Protunapadna turbina je vrsta hidraulične mašinerije koja koristi pritisak vodenog toka za pretvaranje vodene energije u mehaničku energiju.
(1) Struktura.Glavne strukturne komponente protunapadne turbine su klizač, komora za odvod vode, mehanizam za vođenje vode i cijev za vuču.
1) Trkač.Trkač je dio vodene turbine koji pretvara energiju strujanja vode u rotirajuću mehaničku energiju.U zavisnosti od smjera konverzije vodene energije, različite su i strukture trkača različitih protunapadnih turbina.Francis turbina se sastoji od aerodinamičnih tordiranih lopatica, krune i donjeg prstena i drugih glavnih vertikalnih komponenti;aksijalni protočni turbinski trkač se sastoji od lopatica, tijela kliznika i odvodnog konusa i drugih glavnih komponenti: struktura dijagonalnog protočnog turbine je složenija.Ugao postavljanja noža može se mijenjati u skladu s radnim uvjetima i uskladiti s otvorom vodeće lopatice.Središnja linija rotacije lopatica je pod kosim uglom (45°-60°) prema osi turbine.
2) Komora za odvod vode.Njegova funkcija je da voda ravnomjerno teče u mehanizam za vođenje vode, smanji gubitak energije i poboljša efikasnost turbine.Velike i srednje turbine često koriste metalne volute kružnog poprečnog presjeka s glavama iznad 50 m, a betonske volute trapeznog poprečnog presjeka za one ispod 50 m.
3) Mehanizam za vođenje vode.Generalno se sastoji od određenog broja aerodinamičnih vodilica i njihovih rotirajućih mehanizama ravnomjerno raspoređenih na periferiji kliznika.Njegova funkcija je da vodi tok vode ravnomjerno u vodilicu, i podešavanjem otvaranja vodeće lopatice, mijenja brzinu protoka turbine kako bi zadovoljila zahtjeve opterećenja generatorskog seta, a također igra ulogu brtvljenja vode. kada je potpuno zatvoren.
4) Promajna cijev.Protok vode na izlazu iz kliznika još uvijek ima dio viška energije koji nije iskorišten.Uloga vučne cijevi je da povrati ovaj dio energije i ispusti vodu nizvodno.Vučna cijev se dijeli na dva tipa, ravnu konusnu i zakrivljenu.Prvi ima veliki energetski koeficijent i općenito je pogodan za male horizontalne i cjevaste turbine;potonji ima niže hidrauličke performanse od ravnih konusa, ali ima manju dubinu kopanja i široko se koristi u velikim i srednjim protunapadnim turbinama.
(2) Klasifikacija.Prema aksijalnom smjeru strujanja vode kroz klizač, udarna turbina je podijeljena na Francisovu turbinu, turbinu dijagonalnog toka, turbinu aksijalnog protoka i cijevnu turbinu.
1) Francisova turbina.Francis (radijalni aksijalni tok ili Francis) turbina je protunapadna turbina u kojoj voda teče radijalno od obima trkača u aksijalnom smjeru.Ova vrsta turbine ima širok spektar primenljivih glava (30-700m), jednostavnu strukturu, malu zapreminu i nisku cenu.Najveća Francisova turbina koja je puštena u rad u Kini je hidroelektrana Ertan, sa nazivnom izlaznom snagom od 582 MW i maksimalnom izlaznom snagom od 621 MW.
2) Aksijalna protočna turbina.Aksijalna protočna turbina je protunapadna turbina u kojoj voda ulazi iz aksijalnog smjera i izlazi iz vode u aksijalnom smjeru.Ovaj tip turbine se deli na dva tipa: tip sa fiksnom lopaticom (vijčani) i rotacioni (tip Kaplan).Oštrice prvog su fiksirane, a oštrice drugog se mogu rotirati.Kapacitet propuštanja vode aksijalne turbine je veći nego kod Francisove turbine.Budući da lopatice lopatice turbine mogu mijenjati položaj s promjenama opterećenja, one imaju veću efikasnost u širokom rasponu promjena opterećenja.Antikavitacijske performanse i mehanička čvrstoća turbine aksijalnog toka su lošije od Francisove turbine, a struktura je također složenija.Trenutno je primjenjiva glava ove vrste turbine dostigla 80m ili više.
3) Cjevasta turbina.Protok vode ove vrste vodene turbine teče aksijalno iz kliznika i nema rotacije prije i poslije kliznika.Opseg iskorišćenja je 3-20..Trup ima prednosti male visine, dobrih uslova protoka vode, visoke efikasnosti, manje građevinarstva, niske cijene, nema potrebe za volutama i zakrivljenim cijevima za nacrt, a što je glava niža, to su prednosti očiglednije.
Cjevaste turbine se dijele na dva tipa: punoprotočne i poluprotočne prema priključku generatora i načinu prijenosa.Poluprotočne turbine se dalje dijele na tip bulb, tip osovine i tip proširenja osovine.Među njima, tip produžetka osovine je također podijeljen u dva tipa.Postoje kosa osa i horizontalna osa.Trenutno se najčešće koriste cijev sijalice, tip produžetka osovine i tip vertikalne osovine uglavnom se koriste u malim jedinicama.Posljednjih godina, tip osovine se također koristi u velikim i srednjim jedinicama.
Generator cijevnog agregata proširenja vratila se postavlja izvan plovnog puta, a generator je povezan sa turbinom dužim kosim vratilom ili horizontalnim vratilom.Ova struktura proširenja osovine je jednostavnija od tipa sijalice.
4) Turbina dijagonalnog protoka.Struktura i veličina turbine dijagonalnog protoka (koja se naziva i dijagonalna) nalaze se između mješovitog i aksijalnog toka.Glavna razlika je u tome što je središnja linija lopatica trkača pod određenim uglom u odnosu na središnju liniju turbine.Zbog konstruktivnih karakteristika, jedinica ne može da tone tokom rada, pa je u drugu konstrukciju ugrađen zaštitni uređaj za zaštitu signala aksijalnog pomaka kako bi se spriječile nezgode da se lopatice i komora kliznika sudare.Opseg iskorišćenja turbine dijagonalnog protoka je 25～200m.
Vrijeme objave: 19.10.2021
