Профессиональные справочные системы для специалистов
04.08.2022
Российские физики выяснили, как повысить безопасность работы ГЭС

     Сотрудники Сибирского федерального университета (СФУ) и Института теплофизики им.Кутателадзе Сибирского отделения РАН исследовали причины возникновения ряда потенциально опасных режимов работы оборудования гидро- и ветроэлектростанций. Полученные результаты позволят повысить безопасность эксплуатации ГЭС и ВЭС. Результаты исследования были опубликованы в международном научном журнале International Journal of Heat and Fluid Flow.

     Авторы работы провели комплексное расчетно-экспериментальное исследование нестационарного поведения вихревого ядра в условиях так называемых закрученных потоков при различных режимах закрутки. Эффект был обнаружен новосибирскими учёными в ходе работы с экспериментальной установкой. Полученные результаты продемонстрировали возникновение непериодического "перезамыкания" вихревого ядра и образования вихревых колец, несущих потенциальную угрозу оборудованию. По словам научного сотрудника ИИФР СФУ Дмитрия Платонова, визуально это выглядит как образование некоего кольца, когда вихревой жгут "замыкается" сам на себя. Выяснилось, что такие "кольца", отрываясь, ударяются о стенки проточного тракта турбины, создавая сильный шум и локальные перегрузки, что вызывает ускоренный износ оборудования и провоцирует аварийные ситуации.

     Как отмечают авторы, недооценка таких явлений и недостаточная степень исследования закрученных потоков в гидротурбинном оборудовании может стать причиной крупной аварии, подобной произошедшей на Саяно-Шушенской ГЭС в 2009 году.

     Для предотвращения опасности предлагается менять режим работы оборудования или использовать специализированные подходы, такие как подача воды или воздуха в проточный тракт гидротурбины или установка стабилизирующих конструкций. В частности, на Саяно-Шушенской ГЭС с подачи сибирских ученых уже установлены специальные стабилизирующие ребра, которые гасят интенсивность вихревого жгута.

     Авторы также отмечают, что расчеты практически полностью совпали с экспериментальными данными. Разработанный алгоритм численного моделирования адаптируемый, с его помощью можно рассчитать оптимальный режим работы каждой конкретной турбины с учётом ее массогабаритных показателей, формы и других характеристик.
     
     

     Источник:
     http://www.energosovet.ru