Turbina kontrataku jest rodzajem maszyny hydraulicznej, która wykorzystuje ciśnienie przepływu wody do przekształcania energii wody w energię mechaniczną.
(1) Struktura.Głównymi elementami konstrukcyjnymi turbiny kontratakowej są prowadnica, komora dywersji wody, mechanizm prowadzenia wody i rura ciągnąca.
1) Biegacz.Bieżnik jest częścią turbiny wodnej, która zamienia energię przepływu wody na obrotową energię mechaniczną.W zależności od kierunku przemiany energii wody różnią się również konstrukcje jezdne różnych turbin kontratakowych.Turbina Francisa składa się z opływowych skręconych łopatek, korony i dolnego pierścienia oraz innych głównych elementów pionowych;Turbina o przepływie osiowym składa się z łopatek, korpusu prowadnicy i stożka spustowego oraz innych głównych elementów: struktura wirnika turbiny o ukośnym przepływie jest bardziej złożona.Kąt ustawienia łopatek można zmieniać w zależności od warunków pracy i dopasowywać do otwarcia łopatek kierujących.Linia środkowa obrotu łopatek jest ustawiona pod kątem (45°-60°) do osi turbiny.
2) Komora dywersji wody.Jego zadaniem jest równomierny przepływ wody do mechanizmu prowadzącego wodę, zmniejszenie strat energii i poprawa wydajności turbiny.W turbinach dużych i średnich często stosuje się spirale metalowe o przekroju okrągłym ze spadami powyżej 50m oraz spirale betonowe o przekroju trapezowym dla tych poniżej 50m.
3) Mechanizm prowadzenia wody.Zwykle składa się z pewnej liczby opływowych łopatek kierujących i ich mechanizmów obrotowych rozmieszczonych równomiernie na obwodzie prowadnicy.Jego funkcją jest równomierne kierowanie przepływu wody do prowadnicy, a poprzez regulację otwarcia łopatki kierującej, zmiana natężenia przepływu turbiny w celu spełnienia wymagań obciążenia agregatu prądotwórczego, a także odgrywa rolę uszczelnienia wody kiedy jest całkowicie zamknięty.
4) Rurka zanurzeniowa.Przepływ wody na wylocie rynny nadal ma część niewykorzystanej nadwyżki energii.Rolą rury ciągnącej jest odzyskiwanie tej części energii i odprowadzanie wody w dół.Rurka wyciągowa jest podzielona na dwa typy, prosty stożek i zakrzywiony.Ten pierwszy ma duży współczynnik energetyczny i jest ogólnie odpowiedni dla małych turbin poziomych i rurowych;ten ostatni ma niższą wydajność hydrauliczną niż proste stożki, ale ma mniejszą głębokość kopania i jest szeroko stosowany w dużych i średnich turbinach kontratakowych.
(2) Klasyfikacja.Zgodnie z osiowym kierunkiem przepływu wody przez rynnę, turbina udarowa jest podzielona na turbinę Francisa, turbinę o ukośnym przepływie, turbinę o przepływie osiowym i turbinę rurową.
1) Turbina Francisa.Turbina Francisa (promieniowy przepływ osiowy lub Francis) to turbina przeciwnapadowa, w której woda przepływa promieniowo od obwodu rynny do kierunku osiowego.Ten rodzaj turbiny charakteryzuje się szerokim zakresem możliwych do zastosowania głowic (30-700m), prostą konstrukcją, małą objętością i niskim kosztem.Największą turbiną Francisa oddaną do eksploatacji w Chinach jest elektrownia wodna Ertan o znamionowej mocy wyjściowej 582 MW i maksymalnej mocy 621 MW.
2) Turbina o przepływie osiowym.Turbina o przepływie osiowym jest turbiną kontratakową, w której woda wpływa z kierunku osiowego i wypływa z rynny w kierunku osiowym.Ten typ turbiny dzieli się na dwa typy: ze stałą łopatką (typ śrubowy) i obrotowy (typ Kaplana).Ostrza pierwszego są nieruchome, a ostrza drugiego można obracać.Przepustowość turbiny z przepływem osiowym jest większa niż w przypadku turbiny Francisa.Ponieważ łopatki turbiny łopatkowej mogą zmieniać położenie wraz ze zmianami obciążenia, mają wyższą sprawność w szerokim zakresie zmian obciążenia.Wydajność antykawitacyjna i wytrzymałość mechaniczna turbiny z przepływem osiowym są gorsze niż turbiny Francisa, a konstrukcja jest również bardziej skomplikowana.Obecnie obowiązująca wysokość podnoszenia tego rodzaju turbiny osiągnęła 80 m lub więcej.
3) Turbina rurowa.Strumień wody tego rodzaju turbiny wodnej wypływa osiowo z prowadnicy i nie ma obrotu przed i za prowadnicą.Zakres głowicy użytkowej wynosi 3-20..Zaletą kadłuba jest niewielka wysokość, dobre warunki przepływu wody, wysoka wydajność, mniejsza inżynieria lądowa, niski koszt, brak konieczności stosowania spiral i zakrzywionych rur ciągu, a im niższa głowa, tym bardziej oczywiste zalety.
Turbiny rurowe dzielą się na dwa typy: pełnoprzepływowe i półprzepływowe w zależności od podłączenia generatora i trybu transmisji.Turbiny półprzepływowe są dalej podzielone na typ bańkowy, typ wału i typ przedłużenia wału.Wśród nich typ przedłużenia wału dzieli się również na dwa typy.Istnieje oś skośna i oś pozioma.Obecnie najczęściej stosowany typ rurowy z żarówką, typ z przedłużeniem wału i typ z wałem pionowym jest najczęściej stosowany w małych jednostkach.W ostatnich latach typ szybowy znalazł również zastosowanie w dużych i średnich jednostkach.
Generator zespołu rurowego przedłużenia wału jest zainstalowany poza torem wodnym, a generator jest połączony z turbiną za pomocą dłuższego wału skośnego lub wału poziomego.Ta struktura typu przedłużenia wału jest prostsza niż typ żarówki.
4) Turbina o przepływie diagonalnym.Struktura i wielkość turbiny z przepływem diagonalnym (zwanym również diagonalnym) znajdują się pomiędzy przepływem mieszanym a przepływem osiowym.Główna różnica polega na tym, że linia środkowa łopatek wirnika znajduje się pod pewnym kątem do linii środkowej turbiny.Ze względu na charakterystykę konstrukcyjną, urządzenie nie może zatonąć podczas pracy, dlatego w drugiej konstrukcji zainstalowano urządzenie zabezpieczające sygnał osiowego przesunięcia, aby zapobiec wypadkom, w których łopaty i komora rynny zderzają się.Zakres wysokości użytkowej turbiny o przepływie diagonalnym wynosi 25～200m.
Czas publikacji: 19 października-2021
