Турбина контратаки представляет собой разновидность гидравлического механизма, который использует давление потока воды для преобразования энергии воды в механическую энергию.
(1) Структура.Основными конструктивными элементами контратакующей турбины являются рабочее колесо, водоотводная камера, водонаправляющий механизм и отсасывающая труба.
1) Бегун.Рабочее колесо представляет собой часть водяной турбины, которая преобразует энергию водяного потока во вращающуюся механическую энергию.В зависимости от направления преобразования энергии воды различаются и конструкции рабочих колес различных контратакующих турбин.Рабочее колесо турбины Фрэнсиса состоит из обтекаемых витых лопаток, короны и нижнего кольца и других основных вертикальных компонентов;рабочее колесо турбины с осевым потоком состоит из лопастей, корпуса рабочего колеса, сливного конуса и других основных компонентов: конструкция рабочего колеса турбины с диагональным потоком более сложна.Угол установки лопасти можно изменить в зависимости от условий работы и согласовать с отверстием направляющего аппарата.Осевая линия вращения лопатки проходит под косым углом (45°-60°) к оси турбины.
2) Водоотводная камера.Его функция состоит в том, чтобы обеспечить равномерный поток воды в направляющий механизм, уменьшить потери энергии и повысить эффективность турбины.В турбинах большого и среднего размера часто используются металлические улитки круглого сечения с напором более 50 м и бетонные улитки трапециевидного сечения для напора менее 50 м.
3) Механизм подачи воды.Обычно он состоит из определенного количества обтекаемых направляющих лопаток и их вращающихся механизмов, равномерно расположенных по периферии рабочего колеса.Его функция состоит в том, чтобы равномерно направлять поток воды в рабочее колесо и, регулируя открытие направляющего аппарата, изменять скорость потока турбины в соответствии с требованиями нагрузки генераторной установки, а также играет роль уплотнения воды. когда он полностью закрыт.
4) Отсасывающая трубка.В потоке воды на выходе из рабочего колеса остается часть избыточной энергии, которая не была использована.Роль отсасывающей трубы заключается в рекуперации этой части энергии и сбросе воды вниз по течению.Вытяжная труба делится на два типа: прямоконусную и изогнутую.Первый имеет большой энергетический коэффициент и обычно подходит для небольших горизонтальных и трубчатых турбин;последний имеет меньшую гидравлическую производительность, чем прямые конусы, но имеет меньшую глубину копания и широко используется в больших и средних контратакующих турбинах.
(2) Классификация.В соответствии с осевым направлением потока воды через рабочее колесо ударная турбина делится на турбину Фрэнсиса, диагональную турбину, осевую турбину и трубчатую турбину.
1) Турбина Фрэнсиса.Турбина Фрэнсиса (радиально-осевого потока или Фрэнсиса) представляет собой контратакующую турбину, в которой вода течет радиально от окружности рабочего колеса в осевом направлении.Этот тип турбины имеет широкий диапазон применимых напоров (30-700 м), простую конструкцию, небольшой объем и низкую стоимость.Крупнейшей турбиной Фрэнсиса, введенной в эксплуатацию в Китае, является Эртанская гидроэлектростанция с номинальной выходной мощностью 582 МВт и максимальной выходной мощностью 621 МВт.
2) Осевая турбина.Осевая турбина представляет собой контратакующую турбину, в которой вода поступает в осевом направлении и вытекает из рабочего колеса в осевом направлении.Этот тип турбины делится на два типа: с фиксированными лопастями (винтовой тип) и роторный тип (тип Каплана).Лопасти первых неподвижны, а лопасти вторых могут вращаться.Водопропускная способность осевой турбины больше, чем у турбины Фрэнсиса.Поскольку лопатки лопастной турбины могут менять положение при изменении нагрузки, они имеют более высокий КПД в широком диапазоне изменения нагрузки.Противокавитационные характеристики и механическая прочность осевой турбины хуже, чем у турбины Фрэнсиса, а конструкция также сложнее.В настоящее время применимый напор такого типа турбины достигает 80 м и более.
3) Трубчатая турбина.Водяной поток этой водяной турбины течет в осевом направлении из рабочего колеса, и перед рабочим колесом и после него нет вращения.Диапазон использования головы составляет 3-20..Фюзеляж имеет преимущества небольшой высоты, хороших условий для потока воды, высокой эффективности, меньшего количества гражданского строительства, низкой стоимости, отсутствия необходимости в улитках и изогнутых тяговых трубах, а чем ниже головка, тем более очевидны преимущества.
Трубчатые турбины делятся на два типа: полнопроходные и полупроходные по типу подключения к генератору и режиму передачи.Полупроточные турбины подразделяются на грушевидные, осевые и удлиненные.Среди них тип удлинения вала также делится на два типа.Есть наклонная ось и горизонтальная ось.В настоящее время в небольших установках в основном используются наиболее широко используемые колбы трубчатого типа, типа с удлиненным валом и типа с вертикальным валом.В последние годы валовый тип также используется в крупных и средних агрегатах.
Генератор трубчатого узла удлинения вала установлен вне водного пути, а генератор соединен с турбиной более длинным наклонным валом или горизонтальным валом.Эта конструкция с удлинением вала проще, чем с колбой.
4) Турбина с диагональным потоком.Структура и размер турбины с диагональным потоком (также называемой диагональной) находятся между смешанным потоком и осевым потоком.Основное отличие состоит в том, что осевая линия рабочих лопаток находится под определенным углом к осевой линии турбины.Из-за конструктивных особенностей устройство не может утонуть во время работы, поэтому во второй конструкции установлено устройство защиты сигнала осевого смещения для предотвращения несчастных случаев, связанных со столкновением лопастей и рабочей камеры.Диапазон рабочего напора диагональной турбины составляет 25～200 м.
Время публикации: 19 октября 2021 г.
