Pretuzbrukuma turbīna ir sava veida hidrauliskā iekārta, kas izmanto ūdens plūsmas spiedienu, lai ūdens enerģiju pārvērstu mehāniskajā enerģijā.
(1) Struktūra.Galvenās pretuzbrukuma turbīnas konstrukcijas sastāvdaļas ir skrējējs, ūdens novirzīšanas kamera, ūdens vadīšanas mehānisms un vilkmes caurule.
1) Skrējējs.Skrejs ir ūdens turbīnas daļa, kas ūdens plūsmas enerģiju pārvērš rotējošā mehāniskajā enerģijā.Atkarībā no ūdens enerģijas pārveidošanas virziena dažādu pretuzbrukuma turbīnu skrējēju konstrukcijas arī atšķiras.Francis turbīnas skrējējs sastāv no racionalizētām savītām lāpstiņām, vainaga un apakšējā gredzena un citām galvenajām vertikālajām sastāvdaļām;aksiālās plūsmas turbīnas skrējējs sastāv no lāpstiņām, sliedes korpusa un drenāžas konusa un citām galvenajām sastāvdaļām: diagonālās plūsmas turbīnas sliedes struktūra ir sarežģītāka.Asmeņu novietošanas leņķi var mainīt atkarībā no darba apstākļiem un saskaņot ar virzošās lāpstiņas atvērumu.Lāpstiņas rotācijas centra līnija atrodas slīpā leņķī (45°-60°) pret turbīnas asi.
2) Ūdens novirzīšanas kamera.Tās funkcija ir panākt, lai ūdens vienmērīgi ieplūstu ūdens vadīšanas mehānismā, samazinātu enerģijas zudumus un uzlabotu turbīnas efektivitāti.Lielās un vidēja izmēra turbīnās bieži tiek izmantotas apļveida šķērsgriezuma metāla spirāles ar galvām virs 50 m un trapecveida šķērsgriezuma betona spirāles, kas ir mazākas par 50 m.
3) Ūdens vadīšanas mehānisms.Tas parasti sastāv no noteikta skaita racionalizētu virzošo lāpstiņu un to rotācijas mehānismiem, kas vienmērīgi izvietoti sliedes perifērijā.Tās funkcija ir vienmērīgi virzīt ūdens plūsmu skrējienā un, regulējot virzošās lāpstiņas atvērumu, mainīt turbīnas plūsmas ātrumu, lai tas atbilstu ģeneratora komplekta slodzes prasībām, kā arī pilda ūdens blīvēšanas lomu. kad tas ir pilnībā aizvērts.
4) Iegrimes caurule.Ūdens plūsmai pie skrējēja izejas joprojām ir daļa no liekās enerģijas, kas nav izmantota.Vilces caurules uzdevums ir atgūt šo enerģijas daļu un izvadīt ūdeni lejup pa straumi.Iegrimes caurule ir sadalīta divos veidos: taisnā konusā un izliektā.Pirmajam ir liels enerģijas koeficients, un tas parasti ir piemērots mazām horizontālām un cauruļveida turbīnām;pēdējam ir zemāka hidrauliskā veiktspēja nekā taisniem konusiem, taču tam ir mazāks rakšanas dziļums, un to plaši izmanto lielās un vidēja izmēra pretuzbrukuma turbīnās.
(2) Klasifikācija.Atbilstoši ūdens plūsmas aksiālajam virzienam caur skrējēju trieciena turbīna ir sadalīta Francis turbīnā, diagonālās plūsmas turbīnā, aksiālās plūsmas turbīnā un cauruļveida turbīnā.
1) Franciska turbīna.Francis (radiālā aksiālā plūsma jeb Francis) turbīna ir pretuzbrukuma turbīna, kurā ūdens plūst radiāli no sliedes apkārtmēra uz aksiālo virzienu.Šāda veida turbīnai ir plašs pielietojamo galvu klāsts (30-700m), vienkārša konstrukcija, mazs tilpums un zemas izmaksas.Lielākā Francis turbīna, kas ir nodota ekspluatācijā Ķīnā, ir Ertan hidroelektrostacija ar nominālo izejas jaudu 582 MW un maksimālo izejas jaudu 621 MW.
2) Aksiālās plūsmas turbīna.Aksiālās plūsmas turbīna ir pretuzbrukuma turbīna, kurā ūdens ieplūst no aksiālā virziena un izplūst no sliedes aksiālā virzienā.Šāda veida turbīnas ir sadalītas divos veidos: fiksēto lāpstiņu tipa (skrūves tipa) un rotācijas tipa (Kaplan tipa).Pirmā asmeņi ir fiksēti, un otrā asmeņi ir pagriežami.Aksiālās plūsmas turbīnas ūdens caurlaides jauda ir lielāka nekā Francis turbīnai.Tā kā lāpstiņas turbīnas lāpstiņas var mainīt pozīciju, mainoties slodzei, tām ir augstāka efektivitāte plašā slodzes izmaiņu diapazonā.Aksiālās plūsmas turbīnas pretkavitācijas veiktspēja un mehāniskā izturība ir sliktāka nekā Francis turbīnai, un arī struktūra ir sarežģītāka.Pašlaik šāda veida turbīnas piemērojamais augstums ir sasniedzis 80 m vai vairāk.
3) Cauruļveida turbīna.Šāda veida ūdens turbīnas ūdens plūsma aksiāli izplūst no sliedes, un pirms un pēc sliedes nav rotācijas.Izmantošanas galvas diapazons ir 3-20..Fizelāžai ir mazs augstums, labi ūdens plūsmas apstākļi, augsta efektivitāte, mazāk inženierbūvju, zemas izmaksas, nav vajadzīgas spirāles un izliektas iegrimes caurules, un jo zemāka galva, jo acīmredzamākas priekšrocības.
Cauruļveida turbīnas ir sadalītas divos veidos: pilnas caurplūdes un daļēji caurplūdes saskaņā ar ģeneratora pieslēgumu un pārraides režīmu.Puscaurplūdes turbīnas sīkāk iedala spuldzes tipa, vārpstas tipa un vārpstas pagarinājuma tipa.Starp tiem arī vārpstas pagarinājuma veids ir sadalīts divos veidos.Ir slīpā ass un horizontālā ass.Šobrīd visplašāk izmantotais spuldžu cauruļveida tips, vārpstas pagarinājuma tips un vertikālās vārpstas tips pārsvarā tiek izmantoti mazās vienībās.Pēdējos gados vārpstas tips tiek izmantots arī lielos un vidējos agregātos.
Vārpstas pagarinājuma cauruļveida bloka ģenerators ir uzstādīts ārpus ūdensceļa, un ģenerators ir savienots ar turbīnu ar garāku slīpu vārpstu vai horizontālu vārpstu.Šī vārpstas pagarinājuma tipa struktūra ir vienkāršāka nekā spuldzes tipa.
4) Diagonālās plūsmas turbīna.Diagonālās plūsmas (ko sauc arī par diagonālo) turbīnas struktūra un izmērs atrodas starp jaukto plūsmu un aksiālo plūsmu.Galvenā atšķirība ir tāda, ka sliedes lāpstiņu viduslīnija atrodas noteiktā leņķī pret turbīnas viduslīniju.Strukturālo īpašību dēļ iekārtai nav ļauts nogrimt darbības laikā, tāpēc otrajā konstrukcijā ir uzstādīta aksiālā nobīdes signāla aizsardzības ierīce, lai novērstu negadījumus, kad asmeņi un sliedes kamera saduras.Diagonālās plūsmas turbīnas izmantošanas augstuma diapazons ir 25–200 m.
Izlikšanas laiks: 19. oktobris 2021
