La turbine de contre-attaque est une sorte de machine hydraulique qui utilise la pression du débit d'eau pour convertir l'énergie de l'eau en énergie mécanique.
(1) Structure.Les principaux composants structurels de la turbine de contre-attaque sont la roue, la chambre de dérivation de l'eau, le mécanisme de guidage de l'eau et le tube de tirage.
1) Coureur.La roue est une partie de la turbine à eau qui convertit l'énergie du débit d'eau en énergie mécanique rotative.Selon la direction de la conversion de l'énergie de l'eau, les structures de roue de diverses turbines de contre-attaque sont également différentes.La roue de turbine Francis est composée d'aubes torsadées profilées, d'une couronne et d'un anneau inférieur et d'autres composants verticaux principaux ;la roue de turbine à flux axial est composée d'aubes, d'un corps de roue et d'un cône de vidange et d'autres composants principaux : la structure de la roue de turbine à flux diagonal est plus complexe.L'angle de placement des pales peut être modifié en fonction des conditions de travail et adapté à l'ouverture des aubes directrices.L'axe de rotation des pales forme un angle oblique (45°-60°) par rapport à l'axe de la turbine.
2) Chambre de dérivation d'eau.Sa fonction est de faire couler l'eau uniformément dans le mécanisme de guidage de l'eau, de réduire la perte d'énergie et d'améliorer l'efficacité de la turbine.Les turbines de grande et moyenne taille utilisent souvent des volutes métalliques à section circulaire avec des têtes supérieures à 50 m et des volutes en béton à section trapézoïdale pour celles inférieures à 50 m.
3) Mécanisme de guidage de l'eau.Il est généralement composé d'un certain nombre d'aubes directrices carénées et de leurs mécanismes rotatifs régulièrement disposés sur la périphérie de la roue.Sa fonction est de guider le flux d'eau uniformément dans la roue, et en ajustant l'ouverture de l'aube directrice, de modifier le débit de la turbine pour répondre aux exigences de charge du groupe électrogène, et il joue également un rôle d'étanchéité à l'eau lorsqu'il est complètement fermé.
4) Tube de tirage.Le débit d'eau à la sortie du canal a encore une partie de l'énergie excédentaire qui n'a pas été utilisée.Le rôle de l'aspirateur est de récupérer cette partie d'énergie et d'évacuer l'eau en aval.Le tube de tirage est divisé en deux types, cône droit et courbé.Le premier a un grand coefficient d'énergie et convient généralement aux petites turbines horizontales et tubulaires ;ce dernier a des performances hydrauliques inférieures à celles des cônes droits, mais a une profondeur de creusement plus faible et est largement utilisé dans les turbines de contre-attaque de grande et moyenne taille.
(2) Classement.Selon la direction axiale du flux d'eau à travers la roue, la turbine à impact est divisée en une turbine Francis, une turbine à flux diagonal, une turbine à flux axial et une turbine tubulaire.
1) Turbine Francis.La turbine Francis (radial axial flow ou Francis) est une turbine de contre-attaque dans laquelle l'eau s'écoule radialement de la circonférence de la roue vers la direction axiale.Ce type de turbine a une large gamme de têtes applicables (30-700 m), une structure simple, un petit volume et un faible coût.La plus grande turbine Francis mise en service en Chine est la centrale hydroélectrique d'Ertan, avec une puissance de sortie nominale de 582 MW et une puissance de sortie maximale de 621 MW.
2) Turbine à flux axial.La turbine à flux axial est une turbine de contre-attaque dans laquelle l'eau s'écoule depuis la direction axiale et sort de la roue dans la direction axiale.Ce type de turbine est divisé en deux types : le type à pales fixes (type à vis) et le type rotatif (type Kaplan).Les lames du premier sont fixes et les lames du second peuvent être tournées.La capacité de passage de l'eau de la turbine à flux axial est supérieure à celle de la turbine Francis.Étant donné que les aubes de la turbine à aubes peuvent changer de position avec les changements de charge, elles ont un rendement plus élevé dans une large gamme de changements de charge.Les performances anti-cavitation et la résistance mécanique de la turbine à flux axial sont inférieures à celles de la turbine Francis, et la structure est également plus compliquée.À l'heure actuelle, la tête applicable de ce type de turbine a atteint 80 m ou plus.
3) Turbine tubulaire.Le débit d'eau de ce type de turbine à eau s'écoule axialement hors de la roue, et il n'y a pas de rotation avant et après la roue.La plage de tête d'utilisation est de 3 à 20..Le fuselage présente les avantages d'une petite hauteur, de bonnes conditions d'écoulement de l'eau, d'un rendement élevé, de moins de génie civil, d'un faible coût, de l'absence de volutes et de tubes de tirage incurvés, et plus la tête est basse, plus les avantages sont évidents.
Les turbines tubulaires sont divisées en deux types : à passage intégral et à passage semi-circulé selon la connexion du générateur et le mode de transmission.Les turbines à flux semi-traversant sont en outre divisées en type bulbe, type arbre et type extension d'arbre.Parmi eux, le type d'extension d'arbre est également divisé en deux types.Il y a un axe oblique et un axe horizontal.À l'heure actuelle, le type tubulaire à bulbe le plus largement utilisé, le type à extension d'arbre et le type à arbre vertical sont principalement utilisés dans les petites unités.Ces dernières années, le type à puits a également été utilisé dans les unités de grande et moyenne taille.
Le générateur de l'unité tubulaire d'extension d'arbre est installé à l'extérieur de la voie navigable et le générateur est relié à la turbine avec un arbre incliné plus long ou un arbre horizontal.Cette structure de type extension d'arbre est plus simple que le type bulbe.
4) Turbine à flux diagonal.La structure et la taille de la turbine à flux diagonal (également appelée diagonale) se situent entre le flux mixte et le flux axial.La principale différence est que l'axe central des aubes de roue forme un certain angle par rapport à l'axe central de la turbine.En raison des caractéristiques structurelles, l'unité n'est pas autorisée à couler pendant le fonctionnement, de sorte qu'un dispositif de protection du signal de déplacement axial est installé dans la deuxième structure pour éviter les accidents où les pales et la chambre de guidage entrent en collision.La plage de tête d'utilisation de la turbine à flux diagonal est de 25 ～ 200 m.
Heure de publication : 19 octobre 2021
