Ο στρόβιλος αντεπίθεσης είναι ένα είδος υδραυλικού μηχανήματος που χρησιμοποιεί την πίεση της ροής του νερού για να μετατρέψει την ενέργεια του νερού σε μηχανική ενέργεια.
(1) Δομή.Τα κύρια δομικά στοιχεία του στροβίλου αντεπίθεσης είναι ο δρομέας, ο θάλαμος εκτροπής νερού, ο μηχανισμός οδήγησης νερού και ο σωλήνας έλξης.
1) Δρομέας.Ο δρομέας είναι ένα μέρος του υδροστροβίλου που μετατρέπει την ενέργεια της ροής του νερού σε περιστρεφόμενη μηχανική ενέργεια.Ανάλογα με την κατεύθυνση της μετατροπής της ενέργειας του νερού, οι δομές δρομέων διαφόρων στροβίλων αντεπίθεσης είναι επίσης διαφορετικές.Ο δρομέας στροβίλου Francis αποτελείται από βελτιωμένα στριμμένα πτερύγια, κορώνα και κάτω δακτύλιο και άλλα κύρια κατακόρυφα εξαρτήματα.Ο δρομέας στροβίλου αξονικής ροής αποτελείται από πτερύγια, σώμα δρομέα και κώνο αποστράγγισης και άλλα κύρια εξαρτήματα: η δομή του δρομέα του στροβίλου διαγώνιας ροής είναι πιο περίπλοκη.Η γωνία τοποθέτησης της λεπίδας μπορεί να αλλάξει ανάλογα με τις συνθήκες εργασίας και να συνδυαστεί με το άνοιγμα του πτερυγίου οδήγησης.Η κεντρική γραμμή περιστροφής του πτερυγίου βρίσκεται σε λοξή γωνία (45°-60°) ως προς τον άξονα του στροβίλου.
2) Θάλαμος εκτροπής νερού.Η λειτουργία του είναι να κάνει το νερό να ρέει ομοιόμορφα στον μηχανισμό καθοδήγησης του νερού, να μειώνει την απώλεια ενέργειας και να βελτιώνει την απόδοση του στροβίλου.Οι στρόβιλοι μεγάλου και μεσαίου μεγέθους χρησιμοποιούν συχνά μεταλλικούς βολβούς κυκλικής διατομής με κεφαλές άνω των 50 m και τραπεζοειδείς βολίδες σκυροδέματος διατομής για εκείνους κάτω των 50 μέτρων.
3) Μηχανισμός καθοδήγησης νερού.Γενικά αποτελείται από έναν ορισμένο αριθμό βελτιωμένων πτερυγίων οδήγησης και τους μηχανισμούς περιστροφής τους ομοιόμορφα διατεταγμένους στην περιφέρεια του δρομέα.Η λειτουργία του είναι να καθοδηγεί τη ροή του νερού ομοιόμορφα στον δρομέα και ρυθμίζοντας το άνοιγμα του πτερυγίου οδήγησης, να αλλάζει τον ρυθμό ροής του στροβίλου για να ανταποκρίνεται στις απαιτήσεις φορτίου του σετ γεννήτριας και παίζει επίσης ρόλο στεγανοποίησης νερού όταν είναι τελείως κλειστό.
4) Σωλήνας βύθισης.Η ροή του νερού στην έξοδο του δρομέα εξακολουθεί να έχει ένα μέρος της πλεονάζουσας ενέργειας που δεν έχει χρησιμοποιηθεί.Ο ρόλος του σωλήνα έλξης είναι να ανακτήσει αυτό το μέρος της ενέργειας και να εκκενώσει το νερό κατάντη.Ο σωλήνας βύθισης χωρίζεται σε δύο τύπους, ίσιο κώνο και καμπύλο.Το πρώτο έχει μεγάλο συντελεστή ενέργειας και είναι γενικά κατάλληλο για μικρούς οριζόντιους και σωληνωτούς στρόβιλους.Ο τελευταίος έχει χαμηλότερη υδραυλική απόδοση από τους ευθύγραμμους κώνους, αλλά έχει μικρότερο βάθος εκσκαφής και χρησιμοποιείται ευρέως σε μεγάλους και μεσαίους στρόβιλους αντεπίθεσης.
(2) Ταξινόμηση.Σύμφωνα με την αξονική κατεύθυνση της ροής του νερού μέσω του δρομέα, ο στρόβιλος κρούσης χωρίζεται σε στρόβιλο Francis, στρόβιλο διαγώνιας ροής, στρόβιλο αξονικής ροής και σωληνοειδή στρόβιλο.
1) Στρόβιλος Francis.Ο στρόβιλος Francis (ακτινική αξονική ροή ή Francis) είναι ένας στρόβιλος αντεπίθεσης στον οποίο το νερό ρέει ακτινικά από την περιφέρεια του δρομέα προς την αξονική κατεύθυνση.Αυτό το είδος τουρμπίνας έχει ένα ευρύ φάσμα εφαρμοζόμενων κεφαλών (30-700m), απλή δομή, μικρό όγκο και χαμηλό κόστος.Ο μεγαλύτερος στρόβιλος Francis που έχει τεθεί σε λειτουργία στην Κίνα είναι ο υδροηλεκτρικός σταθμός Ertan, με ονομαστική ισχύ εξόδου 582 MW και μέγιστη ισχύ εξόδου 621 MW.
2) Στρόβιλος αξονικής ροής.Ο στρόβιλος αξονικής ροής είναι ένας στρόβιλος αντεπίθεσης στον οποίο το νερό ρέει από την αξονική κατεύθυνση και ρέει έξω από τον δρομέα κατά την αξονική κατεύθυνση.Αυτός ο τύπος στροβίλου χωρίζεται σε δύο τύπους: τύπου σταθερής λεπίδας (τύπος βίδας) και περιστροφικού τύπου (τύπου Kaplan).Οι λεπίδες της πρώτης είναι σταθερές και οι λεπίδες της δεύτερης μπορούν να περιστραφούν.Η ικανότητα διέλευσης νερού του στροβίλου αξονικής ροής είναι μεγαλύτερη από αυτή του στροβίλου Francis.Επειδή τα πτερύγια του στροβίλου με πτερύγια μπορούν να αλλάξουν θέση με αλλαγές στο φορτίο, έχουν υψηλότερη απόδοση σε ένα ευρύ φάσμα αλλαγών φορτίου.Η απόδοση κατά της σπηλαίωσης και η μηχανική αντοχή του στροβίλου αξονικής ροής είναι χειρότερες από αυτές του στροβίλου Francis και η δομή είναι επίσης πιο περίπλοκη.Προς το παρόν, η εφαρμοστέα κεφαλή αυτού του είδους τουρμπίνας έχει φτάσει τα 80 μέτρα ή περισσότερο.
3) Σωληνοειδής τουρμπίνα.Η ροή νερού αυτού του είδους τουρμπίνας νερού ρέει αξονικά έξω από τον δρομέα και δεν υπάρχει περιστροφή πριν και μετά τον δρομέα.Το εύρος κεφαλής χρήσης είναι 3-20..Η άτρακτος έχει τα πλεονεκτήματα του μικρού ύψους, των καλών συνθηκών ροής νερού, της υψηλής απόδοσης, της λιγότερης πολιτικής μηχανικής, του χαμηλού κόστους, της μη ανάγκης για βολίδες και καμπυλωτούς σωλήνες βύθισης και όσο χαμηλότερη είναι η κεφαλή, τόσο πιο προφανή είναι τα πλεονεκτήματα.
Οι σωληνοειδείς στρόβιλοι χωρίζονται σε δύο τύπους: πλήρους ροής και ημι-διαμπερούς ροής ανάλογα με τη σύνδεση της γεννήτριας και τον τρόπο μετάδοσης.Οι στρόβιλοι ημι-διαμπερούς ροής χωρίζονται περαιτέρω σε τύπο λαμπτήρα, τύπο άξονα και τύπο επέκτασης άξονα.Μεταξύ αυτών, ο τύπος επέκτασης άξονα χωρίζεται επίσης σε δύο τύπους.Υπάρχουν λοξός και οριζόντιος άξονας.Επί του παρόντος, ο πιο ευρέως χρησιμοποιούμενος σωληνωτός τύπος λαμπτήρα, ο τύπος επέκτασης άξονα και ο τύπος κάθετου άξονα χρησιμοποιούνται κυρίως σε μικρές μονάδες.Τα τελευταία χρόνια ο τύπος άξονα χρησιμοποιείται και σε μεγάλες και μεσαίες μονάδες.
Η γεννήτρια της σωληνοειδούς μονάδας επέκτασης άξονα είναι εγκατεστημένη έξω από την πλωτή οδό και η γεννήτρια συνδέεται με τον στρόβιλο με μεγαλύτερο κεκλιμένο άξονα ή οριζόντιο άξονα.Αυτή η δομή τύπου επέκτασης άξονα είναι απλούστερη από τον τύπο λαμπτήρα.
4) Στρόβιλος διαγώνιας ροής.Η δομή και το μέγεθος του στροβίλου διαγώνιας ροής (ονομάζεται επίσης διαγώνιος) είναι μεταξύ της μικτής ροής και της αξονικής ροής.Η κύρια διαφορά είναι ότι η κεντρική γραμμή των πτερυγίων του δρομέα βρίσκεται σε μια ορισμένη γωνία ως προς την κεντρική γραμμή του στροβίλου.Λόγω των δομικών χαρακτηριστικών, η μονάδα δεν επιτρέπεται να βυθιστεί κατά τη λειτουργία, επομένως μια διάταξη προστασίας σήματος αξονικής μετατόπισης εγκαθίσταται στη δεύτερη κατασκευή για την αποφυγή ατυχημάτων κατά τη σύγκρουση των λεπίδων και του θαλάμου δρομέα.Το εύρος κεφαλής χρήσης του στροβίλου διαγώνιας ροής είναι 25-200 m.
Ώρα δημοσίευσης: Οκτ-19-2021
