Weryfikacja modelu hydrostatycznego i wspomagania łożyska nośnego hydrogeneratora

• Autorzy: Wodtke M.

Warianty tytułu

EN

Verification of a model of hydrostatic lifting of a water turbine thrust bearing

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Łożysko nośne hydrogeneratora jest najbardziej obciążone (i zagrożone) w trakcie rozruchów i wybiegów. W tych fazach pracy (ze względu na zmniejszoną prędkość obrotową) nośność hydrodynamiczna jest niepełna, a także w niektórych typach turbin pojawia się dodatkowe obciążenie osiowe. Hydrostatyczne uzupełnianie nośności hydrodynamicznej stosowane jest zwłaszcza w pompoturbinach, dla których rozruchy i wybiegi są znacznie częstsze niż w innych maszynach. Laboratoryjna weryfikacja nowych rozwiązań jest możliwa w bardzo ograniczonym zakresie, stąd konieczność obliczeniowej weryfikacji pracy hydrostatycznej łożyska. Przedstawiony w pracy przykład obliczeniowy dotyczy łożyska nośnego hydrogeneratora 125 MW elektrowni szczytowo-pompowej Porąbka-Żar. Modele obliczeniowe MES uwzględniały m.in.: przepływ cieczy smarującej przez hydrostatycznie zasilaną szczelinę smarową, udział (wywołanych ciśnieniem w szczelinie) odkształceń klocków w kształtowaniu szczeliny, wpływ konstrukcji podparcia na odkształcenie klocków. Różnice wyników pomiarów i obliczeń są niewielkie, co pozwala na wykorzystanie opracowanej metodyki obliczeniowej do przewidywania własności wahliwych klocków łożysk nośnych z hydrostatycznym wspomaganiem.

EN

The most critical regimes of operation of a thrust bearing in a water turbine are start-ups and shutdowns. One of the reasons is lower speed affecting hydrodynamic load carrying capacity, the other is additional axial load in some types of turbines. Hydrostatic lifting is commonly used especially in pump turbines, for which start-ups and shutdowns are more freauent than in other types of water machines. The possibility of testing new designs is limited so it is necessary to assess the hydrostatic operation of a bearing by calculations. An example of calculations for the thrust bearing of 125 MW pump turbine of Porąbka-Żar power plant is presented in the paper. The devised FEM model included flow of the lubricant supplied to the hydrostatic pocket in the fluid gap, influence of the deformations on the oil gap profile, influence of pad support on its defbrmation. The theoretical results show good correlation with the experiment that is why the devised model can be considered a useful tool for predicting performance of a thrust bearing in hydrostatic mode of operation.

Słowa kluczowe

PL

hydrostatyczne smarowanie; łożyska wzdłużne; obliczenia MES

EN

hydrostatic lubrication; thrust bearings; FEM calculations

• Wydawca: Stowarzyszenie Inżynierów i Techników Mechaników Polskich
• Czasopismo: Tribologia
• Rocznik: 2003
• Tom: nr 5
• Strony: 395--407
• Opis fizyczny: Bibliogr. 6 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Wodtke M.

• Wydział Mechaniczny, Politechnika Gdańska, Katedra Konstrukcji i Eksploatacji Maszyn, ul. Narutowicza 11/12, 80-952 Gdańsk

Bibliografia

• 1. Ettles C„ Seyler J., Bottenschein M.: Some effects of start-up and shut-down on thrust bearing assemblies in hydro-generators. 2002 ASME/STLE International Joint Tribology Conference, Cancun Mexico.
• 2. Bednarek K.: Środek wyporu hydrostatycznego filmu olejowego i stateczność wychylnej płyty panwiowej w łożysku nośnym hydrogeneratora. Energetyka nr 2/1985, str. 71-72.
• 3. Szmetler J., Dacko M., Dobrociński S., Wieczorek M.: Metoda elementów skończonych w statyce konstrukcji. Przykłady obliczeń. Arkady, Warszawa 1979.
• 4. Dąbrowski L.: Pierścieniowa sprężyna płytowa o wielu podporach jako sprężyste podparcie hydrodynamicznego łożyska wzdłużnego. Praca doktorska. Wydział Mechaniczny Politechniki Gdańskiej, Gdańsk 1997.
• 5. Brown A., Medley J., Ferguson J.: Spring-supported thrust bearing used in hydroelectric generators: finite element analysis of pad deflection. 27* Leeds - Lyon Symposium on Tribology, Lyon, France, wrzesień 2000.
• 6. Brown A., Medley J., Ferguson J.: Spring-supported thrust bearing used in hydroelectric generators: further developments in the finite element analysis of the pad deflection. 2nd Tribology Congress, Wiedeń, 2001.