ФЛАНЦЕВОЕ СОЕДИНЕНИЕ ВРАЩАЮЩИХСЯ ВАЛОВ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ГЕНЕРАТОРА И ГИДРАВЛИЧЕСКОЙ ТУРБИНЫ

Полезная модель относится к машиностроению, а именно к болтовым фланцевым соединениям валов гидроагрегатов гидроэлектростанций, и может быть использована для предотвращения аварий на гидроагрегатах.
Наиболее близким к полезной модели по технической сущности и достигаемому результату является фланцевое соединение вращающихся валов электрического генератора и гидравлической турбины, содержащее фланцы, стянутые болтами (см. книгу Ю.А.Степенькова Устройство и ремонт оборудования машинных цехов гидроэлектростанций, М., 1985, с.32-33, рис.17).
Отсутствие электрической изоляции между валами электрического генератора и гидравлической турбины приводит к возможности попадания высокого напряжения на вал рабочего колеса гидравлической турбины и, как результат к аварии на гидроэлектростанции.
Задачей, на решение которой направлена настоящая полезная модель, является предотвращение возможности попадания высокого напряжения на вал гидравлической турбины.
Технический результат заключается в том, что достигается возможность повышения надежности работы гидроэлектростанции путем предотвращения возможности нагрева воды под крышкой турбины при коротком замыкании на гидроагрегате и, как результат, предотвращение аварии гидроэлектростанции.
Указанная задача решается, а технический результат достигается за счет того, что фланцевое соединение вращающихся валов электрического генератора и гидравлической турбины содержит фланцы, стянутые болтами, отличающееся тем, что между фланцами и между фланцами и болтами установлены электроизоляционные прокладки или, по крайней мере, один из фланцев или валов выполнен из электроизоляционного материала.
В ходе анализа работы гидроэлектростанций было выявлено, что ряд аварий на них, в частности аварии на Саяно-Сушенской гидроэлектростанции возник в результате того, что причиной отрыва крышки турбины явилось короткое замыкание по цепи: выходное напряжение электрического генератора U - вал электрического генератора - вал гидравлической турбины - обод гидравлической турбины - статор турбинной камеры - заземление.
Поскольку в зазоре между ободом гидравлической турбины и статором турбинной камеры проходит вода, на эту воду воздействует высокое напряжение U, с выделением большого количества тепловой энергии, что приводит к вскипанию воды, образованию пара, и, как следствие, к росту давления, в результате чего произошел отрыв крышки турбины и выброс всего гидроагрегата.
Предотвращение образования описанной выше цепи короткого замыкания позволяет избежать описанной выше аварии.
На чертеже схематически представлен гидроэнергетический агрегат.
Гидроагрегат содержит электрический генератор 1 с валом 2, гидравлическую турбину 3 с рабочим колесом 4, ободом 5 рабочего колеса 4, крышкой 6, валом 7 и статор 8 турбинной камеры 9. Вал 7 гидравлической турбины 3 и вал 2 электрического генератора 1 соединены посредством фланцев 10 и 11, соответственно вала 2 электрического генератора 1 и вала 7 гидравлической турбины. Фланцы 10 и 11 стянуты болтами. Между фланцами 10 и 11 и между фланцами, соответственно 10 и 11 и болтами установлены электроизоляционные прокладки (не показаны на чертеже) или, по крайней мере, один из фланцев 10 или 11 или один из валов 2 или 7 выполнен из электроизоляционного материала.
Настоящая полезная модель может быть использована практически на всех гидроэлектротстанциях для предотвращения на них аварий подобных аварии на Саяно-Сушенской гидроэлектростанции.