Gagnárásarhverflinn er eins konar vökvavél sem notar þrýsting vatnsflæðisins til að breyta vatnsorku í vélræna orku.
(1) Uppbygging.Helstu byggingarhlutar gagnárásarhverflsins eru hlauparinn, vatnsleiðingarhólfið, vatnsstýribúnaðurinn og dragrörið.
1) Hlaupari.Hlauparinn er hluti af vatnshverflinum sem breytir orku vatnsflæðisins í snúnings vélræna orku.Það fer eftir stefnu vatnsorkubreytingar, hlaupabyggingar ýmissa gagnárásarhverfla eru einnig mismunandi.Francis hverflahlaupari er samsettur úr straumlínulagaðri snúnum blöðum, kórónu og neðri hring og öðrum helstu lóðréttum hlutum;axial flæði hverfla hlaupari er samsettur af blöðum, hlaupara líkama og frárennsliskeila og öðrum aðalhlutum: ská flæði hverfla hlaupari uppbygging er flóknari.Hægt er að breyta horninu fyrir staðsetningu blaðsins með vinnuskilyrðum og passa við opnun stýrispíra.Miðlína snúnings blaðsins er í skáhalla horninu (45°-60°) á ás túrbínu.
2) Vatnsleiðingarhólf.Hlutverk þess er að láta vatnið renna jafnt inn í vatnsleiðarbúnaðinn, draga úr orkutapi og bæta skilvirkni hverflans.Stórar og meðalstórar túrbínur nota oft hringlaga þversniðs málmskrúfur með höfuð yfir 50m, og trapisulaga þversnið steypukúlur fyrir þá sem eru undir 50m.
3) Vatnsstýribúnaður.Það er almennt samsett úr ákveðnum fjölda straumlínulagaðra stýrisvinga og snúningsbúnaði þeirra jafnt raðað á jaðar hlauparans.Hlutverk þess er að stýra vatnsrennsli jafnt inn í hlauparann og með því að stilla opnun stýrispírunnar til að breyta flæðishraða hverflans til að uppfylla álagskröfur rafala settsins, og það gegnir einnig hlutverki við að þétta vatn þegar það er alveg lokað.
4) Dráttarrör.Vatnsrennslið við úttak hlauparans hefur enn hluta af umframorkunni sem ekki hefur verið notaður.Hlutverk dragrörsins er að endurheimta þennan hluta orkunnar og losa vatnið niður á við.Dráttarrör skiptist í tvær gerðir, beina keilu og bogadregna.Fyrrverandi hefur stóran orkustuðul og er almennt hentugur fyrir litlar láréttar og pípulaga hverfla;sá síðarnefndi hefur lægri vökvavirkni en beinar keilur, en hefur minni grafdýpt og er mikið notaður í stórum og meðalstórum gagnárásarhverflum.
(2) Flokkun.Samkvæmt axial stefnu vatnsflæðisins í gegnum hlauparann er högghverflinum skipt í Francis hverfla, hornflæðis hverfla, axial túrbínu og pípulaga hverfla.
1) Francis hverfla.Francis (radial axial flow eða Francis) hverfla er gagnárásarhverfla þar sem vatn flæðir geislaskipt frá ummáli hlauparans í axial stefnu.Þessi tegund af hverflum hefur mikið úrval af viðeigandi hausum (30-700m), einfalda uppbyggingu, lítið rúmmál og litlum tilkostnaði.Stærsta Francis hverfillinn sem tekinn hefur verið í notkun í Kína er Ertan vatnsaflsvirkjunin, með 582 MW málafl og 621 MW hámarksafl.
2) Ásrennslishverfla.Ásrennslishverflan er gagnárásarhverfla þar sem vatn streymir inn úr axial átt og rennur út úr hlaupinu í axial átt.Þessi gerð hverfla er skipt í tvær gerðir: fastblaðagerð (skrúfagerð) og snúningsgerð (Kaplan-gerð).Blöð þess fyrrnefnda eru föst og hægt er að snúa blöðum þess síðarnefnda.Vatnsflutningsgeta ásrennslishverflans er meiri en Francis hverflans.Vegna þess að blað spaðatúrbínu getur breytt stöðu með breytingum á álagi, hafa þau meiri skilvirkni í margs konar álagsbreytingum.Afköst andstæðingur-kavitation og vélrænni styrkur axial flæði hverflanna eru verri en Francis hverfla, og uppbyggingin er einnig flóknari.Í augnablikinu hefur viðeigandi höfuðhæð þessarar tegundar hverfla náð 80m eða meira.
3) Pípulaga hverfla.Vatnsrennsli þessarar tegundar vatnstúrbínu rennur út úr hlauparanum ás og það er enginn snúningur fyrir og eftir hlauparann.Nýtingarhæð er 3-20..Skrokkurinn hefur þá kosti lítillar hæðar, góðra vatnsrennslisskilyrða, mikil afköst, minni mannvirkjagerð, litlum tilkostnaði, engin þörf á rafhlöðum og bogadregnum dráttarrörum og því lægra sem höfuðið er, því augljósari eru kostir.
Píputúrbínur skiptast í tvær gerðir: fullt gegnumrennsli og hálfflæði í samræmi við rafalatengingu og flutningsham.Hálfrennsli hverfla er frekar skipt í perugerð, bolsgerð og bolslengingargerð.Meðal þeirra er skaftframlengingargerðin einnig skipt í tvær gerðir.Það eru skáás og láréttur ás.Sem stendur er mest notaða pípulaga gerð peru, skaftlengingargerð og lóðrétt skaftgerð aðallega notuð í litlum einingum.Á undanförnum árum hefur skaftgerðin einnig verið notuð í stórum og meðalstórum einingum.
Rafall bolframlengingar pípulaga einingarinnar er sett upp utan vatnsvegsins og rafallinn er tengdur við hverflan með lengri hallandi bol eða láréttum bol.Þessi uppbygging skaftlengingar er einfaldari en perugerðin.
4) Túrbína á ská rennsli.Uppbygging og stærð hornflæðis (einnig kallað ská) hverfla er á milli blandaðs rennslis og axialstreymis.Helsti munurinn er sá að miðlína hlaupablaðanna er í ákveðnu horni við miðlínu túrbínu.Vegna uppbyggingareiginleika er einingin ekki leyfð að sökkva meðan á notkun stendur, þannig að vörn fyrir ásfærslumerki er sett upp í annarri uppbyggingu til að koma í veg fyrir slys þar sem blöðin og hlaupahólfið rekast á.Nýtingarhæð hornflæðis hverfla er 25 ~ 200m.
Birtingartími: 19. október 2021
