La turbina di reazione è un tipo di macchina idraulica che converte l'energia idraulica in energia meccanica utilizzando la pressione del flusso d'acqua.
(1) Struttura.I principali componenti strutturali della turbina di reazione includono il corridore, la camera di corsa di testa, il meccanismo di guida dell'acqua e il tubo di tiraggio.
1) Corridore.Runner è un componente della turbina idraulica che converte l'energia del flusso d'acqua in energia meccanica rotante.A seconda delle diverse direzioni di conversione dell'energia dell'acqua, anche le strutture dei corridori di varie turbine di reazione sono diverse.La girante della turbina Francis è composta da pale intrecciate, corona della ruota e anello inferiore aerodinamici;Il canale della turbina a flusso assiale è composto da pale, corpo del canale, cono di scarico e altri componenti principali: la struttura del canale della turbina a flusso inclinato è complessa.L'angolo di posizionamento della lama può variare con le condizioni di lavoro e corrispondere all'apertura della pala di guida.La linea centrale di rotazione della pala forma un angolo obliquo (45°~60°) con l'asse della turbina.
2) Camera di testata.La sua funzione è di far fluire l'acqua in modo uniforme al meccanismo di guida dell'acqua, ridurre la perdita di energia e migliorare l'efficienza della turbina idraulica.La cassa a spirale metallica a sezione circolare è spesso utilizzata per turbine idrauliche di grandi e medie dimensioni con battente d'acqua superiore a 50 m, e la cassa a spirale in cemento a sezione trapezoidale è spesso utilizzata per turbine con battente d'acqua inferiore a 50 m.
3) Meccanismo di guida dell'acqua.È generalmente composto da un certo numero di alette di guida aerodinamiche e dai loro meccanismi rotanti disposti uniformemente sulla periferia della guida.La sua funzione è quella di guidare il flusso d'acqua al canale in modo uniforme e di modificare il flusso di passaggio della turbina idraulica regolando l'apertura della pala di guida, in modo da soddisfare i requisiti di carico del gruppo generatore.Svolge anche il ruolo di tenuta all'acqua quando è completamente chiuso.
4) Tubo di pescaggio.Parte dell'energia residua nel flusso d'acqua all'uscita del canale non è stata utilizzata.La funzione del tubo di tiraggio è di recuperare questa energia e scaricare l'acqua a valle.Il tubo di tiraggio può essere diviso in forma conica diritta e forma curva.Il primo ha un grande coefficiente energetico ed è generalmente adatto per piccole turbine orizzontali e tubolari;Sebbene le prestazioni idrauliche di quest'ultimo non siano buone come quelle del cono rettilineo, la profondità di scavo è ridotta ed è ampiamente utilizzato in turbine di reazione di grandi e medie dimensioni.
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(2) Classificazione.La turbina di reazione è suddivisa in turbina Francis, turbina diagonale, turbina assiale e turbina tubolare secondo la direzione del flusso d'acqua che passa attraverso la superficie dell'albero del corridore.
1) Turbina Francis.La turbina Francis (flusso assiale radiale o Francis) è una sorta di turbina di reazione in cui l'acqua scorre radialmente attorno al corridore e scorre assialmente.Questo tipo di turbina ha un'ampia gamma di prevalenza applicabile (30 ~ 700 m), struttura semplice, volume ridotto e basso costo.La più grande turbina Francis messa in funzione in Cina è la turbina della centrale idroelettrica di Ertan, con una potenza nominale di 582 MW e una potenza massima di 621 MW.
2) Turbina a flusso assiale.La turbina a flusso assiale è una sorta di turbina di reazione in cui l'acqua scorre in entrata e in uscita dal corridore assialmente.Questo tipo di turbina si divide in tipo ad elica fissa (tipo ad elica a vite) e tipo ad elica rotativa (tipo Kaplan).Le lame del primo sono fisse e le lame del secondo possono ruotare.La capacità di scarico della turbina a flusso assiale è maggiore di quella della turbina Francis.Poiché la posizione della pala della turbina del rotore può cambiare con la variazione del carico, ha un'elevata efficienza in un'ampia gamma di variazioni del carico.La resistenza alla cavitazione e la resistenza meccanica della turbina a flusso assiale sono peggiori di quelle della turbina Francis e anche la struttura è più complessa.Allo stato attuale, la prevalenza applicabile di questo tipo di turbina ha raggiunto più di 80 m.
3) Turbina tubolare.Il flusso d'acqua di questo tipo di turbina scorre assialmente dal flusso assiale alla girante e non c'è rotazione prima e dopo la girante.L'intervallo di prevalenza di utilizzo è 3 ~ 20. Presenta i vantaggi di una piccola altezza della fusoliera, buone condizioni di flusso d'acqua, alta efficienza, bassa quantità di ingegneria civile, basso costo, nessuna voluta e tubo di tiraggio curvo e più basso è il battente dell'acqua, il più evidenti i suoi vantaggi.
Secondo la connessione e la modalità di trasmissione del generatore, la turbina tubolare è divisa in tipo tubolare pieno e tipo semitubolare.Il tipo semitubolare è ulteriormente suddiviso in tipo a bulbo, tipo di albero e tipo di estensione dell'albero, tra cui il tipo di estensione dell'albero è suddiviso in albero inclinato e albero orizzontale.Attualmente, i più utilizzati sono il tipo tubolare a bulbo, il tipo con prolunga dell'albero e il tipo con albero, che vengono utilizzati principalmente per piccole unità.Negli ultimi anni, il tipo ad albero è utilizzato anche per unità di grandi e medie dimensioni.
Il generatore dell'unità tubolare ad estensione assiale è installato all'esterno del canale dell'acqua e il generatore è collegato alla turbina idraulica con un lungo albero inclinato o un albero orizzontale.La struttura di questo tipo di prolunga dell'albero è più semplice di quella del tipo a bulbo.
4) Turbina a flusso diagonale.La struttura e le dimensioni della turbina a flusso diagonale (noto anche come diagonale) sono comprese tra Francis e il flusso assiale.La differenza principale è che la linea centrale della pala del corridore è ad un certo angolo con la linea centrale della turbina.A causa delle caratteristiche strutturali, l'unità non può affondare durante il funzionamento, quindi il dispositivo di protezione del segnale di spostamento assiale è installato nella seconda struttura per prevenire la collisione tra la lama e la camera del pattino.L'intervallo di prevalenza di utilizzo della turbina a flusso diagonale è di 25 ~ 200 m.
Attualmente, la più grande potenza di uscita nominale di una singola unità di turbina a caduta inclinata al mondo è di 215 MW (ex Unione Sovietica) e la prevalenza massima di utilizzo è di 136 m (Giappone).
Orario di pubblicazione: 01-set-2021
