Die Gegenangriffsturbine ist eine Art hydraulische Maschinerie, die den Druck des Wasserflusses nutzt, um Wasserenergie in mechanische Energie umzuwandeln.
(1) Struktur.Die Hauptbauteile der Gegenangriffsturbine sind das Laufrad, die Wasserumlenkkammer, die Wasserleiteinrichtung und das Saugrohr.
1) Läufer.Das Laufrad ist ein Teil der Wasserturbine, das die Energie des Wasserstroms in rotierende mechanische Energie umwandelt.Je nach Richtung der Wasserenergieumwandlung sind auch die Laufradstrukturen verschiedener Gegenangriffsturbinen unterschiedlich.Francis-Turbinenlaufrad besteht aus stromlinienförmigen, verdrehten Schaufeln, Krone und unterem Ring und anderen vertikalen Hauptkomponenten;Axialströmungsturbinenlaufrad besteht aus Schaufeln, Laufradkörper und Abflusskegel und anderen Hauptkomponenten: Die Laufstruktur der Diagonalströmungsturbine ist komplexer.Der Anstellwinkel der Schaufeln kann den Arbeitsbedingungen angepasst und an die Öffnung der Leitschaufeln angepasst werden.Die Mittellinie der Schaufelrotation liegt in einem schiefen Winkel (45°–60°) zur Turbinenachse.
2) Wasserumleitungskammer.Seine Funktion besteht darin, das Wasser gleichmäßig in den Wasserführungsmechanismus fließen zu lassen, den Energieverlust zu reduzieren und den Wirkungsgrad der Turbine zu verbessern.Große und mittelgroße Turbinen verwenden häufig Metallspiralen mit kreisförmigem Querschnitt mit Fallhöhen über 50 m und Betonspiralen mit trapezförmigem Querschnitt für diejenigen unter 50 m.
3) Wasserführungsmechanismus.Es besteht im Allgemeinen aus einer bestimmten Anzahl stromlinienförmiger Leitschaufeln und deren Drehmechanismen, die gleichmäßig am Umfang des Laufrads angeordnet sind.Seine Funktion besteht darin, den Wasserfluss gleichmäßig in das Laufrad zu leiten und durch Einstellen der Öffnung der Leitschaufeln die Durchflussrate der Turbine an die Lastanforderungen des Generatorsatzes anzupassen, und es spielt auch eine Rolle als Sperrwasser wenn es vollständig geschlossen ist.
4) Saugrohr.Der Wasserstrom am Ausgang des Läufers hat noch einen Teil der überschüssigen Energie, die nicht genutzt wurde.Die Rolle des Leitrohrs besteht darin, diesen Teil der Energie zurückzugewinnen und das Wasser stromabwärts abzuleiten.Das Zugrohr ist in zwei Typen unterteilt, gerader Kegel und gebogen.Ersteres hat einen großen Energiekoeffizienten und ist im Allgemeinen für kleine horizontale und röhrenförmige Turbinen geeignet;Letzteres hat eine geringere hydraulische Leistung als gerade Kegel, hat jedoch eine geringere Grabtiefe und wird häufig in großen und mittelgroßen Gegenangriffsturbinen verwendet.
(2) Klassifizierung.Entsprechend der axialen Richtung des Wasserstroms durch das Laufrad wird die Prallturbine in eine Francis-Turbine, eine Schrägstromturbine, eine Axialstromturbine und eine Rohrturbine unterteilt.
1) Francis-Turbine.Die Francis-Turbine (Radial-Axial-Flow oder Francis-Turbine) ist eine Gegenangriffsturbine, bei der Wasser radial vom Umfang des Laufrads in die axiale Richtung strömt.Diese Art von Turbine hat eine breite Palette anwendbarer Fallhöhen (30-700 m), eine einfache Struktur, ein kleines Volumen und niedrige Kosten.Die größte in China in Betrieb genommene Francis-Turbine ist das Wasserkraftwerk Ertan mit einer Nennleistung von 582 MW und einer maximalen Ausgangsleistung von 621 MW.
2) Axialturbine.Die Axialströmungsturbine ist eine Gegenstromturbine, bei der Wasser aus axialer Richtung einströmt und aus dem Laufrad in axialer Richtung ausströmt.Dieser Turbinentyp wird in zwei Typen unterteilt: Festblatttyp (Schraubentyp) und Rotationstyp (Kaplantyp).Die Klingen der ersteren sind feststehend, und die Klingen der letzteren können gedreht werden.Die Wasserdurchgangskapazität der Axialturbine ist größer als die der Francis-Turbine.Da die Schaufeln der Paddelturbine ihre Position bei Laständerungen ändern können, haben sie einen höheren Wirkungsgrad in einem weiten Bereich von Laständerungen.Die Antikavitationsleistung und die mechanische Festigkeit der Axialströmungsturbine sind schlechter als die der Francis-Turbine, und die Struktur ist auch komplizierter.Derzeit hat die anwendbare Fallhöhe dieser Art von Turbine 80 m oder mehr erreicht.
3) Röhrenturbine.Der Wasserstrom einer solchen Wasserturbine strömt axial aus dem Laufrad heraus, und es gibt keine Rotation vor und nach dem Laufrad.Der Nutzkopfbereich liegt zwischen 3 und 20..Der Rumpf hat die Vorteile einer geringen Höhe, guter Wasserströmungsbedingungen, hoher Effizienz, weniger Bautechnik, niedriger Kosten, keine Notwendigkeit für Spiralen und gekrümmte Saugrohre, und je niedriger der Kopf, desto offensichtlicher die Vorteile.
Rohrturbinen werden in zwei Typen unterteilt: Volldurchströmte und Halbdurchströmte nach Generatoranschluss und Übertragungsmodus.Halbdurchströmte Turbinen werden weiter unterteilt in Kolbentyp, Wellentyp und Wellenverlängerungstyp.Unter ihnen ist der Wellenverlängerungstyp auch in zwei Typen unterteilt.Es gibt eine schräge Achse und eine horizontale Achse.Gegenwärtig werden die am weitesten verbreiteten röhrenförmigen Kolbentypen, Wellenverlängerungstypen und vertikalen Wellentypen hauptsächlich in kleinen Einheiten verwendet.In den letzten Jahren wurde der Schachttyp auch in großen und mittleren Einheiten eingesetzt.
Der Generator der Wellenverlängerungs-Rohreinheit wird außerhalb der Wasserstraße installiert und der Generator wird mit einer längeren geneigten Welle oder einer horizontalen Welle mit der Turbine verbunden.Diese Struktur vom Wellenverlängerungstyp ist einfacher als der Kolbentyp.
4) Schrägstromturbine.Der Aufbau und die Größe der Diagonalströmungsturbine (auch Diagonalturbine genannt) liegen zwischen Mischströmung und Axialströmung.Der Hauptunterschied besteht darin, dass die Mittellinie der Laufradschaufeln in einem bestimmten Winkel zur Mittellinie der Turbine steht.Aufgrund der baulichen Gegebenheiten darf das Aggregat im Betrieb nicht absinken, daher ist im zweiten Aufbau eine axiale Verlagerungssignalsicherung eingebaut, um bei Unfällen zu verhindern, dass die Schaufeln und die Laufradkammer kollidieren.Der Nutzhöhenbereich der Diagonalströmungsturbine beträgt 25 bis 200 m.
Postzeit: 19. Oktober 2021
