vị trí nối tiếp với ống hút), turbine làm việc, xuất chân không vận tốc nước chảy qua BXCT lớn Điều với giải thích lý giải xâm thực lại bị vị trí mặt bánh xe cơng tác Hơn nữa, chảy rãnh hai cánh BXCT vận tốc nước phân bố không đều, dẫn đến áp suất nước mặt sau cánh giảm xuống thấp, làm xuất hiện tượng xâm thực 3.1.Hiện tượng xâm thực a b Giải thích tượng học Hạ thấp áp suất chất lỏng đến áp suất hoá chất lỏng hình thành bọt khí, bọt khí tràn đầy chất lỏng, chất lỏng có chứa nhiều hạt bụi hạt nhân hồ tan khơng khí chất lỏng (cũng cần nhắc áp suất hoá lại phụ thuộc vào nhiệt độ chất lỏng) Sau hình thành bọt khí khơng thể tiếp tục trì áp suất thấp, thể tích bọt khí chiếm chỗ tăng lên nhanh chóng Khi áp suất tăng lên bọt khí bị nén ngưng tụ thành chất lỏng lúc áp xuất thấp lại xuất lại hình thành bọt khí Q trình diễn liên tục hình thành bọt khí Giải thích tác dụng điện phân Khi bọt khí bi nén điều kiện áp suất nhiệt độ cao làm cho phận phần nước qua turbine có chênh lệch nhiệt độ (do xâm thực) hình thành pin nhiệt điện Dưới tác dụng tượng điện phân xảy bề mặt kim loại tượng phóng điện bọt khí gây nên tượng ăn mịn kim loại Ngồi q trình xảy xâm thực ln ln kèm theo phản ứng hóa học điểm bị cơng phá Một sản phẩm phản ứng hóa học loại axit Các axit làm tăng khả ăn mòn kim loại Điều khẳng định thực nghiệm.Nếu thay chi tiết gốm, thủy tinh đặc biệt phá hoại 3.2.Các loại xâm thực 3.2.1.Xâm thực hình cánh Xâm thực hình cánh tượng phổ biến tuabin phản kích, thường phát sinh BXCT Đặc biệt với turbine phản kích, phận trực tiếp chuyển biến lượng, tác dụng cánh turbine chuyển biến mômen động lượng nước thành mômen động lực BXCT, cánh tuabin chịu áp lực nước 3.2.Các loại xâm thực 3.2.2.Xâm thực chân không Xâm thực chân không tượng đặc biệt tuabin phản kích, nghiêm trọng tuabin có cánh cố định, thơng thường phát sinh chế độ công tác khác chế độ công tác thiết kế Bởi chế độ cơng tác khác tuabin tức tình trạng dịng chảy vào khơngva chảy thẳng góc tuabin khơng cịn nữa, thay tình trạng chảy tách rời,va chạm,xốy kết hợp với tình trạng quay nước, sau BXCT hình thành vùng chân khôngtrong ống hút Khi áp suất giảm xuống tới áp suất bốc sản sinh xâm thực.Loại xâmthực gọi vùng xâm thực chân không 3.2.3.Xâm thực khe hở Dòng chảy qua đường dẫn nhỏ khe hở cục có tượng tốc độ tăng vọt Áp suất giảm sút gây tượng xâm thực gọi tượng xâm thực khe hở.Xâm thực khe hở thường phát sinh mặt tiếp xúc với có nước rị qua biên cánh hướng nước, mặt đầu cánh hướngnước, vịng chắn rị nước.Ngồi cịn phát sinh chỗ gồ ghề chi tiết máy; cục sản sinh chân không xâm thực Phạm vi phá hoại xâm thực khe hở thường nhỏ Xâm thực khe hở thường nghiêm trọng tuabin có cột nước cơng tác cao 3.3 Các biện pháp chống xâm thực Xác định chiều cao hút Hs hợp lý Chiều cao hút tính tốn tuabin phải xác định cho bằngchiều cao hút cho phép.Với chiều cao hút đó, mặt đảm bảo tuabin làm việc khơng xảy xâm thực có xâm thực nhẹ với mức độ cho phép, đồng thời đảm bảo cho turbine không lắp đặt độ sâu thấp so với mực nước hạ lưu (Hs) kinh tế Chẳng hạn Nga, chiều cao hút Hs chọn cho độ sâu lớn turbine so với mực nước hạ lưu thường khoảng 68m Nếu chọn nhỏ phạm vi nói làm tăng khối lượng xây dựng giá thành phần nước NMTĐ Vật liệu chế tạo BXCT Một biện pháp bảo vệ phận phần nước chảy qua turbine khỏi bị phá hoại tác dụng xâm thực chọn hợp lý nguyên vật liệu chế tạo Nghiên cứu hoàn thiện loại BXCT Chế tạo BXCT cho giảm hệ số xâm thực, có nghĩa đảm bảo cho turbine có chiều cao hút lớn Đồng thời việc giảm hệ số xâm thực cho phép tăng phạm vi cột nước sử dụng kiểu turbine Chính người ta sử dụng turbine tâm trục với cột nước H = 700m Biện pháp hạn chế xâm thực vận hành NMTĐ Duy trì tuabin làm việc chế độ khơng khí thực xâm thực biểu mức nhẹ Luôn vận hành tuabin chế độ cho phép thiết kế Dẫn khơng khí vào phía BXCT để làm giảm bớt khí thực giảm áp lực mạch động Nếu khơng khí dẫn nơi số lượng khơng khí vừa phải làm giảm độ rung máy( sử ống van phá chân không ) ... 1: KHÁI NIỆM CƠ BẢN VỀ TUABIN THỦY LỰC 20 20 1.1 Tuabin nước phát triển Tuabin nước (Tuabin thủy lực) thiết bị chủ yếu Trạm Thủy Điện, dùng để biến đổi lượng dòng nước (thủy năng) thành làm quay... hướng trục hệ tuabin gọi tâm trục (ở số nước gọi tuabin Franxit) Phạm vi sử dụng cột nước tuabin từ 30 - 550m 1.3.1 Cấu tạo Tubin phản kích Buồng tuabin Buồng tuabin có tác dụng dẫn nước đặn vòng... yếu sau: • Tuabin gáo • Tuabin tia nghiêng • Tuabin xung kích hai lần a Tuabin gáo (hình1-4) Tuabin gáo loại tuabin xung kích có tính cơng tác tốt sử dụng nhiều với loại TTĐ vừa có cột nước cao