Hidrológiai Közlöny 1962 (42. évfolyam)
2. szám - Szabó Ákos–Verba Attila: Vízsugárszivattyú alkalmazása esésnövelő berendezésekben
Szabó Á.—Verba A.: Vízsugárszivattyú alkalmazása Hidrológiai Közlöny 1962. 2. sz. 175 ges, egy adott esésnél a fogyasztó által megkívánt teljesítmény biztosítása összetartozó vezetőlapát- és járókeréklapát-állások egész sorozatával történhetik. Módunk van tehát ezen értékpárok közül valamilyen más szempont szerint a legmegfelelőbbet kiválasztani. Ez a szempont általában a legnagyobb hatásfokra való törekvés, másszóval annak az összetartozó vezetőlapát- és járókeréklapát-állásnak a kiválasztása, amely mellett az adott esésnél a megkívánt teljesítmény a legkisebb vízmennyiség felhasználásával valósítható meg. A Kaplan-turbinák ezen tulajdonsága egyeduralmat biztosított ezen gépek részére a kis esések hasznosításában. Kaplan-turbináknál tehát egy adott esésnél 1—1 teljesítmény optimális hatásfokkal való megvalósításához meghatározott vezetőlapát- és járókeréklapát-állások tartoznak. A két lapátrendszer összehangolását egy koordináló pálya vezérli. Minden eséshez más és más koordináló pálya tartozik. E koordináló pályákat egymás mellé fűzve, kapjuk az ún. koordináló felületet, amely a Kaplanturbina vezető- és járókeréklapát rendszerét vezérli a mindenkori teljesítmény és esés függvényében. A 8. ábrán látható koordináló test — koordinátor — lényegében egy térbeli felülettel elmetszett téglalap alakú hasáb, amely egy alapsíkon fekszik és ezen a síkon önmagával párhuzamosan mind az a, mint a H tengely irányában egymástól függetlenül eltolóható. A szabályozás lényege, ezek után a következő. Az esés pillanatnyilag állandó és tételezzük fel, hogy a fogyasztók teljesítményigénye megnőtt a gépcsoport által leadott teljesítményhez képest. A teljesítmény egyensúlya tehát megbomlott, a gép lassulni kezd. A fordulatszám-érzékelő szerv ennek alapján megfelelő erősítő berendezéseken keresztül a turbina teljesítményének növelése érdekében nyitja a vezetőlapátokat, de ugyanakkor elmozdítja a koordinátort az a tengely mentén. Ezáltal a koordinátor felületre támaszkodó és a járókeréklapátokat vezérlő görgő helyzete megváltozik és ezzel párhuzamosan a járókeréklapátok „hozzáállnak" a vezetőlapátok pillanatnyi állásához, azaz létrejön az optimális összehangolás. Megfelelő visszacsatolások biztosítják, hogy a sza8. ábra. Koordináló test — koordinátor 0m. 8. KoopdUHüpywufee meno-KOopdunamop Fig. 8. Actuator bályozásnak ez a folyamata lengés nélkül játszódjék le. Az esés megváltozásával a koordinátor a H tengely mentén mozdul el, mégpedig az alvíz (h 2) és a felvíz (hj) H szintkülönbségét érzékelő, rendszerint úszós berendezés által vezérelve. Az új esésértéknek megfelelő koordinátor metszéken az optimális hatásfokot biztosító más a és yS értékpárok vannak. Lényegesen megváltozik a helyzet, ha a vízsugár szivattyús esésnövelő berendezést működtetjük. Ekkor ugyanis adott esés és teljesítmény esetén a sugárszivattyúból és a turbinából álló gépegység munkapontját a turbina és a szivattyú együttes jelleggörbéje határozza meg. Vizsgáljuk meg a Nyikolajev javasolta elrendezést, amikor a turbinán áthaladó teljes vízmennyiséget elszívjuk a szivattyúval (lezárt szívócső). Tegyük fel, hogy változatlan vízszintek mellett a hálózatnak leadandó teljesítmény megváltozik. E teljesítményváltozást a szabályozó csak a turbinán áthaladó vízmennyiség módosításával tudja kiegyenlíteni. Ekkor a sugárszivattyú diagramjából (9. ábra) láthatóan, mivel h l és H állandó, h s z értékének meg kell változnia. Nyilvánvaló, hog} r a H esés szerepét a szívócsőben mért h s z nyomásnak kell átvennie. Amíg azonban H csak igen lassan és folyamatosan változik, h sz értéke a turbinán áthaladó Q vízmennyiséggel együtt, tehát minden szabályozási folyamat során változik, ami az előzőkben ismertetett szabályozási rendszert rendkívül bonyolulttá teszi és különleges érzékelő szerveket igényel abban az esetben, ha az optimális vezetőlapát, járókeréklapát összehangolást biztosítani kívánjuk. Elvileg önként kínálkozik a vízsugárszivattyú szabályozása is a primér vízmennyiség szabályozásával. Ez a szabályozás folyamatába egy újabb szabadon választható paraméterként lép be és ezáltal egy lényegesen nagyobb választékból lehetne az optimumot kikeresni. Ennek ára viszont egy még bonyolultabb, a gyakorlati követelményeket aligha kielégítő szabályozó berendezés. (Ezzel kapcsolatban meg kívánjuk jegyezni, hogy a 4. ábrán feltüntetett zsilipszerkezet szabályozókra való alkalmazása nem látszik célszerűnek, mert leront9. ábra. Vizsugárszivattyú jelleggörbéje 0ue. 9. Kpuean xapaKmepucmunu eodocmpyüHoeo nacoca Fig. 9. Charateristic curve of the injector
