काउन्टरट्याक टर्बाइन जेनरेटरको पानी इनलेट प्रवाहको कार्य सिद्धान्त र संरचनात्मक विशेषताहरू

काउन्टरट्याक टर्बाइन एक प्रकारको हाइड्रोलिक मेसिनरी हो जसले पानीको उर्जालाई मेकानिकल ऊर्जामा रूपान्तरण गर्न पानीको प्रवाहको दबाब प्रयोग गर्दछ।

(१) संरचना।काउन्टरट्याक टर्बाइनका मुख्य संरचनात्मक अवयवहरू धावक, पानी डाइभर्सन चेम्बर, पानी मार्गदर्शन संयन्त्र र ड्राफ्ट ट्यूब हुन्।
1) धावक।धावक पानी टर्बाइनको एक भाग हो जसले पानीको प्रवाहको ऊर्जालाई घुमाउने मेकानिकल ऊर्जामा रूपान्तरण गर्दछ।जल ऊर्जा रूपान्तरणको दिशामा निर्भर गर्दै, विभिन्न काउन्टरट्याक टर्बाइनहरूको धावक संरचनाहरू पनि फरक छन्।फ्रान्सिस टर्बाइन धावक सुव्यवस्थित ट्विस्टेड ब्लेड, मुकुट र तल्लो रिंग र अन्य मुख्य ठाडो अवयवहरू मिलेर बनेको हुन्छ;अक्षीय प्रवाह टर्बाइन धावक ब्लेड, रनर बडी र ड्रेन कोन र अन्य मुख्य घटकहरू मिलेर बनेको छ: विकर्ण प्रवाह टर्बाइन धावक संरचना अधिक जटिल छ।ब्लेड प्लेसमेन्ट कोण काम गर्ने अवस्थाको साथ परिवर्तन गर्न सकिन्छ र गाइड वेन खोल्नेसँग मिलाउन सकिन्छ।ब्लेड रोटेशन केन्द्र रेखा टर्बाइनको अक्षमा तिरछा कोण (45°-60°) मा छ।
2) पानी डाइभर्सन कक्ष।यसको कार्य भनेको पानीलाई पानीको मार्गनिर्देशन संयन्त्रमा समान रूपमा प्रवाह गर्न, ऊर्जाको हानि कम गर्न र टर्बाइनको दक्षतामा सुधार गर्नु हो।ठूला र मध्यम आकारका टर्बाइनहरूले प्रायः ५० मिटरभन्दा माथिको टाउको भएका गोलाकार क्रस-सेक्शन मेटल भोल्युटहरू र ५० मिटरभन्दा मुनिका लागि ट्रापेजोइडल क्रस-सेक्शन कंक्रीट भोल्युटहरू प्रयोग गर्छन्।
3) पानी मार्गदर्शन संयन्त्र।यो सामान्यतया एक निश्चित संख्यामा सुव्यवस्थित गाईड भ्यानहरू र तिनीहरूको घुमाउने संयन्त्रहरू रनरको परिधिमा समान रूपमा व्यवस्थित गरिएको हुन्छ।यसको कार्य भनेको रनरमा पानीको प्रवाहलाई समान रूपमा मार्गदर्शन गर्नु हो, र गाइड वेन खोल्ने समायोजन गरेर, जेनेरेटर सेटको लोड आवश्यकताहरू पूरा गर्न टर्बाइनको प्रवाह दर परिवर्तन गर्न, र यसले पानी सील गर्ने भूमिका पनि खेल्छ। जब यो पूर्ण रूपमा बन्द हुन्छ।
4) ड्राफ्ट ट्यूब।धावकको आउटलेटमा पानीको प्रवाहमा अझै पनि अतिरिक्त ऊर्जाको एक अंश छ जुन प्रयोग गरिएको छैन।ड्राफ्ट ट्यूबको भूमिका ऊर्जाको यस भागलाई पुन: प्राप्ति गर्न र पानीलाई डाउनस्ट्रीममा छोड्नु हो।ड्राफ्ट ट्यूब दुई प्रकारमा विभाजित छ, सीधा कोन र घुमाउरो।पहिलेको ठूलो ऊर्जा गुणांक छ र सामान्यतया सानो तेर्सो र ट्यूबलर टर्बाइनहरूको लागि उपयुक्त छ;पछिल्लोको सीधा शंकुको तुलनामा कम हाइड्रोलिक कार्यसम्पादन छ, तर सानो खन्ने गहिराइ छ, र ठूलो र मध्यम आकारको काउन्टरट्याक टर्बाइनहरूमा व्यापक रूपमा प्रयोग गरिन्छ।

(2) वर्गीकरण।धावक मार्फत पानीको प्रवाहको अक्षीय दिशा अनुसार, प्रभाव टर्बाइन फ्रान्सिस टर्बाइन, एक विकर्ण प्रवाह टर्बाइन, एक अक्षीय प्रवाह टर्बाइन र एक ट्यूबलर टर्बाइनमा विभाजित छ।
1) फ्रान्सिस टर्बाइन।फ्रान्सिस (रेडियल अक्षीय प्रवाह वा फ्रान्सिस) टर्बाइन काउन्टर-अट्याक टर्बाइन हो जसमा पानी रनरको परिधिबाट अक्षीय दिशामा रेडियल रूपमा बग्छ।यस प्रकारको टर्बाइनमा लागू हुने हेड (३०-७०० मिटर), साधारण संरचना, सानो भोल्युम र कम लागतको फराकिलो दायरा हुन्छ।चीनमा सञ्चालित सबैभन्दा ठूलो फ्रान्सिस टर्बाइन इर्टन हाइड्रोपावर प्लान्ट हो, जसको मूल्याङ्कन 582 मेगावाट र अधिकतम उत्पादन शक्ति 621 मेगावाट छ।
2) अक्षीय प्रवाह टर्बाइन।अक्षीय प्रवाह टर्बाइन एक काउन्टरट्याक टर्बाइन हो जसमा पानी अक्षीय दिशाबाट भित्र बग्छ र अक्षीय दिशामा रनरबाट बाहिर बग्छ।यस प्रकारको टर्बाइनलाई दुई प्रकारमा विभाजन गरिएको छ: फिक्स्ड-ब्लेड प्रकार (स्क्रू प्रकार) र रोटरी प्रकार (कप्लान प्रकार)।पहिलेका ब्लेडहरू फिक्स गरिएका छन्, र पछिल्लोका ब्लेडहरू घुमाउन सकिन्छ।अक्षीय प्रवाह टर्बाइनको पानी पार गर्ने क्षमता फ्रान्सिस टर्बाइनको भन्दा ठूलो छ।किनभने प्याडल टर्बाइनको ब्लेडहरूले लोडमा परिवर्तनहरूसँग स्थिति परिवर्तन गर्न सक्छ, तिनीहरूसँग लोड परिवर्तनहरूको विस्तृत दायरामा उच्च दक्षता हुन्छ।अक्षीय प्रवाह टर्बाइनको एन्टी-कैभिटेशन प्रदर्शन र मेकानिकल बल फ्रान्सिस टर्बाइनको भन्दा खराब छ, र संरचना पनि थप जटिल छ।हाल, यस प्रकारको टर्बाइनको लागू टाउको 80m वा बढी पुगेको छ।
3) ट्यूबलर टर्बाइन।यस प्रकारको वाटर टर्बाइनको पानीको प्रवाह रनरबाट अक्षीय रूपमा बग्छ, र धावकको अघि र पछि कुनै घुमाउरो हुँदैन।उपयोग हेड दायरा 3-20 हो।।फ्युसेलेजमा सानो उचाइ, राम्रो पानी प्रवाह अवस्था, उच्च दक्षता, कम सिभिल इन्जिनियरिङ, कम लागत, भोल्युट र घुमाउरो ड्राफ्ट ट्युबहरूको आवश्यकता पर्दैन, र टाउको जति तल हुन्छ, त्यति नै स्पष्ट फाइदाहरू छन्।
ट्युबुलर टर्बाइनहरू दुई प्रकारमा विभाजित छन्: जेनेरेटर जडान र प्रसारण मोड अनुसार फुल-थ्रु-फ्लो र सेमी-थ्रु-फ्लो।सेमी-थ्रु-फ्लो टर्बाइनहरू थप बल्ब प्रकार, शाफ्ट प्रकार र शाफ्ट एक्सटेन्सन प्रकारमा विभाजित छन्।तिनीहरू मध्ये, शाफ्ट विस्तार प्रकार पनि दुई प्रकारमा विभाजित छ।त्यहाँ तिरछा अक्ष र तेर्सो अक्ष छन्।हाल, सबैभन्दा व्यापक रूपमा प्रयोग हुने बल्ब ट्युबुलर प्रकार, शाफ्ट एक्सटेन्सन प्रकार र ठाडो शाफ्ट प्रकार प्रायः साना एकाइहरूमा प्रयोग गरिन्छ।हालका वर्षहरूमा, शाफ्ट प्रकार पनि ठूलो र मध्यम आकारको एकाइहरूमा प्रयोग गरिएको छ।
शाफ्ट एक्सटेन्सन ट्युबुलर एकाइको जनरेटर जलमार्ग बाहिर स्थापित छ, र जेनेरेटर लामो झुकाव शाफ्ट वा तेर्सो शाफ्टको साथ टर्बाइनमा जोडिएको छ।यो शाफ्ट विस्तार प्रकार संरचना बल्ब प्रकार भन्दा सरल छ।
4) विकर्ण प्रवाह टर्बाइन।विकर्ण प्रवाह (जसलाई विकर्ण पनि भनिन्छ) टर्बाइनको संरचना र आकार मिश्रित प्रवाह र अक्षीय प्रवाहको बीचमा हुन्छ।मुख्य भिन्नता यो हो कि धावक ब्लेडको केन्द्र रेखा टर्बाइनको केन्द्र रेखामा एक निश्चित कोणमा छ।संरचनात्मक विशेषताहरूको कारणले गर्दा, एकाइलाई सञ्चालनको क्रममा डुब्न अनुमति छैन, त्यसैले ब्लेड र रनर च्याम्बर टक्कर हुने दुर्घटनाहरू रोक्न दोस्रो संरचनामा अक्षीय विस्थापन संकेत सुरक्षा उपकरण स्थापना गरिएको छ।विकर्ण प्रवाह टर्बाइनको उपयोग हेड दायरा 25～200m छ।