La turbina de contraataque es un tipo de maquinaria hidráulica que utiliza la presión del flujo de agua para convertir la energía del agua en energía mecánica.
(1) Estructura.Los principales componentes estructurales de la turbina de contraataque son el rodete, la cámara de desviación de agua, el mecanismo de conducción de agua y el tubo de aspiración.
1) Corredor.El corredor es una parte de la turbina de agua que convierte la energía del flujo de agua en energía mecánica rotatoria.Dependiendo de la dirección de conversión de la energía del agua, las estructuras de los corredores de varias turbinas de contraataque también son diferentes.El corredor de turbina Francis se compone de palas torcidas aerodinámicas, corona y anillo inferior y otros componentes verticales principales;El corredor de turbina de flujo axial se compone de palas, cuerpo de corredor y cono de drenaje y otros componentes principales: la estructura del corredor de turbina de flujo diagonal es más compleja.El ángulo de colocación de la hoja se puede cambiar con las condiciones de trabajo y coincidir con la apertura de la paleta guía.La línea central de rotación de las palas está en un ángulo oblicuo (45°-60°) con respecto al eje de la turbina.
2) Cámara de desviación de agua.Su función es hacer que el agua fluya uniformemente hacia el mecanismo de guía del agua, reducir la pérdida de energía y mejorar la eficiencia de la turbina.Las turbinas grandes y medianas suelen utilizar volutas metálicas de sección transversal circular con cabezas superiores a 50 m, y volutas de hormigón de sección transversal trapezoidal para las inferiores a 50 m.
3) Mecanismo de conducción de agua.Generalmente se compone de un cierto número de paletas de guía aerodinámicas y sus mecanismos giratorios dispuestos uniformemente en la periferia del rodete.Su función es guiar el flujo de agua de manera uniforme hacia el corredor y, al ajustar la apertura de la paleta guía, cambiar el caudal de la turbina para cumplir con los requisitos de carga del grupo electrógeno, y también juega un papel de sellado de agua. cuando está completamente cerrado.
4) Tubo de aspiración.El caudal de agua a la salida del rodete todavía tiene una parte de la energía sobrante que no se ha aprovechado.La función del tubo de tiro es recuperar esta parte de la energía y descargar el agua aguas abajo.El tubo de tiro se divide en dos tipos, cono recto y curvo.El primero tiene un gran coeficiente de energía y generalmente es adecuado para pequeñas turbinas horizontales y tubulares;este último tiene un rendimiento hidráulico menor que los conos rectos, pero tiene una profundidad de excavación menor y es muy utilizado en turbinas de contraataque de tamaño grande y mediano.
(2) Clasificación.Según la dirección axial del flujo de agua a través del rodete, la turbina de impacto se divide en una turbina Francis, una turbina de flujo diagonal, una turbina de flujo axial y una turbina tubular.
1) Turbina Francis.La turbina Francis (flujo axial radial o Francis) es una turbina de contraataque en la que el agua fluye radialmente desde la circunferencia del rodete hacia la dirección axial.Este tipo de turbina tiene una amplia gama de cabezas aplicables (30-700m), estructura simple, pequeño volumen y bajo costo.La turbina Francis más grande que se ha puesto en funcionamiento en China es la planta hidroeléctrica de Ertan, con una potencia de salida nominal de 582 MW y una potencia de salida máxima de 621 MW.
2) Turbina de flujo axial.La turbina de flujo axial es una turbina de contraataque en la que el agua fluye desde la dirección axial y sale del rodete en la dirección axial.Este tipo de turbina se divide en dos tipos: tipo de pala fija (tipo tornillo) y tipo rotativo (tipo Kaplan).Las cuchillas del primero son fijas y las cuchillas del segundo se pueden girar.La capacidad de paso de agua de la turbina de flujo axial es mayor que la de la turbina Francis.Debido a que las palas de la turbina de paletas pueden cambiar de posición con los cambios de carga, tienen una mayor eficiencia en una amplia gama de cambios de carga.El rendimiento anticavitación y la resistencia mecánica de la turbina de flujo axial son peores que las de la turbina Francis, y la estructura también es más complicada.En la actualidad, la cabeza aplicable de este tipo de turbina ha alcanzado los 80 mo más.
3) Turbina tubular.El flujo de agua de este tipo de turbina de agua sale axialmente del rodete y no hay rotación ni antes ni después del rodete.El rango de cabeza de utilización es 3-20..El fuselaje tiene las ventajas de pequeña altura, buenas condiciones de flujo de agua, alta eficiencia, menos ingeniería civil, bajo costo, sin necesidad de volutas y tubos de tiro curvos, y cuanto más baja es la cabeza, más obvias son las ventajas.
Las turbinas tubulares se dividen en dos tipos: flujo completo y flujo semitransparente según la conexión del generador y el modo de transmisión.Las turbinas de flujo semitransparente se dividen además en tipo de bulbo, tipo de eje y tipo de extensión de eje.Entre ellos, el tipo de extensión de eje también se divide en dos tipos.Hay eje oblicuo y eje horizontal.En la actualidad, el tipo tubular de bulbo más utilizado, el tipo de extensión de eje y el tipo de eje vertical se utilizan principalmente en unidades pequeñas.En los últimos años, el tipo eje también se ha utilizado en unidades grandes y medianas.
El generador de la unidad tubular de extensión del eje se instala fuera de la vía fluvial y el generador está conectado a la turbina con un eje inclinado más largo o un eje horizontal.Esta estructura de tipo de extensión de eje es más simple que el tipo de bulbo.
4) Turbina de flujo diagonal.La estructura y el tamaño de la turbina de flujo diagonal (también llamado diagonal) se encuentran entre el flujo mixto y el flujo axial.La principal diferencia es que la línea central de las palas del rodete forma cierto ángulo con respecto a la línea central de la turbina.Debido a las características estructurales, no se permite que la unidad se hunda durante la operación, por lo que se instala un dispositivo de protección de señal de desplazamiento axial en la segunda estructura para evitar accidentes de colisión entre las palas y la cámara del rodete.El rango de altura de utilización de la turbina de flujo diagonal es de 25～200m.
Hora de publicación: 19-oct-2021
