NATIONAL ACADEMY OF SCIENCES OF UKRAINE

A.N.PODGORNY INSTITUTE FOR MECHANICAL ENGINEERING PROBLEMS

Department for Bladed Machinery

Developing and investigating flow parts of hydraulic machines

The Institute is the leading organization in Ukraine in developing flow parts of hydraulic turbines and reversible hydraulic machines for HPS, PSPS and micro HPS. Projects can be executed in developing flow parts of model samples of Kaplan turbines in the range of heads within 5 to 80 m; Francis turbines and Francis pump turbines for heads within 70 to 500 m, and micro HPS.

     В состав лаборатории гидромашин ИПМаш НАН Украины входят два замкнутых гидродинамических стенда ЭКС-15 и ЭКС-30, которые являются универсальными установками, обеспечивающими проведение комплексных экспериментальных исследований при создании высокоэффективных проточных частей гидромашин.
     Гидродинамические стенды по своим параметрам и оснащению являются уникальными сооружениями, не имеющими аналогов в Национальной академии наук Украины, имеют статус «национального достояния» и предназначены для выполнения научно-исследовательских работ по изучению рабочего процесса в гидромашинах.
     В лаборатории разработано и испытано более 30 гидротурбин, насосов и обратимых гидротурбин, в том числе для Каховской, Днестровской, Днепродзержинской, Киевской ГЭС, Днестровской ГАЭС (Украина), Вилюйской, Хантайской ГЭС (РФ), Перепадной ГЭС (Грузия), Шамxорской ГЭС (Азербайджанская Республика), Тхак-Ба ГЭС (Социалистическая Республика Вьетнам), Ниуил-IV (Аргентинская Республика), Сен-Жуан (Федеративная Республика Бразилия), Рокотайо (Республика Чили).
     При проведении приемо-сдаточных испытаний модели поворотно-лопастной гидротурбины на стенде ЭКС-15 значения среднеквадратичной суммарной погрешности КПД, определенные в соответствии с МЭК 60193, составляют ± (0,23…0,25)%, что соответствует современному мировому уровню для подобного оборудования.
     Широкие оперативные возможности системы управления стендов обеспечивают удобство установки и стабильность режимов испытаний, автоматизированная система измерений и математической обработки режимных параметров позволяет получать характеристики моделей гидромашин с высокой степенью достоверности с обеспечением соблюдения критериев моделирования, предусмотренных МЭК 60193, а также других требований, предъявляемых к приемо-сдаточным испытаниям в сжатые сроки.
     Для спроектированных и установленных на стендах моделей гидротурбин, насосов, обратимых гидромашин могут быть получены экспериментальные энергетические и кавитационные характеристики проточных частей, а также пульсационные и силовые характеристики в соответствии с требованиями Заказчика. На рисунке показан модельный блок поворотно-лопастной гидротурбины ПЛ30, установленный на энергокавитационном стенде ЭКС-15.
     Гидродинамические стенды после проведенной модернизации отвечают всем требованиям международного стандарта МЭК 60193 (таблица), что позволяет с учетом многолетнего опыта проводить исследовательские и приемо-сдаточные испытания моделей вертикальных реактивных гидромашин всех типов.

Small turbines

Model of pumped-storage
hydraulic machine

Universal and fluid dynamic test benches for testing models of pumped-storage hydraulic machines and Francis turbines

Параметры гидродинамических стендов ИПМаш НАН Украины

Маркировка стендов ЭКС-30
(для испытаний моделей РО гидромашин)
ЭКС-15
(для испытаний моделей ПЛ гидромашин)
Диаметр рабочего колеса модели, мм 350-400 350-380
Напор, м ≤25(30) ≤12(15)
Расход, м3/с ≤0,3(≤0,5) ≤0,56(≤0,7)
Мощность приводных двигателей постоянного тока циркуляционных насосов, кВт ≤160 ≤160
Мощность балансирного мотор-генератора, кВт ≤180 ≤200

-= The investigation results have been implemented in projects for several HPS and PSPS =-