反応タービンは、水流の圧力を利用して水力エネルギーを機械エネルギーに変換する油圧機械の一種です。
（1）構造。反応タービンの主な構造部品には、ランナー、ヘッドレースチャンバー、ウォーターガイドメカニズム、ドラフトチューブが含まれます。
1）ランナー。ランナーは、水流エネルギーを回転する機械的エネルギーに変換する水車のコンポーネントです。異なる水エネルギー変換方向に応じて、さまざまな反応タービンのランナー構造も異なります。フランシス水車ランナーは、流線型のツイストブレード、ホイールクラウン、下部リングで構成されています。軸流タービンのランナーは、ブレード、ランナー本体、排出コーン、およびその他の主要コンポーネントで構成されています。傾斜フロータービンランナーの構造は複雑です。ブレードの配置角度は、作業条件によって変化し、ガイドベーンの開口部と一致する可能性があります。ブレードの回転中心線は、タービンの軸と斜めの角度（45°〜60°）を形成します。
2）ヘッドレースチャンバー。その機能は、水が水ガイド機構に均等に流れるようにし、エネルギー損失を減らし、水車の効率を向上させることです。水頭が50m以上の大型・中型水車には円形断面の金属製スパイラルケースがよく使われ、水頭が50m以下のタービンには台形断面のコンクリート製スパイラルケースがよく使われます。
3）ウォーターガイド機構。それは一般に、一定数の合理化されたガイドベーンと、ランナーの周囲に均一に配置されたそれらの回転機構で構成されています。その機能は、水流をランナーに均等に誘導し、発電機ユニットの負荷要件を満たすように、ガイドベーンの開口部を調整することによって水車の貫流を変更することです。また、完全に閉じたときのウォーターシールの役割も果たします。
4）ドラフトチューブ。ランナー出口の水流の残りのエネルギーの一部は利用されていません。ドラフトチューブの機能は、このエネルギーを回収し、水を下流に排出することです。ドラフトチューブは、ストレートコーン形状とカーブ形状に分けることができます。前者はエネルギー係数が大きく、一般に小型の水平および管状タービンに適しています。後者の水力性能はストレートコーンほどではありませんが、掘削深さが浅く、大型・中型のリアクションタービンに広く使用されています。
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（2）分類。反応タービンは、ランナーの軸面を通過する水の流れの方向に応じて、フランシス水車、斜流水車、軸流タービン、管状タービンに分けられます。
1）フランシス水車。フランシス（ラジアルアキシャルフローまたはフランシス）タービンは、水がランナーの周りをラジアルに流れ、アキシャルに流れる一種のリアクションタービンです。この種のタービンは、適用可能なヘッドの範囲が広く（30〜700m）、構造が単純で、体積が小さく、コストが低くなっています。中国で稼働している最大のフランシス水車は、定格出力582mw、最大出力621MWのエルタン水力発電所のタービンです。
2）軸流タービン。軸流タービンは、水がランナーに軸方向に出入りする一種の反応タービンです。この種のタービンは、固定プロペラタイプ（スクリュープロペラタイプ）と回転プロペラタイプ（カプランタイプ）に分けられます。前者のブレードは固定されており、後者のブレードは回転することができます。軸流タービンの排出能力はフランシス水車よりも大きい。ロータータービンのブレード位置は、負荷の変化に応じて変化する可能性があるため、広範囲の負荷変化に対して高効率を発揮します。軸流タービンのキャビテーション抵抗と機械的強度はフランシス水車よりも悪く、構造もより複雑です。現在、この種のタービンの適用可能な水頭は80m以上に達しています。
3）管状タービン。この種のタービンの水流は、軸流からランナーに向かって軸方向に流れ、ランナーの前後に回転はありません。利用ヘッドの範囲は3〜20です。胴体の高さが低く、水流の状態が良く、効率が高く、土木工学の量が少なく、コストが低く、渦巻きや湾曲したドラフトチューブがなく、水頭が低いほど、より明白なその利点。
発電機の接続と送電モードに応じて、管状タービンは完全管状タイプと半管状タイプに分けられます。半管状タイプはさらにバルブタイプ、シャフトタイプ、シャフト延長タイプに分けられ、シャフト延長タイプは傾斜シャフトと水平シャフトに分けられます。現在、最も広く使用されているのは、バルブチューブラータイプ、シャフトエクステンションタイプ、シャフトタイプで、主に小型ユニットに使用されています。近年、大型・中型機にもシャフトタイプが採用されています。
軸方向延長管状ユニットの発電機は水路の外側に設置され、発電機は長い傾斜シャフトまたは水平シャフトで水車に接続されています。このシャフト延長タイプの構造は、バルブタイプよりも単純です。
4）斜流水車。対角流（対角とも呼ばれる）タービンの構造とサイズは、フランシスと軸流の間にあります。主な違いは、ランナーブレードの中心線がタービンの中心線に対して一定の角度になっていることです。構造上の特徴により、運転中にユニットが沈むことはありません。そのため、軸方向変位信号保護装置は、ブレードとランナーチャンバーの衝突を防ぐために2番目の構造に取り付けられています。斜流水車の利用水頭範囲は25〜200mです。
現在、傾斜落下タービンの世界最大の単一ユニット定格出力は215MW（旧ソビエト連邦）であり、最高利用水頭は136m（日本）です。
投稿時間：2021年9月1日
