Protiútočná turbína je druh hydraulického stroja, ktorý využíva tlak prúdu vody na premenu vodnej energie na mechanickú energiu.
(1) Štruktúra.Hlavnými konštrukčnými komponentmi protiútočnej turbíny sú obežné koleso, komora na odvádzanie vody, mechanizmus na vedenie vody a sacia trubica.
1) Bežec.Koleso je súčasťou vodnej turbíny, ktorá premieňa energiu prúdu vody na rotačnú mechanickú energiu.V závislosti od smeru premeny vodnej energie sa líšia aj obežné konštrukcie rôznych protiútokových turbín.Obežné koleso Francisovej turbíny sa skladá z prúdnicových skrútených lopatiek, koruny a spodného prstenca a ďalších hlavných vertikálnych komponentov;obežné obežné koleso turbíny sa skladá z lopatiek, telesa obežného kolesa a odtokového kužeľa a ďalších hlavných komponentov: konštrukcia obežného kolesa diagonálneho toku turbíny je zložitejšia.Uhol umiestnenia čepele je možné meniť podľa pracovných podmienok a prispôsobiť ho otvoru vodiacej lopatky.Stred otáčania lopatky je v šikmom uhle (45°-60°) k osi turbíny.
2) Komora na odvádzanie vody.Jeho funkciou je zabezpečiť rovnomerné prúdenie vody do mechanizmu na vedenie vody, zníženie energetických strát a zlepšenie účinnosti turbíny.Veľké a stredne veľké turbíny často používajú kovové špirály kruhového prierezu s hlavami nad 50 m a betónové špirály lichobežníkového prierezu pre špirály pod 50 m.
3) Mechanizmus vedenia vody.Vo všeobecnosti sa skladá z určitého počtu prúdnicových vodiacich lopatiek a ich rotačných mechanizmov rovnomerne usporiadaných na obvode bežca.Jeho funkciou je rovnomerné vedenie toku vody do obežného kolesa a nastavením otvoru vodiacej lopatky zmeniť prietok turbíny tak, aby spĺňala požiadavky na zaťaženie generátora, a tiež zohráva úlohu utesnenia vody. keď je úplne zatvorený.
4) Nasávacia trubica.Prietok vody na výstupe z bežca má stále časť prebytočnej energie, ktorá nebola využitá.Úlohou nasávacej rúrky je rekuperovať túto časť energie a odvádzať vodu po prúde.Prievan sa delí na dva typy, rovný kužeľ a zakrivený.Prvý z nich má veľký energetický koeficient a je všeobecne vhodný pre malé horizontálne a rúrkové turbíny;druhý z nich má nižší hydraulický výkon ako priame kužeľe, ale má menšiu hĺbku kopania a je široko používaný vo veľkých a stredne veľkých protiútočných turbínach.
(2) Klasifikácia.Podľa axiálneho smeru prúdenia vody cez obežné koleso sa nárazová turbína delí na Francisovu turbínu, diagonálnu turbínu, axiálnu turbínu a rúrkovú turbínu.
1) Francisova turbína.Francisova (radiálne axiálne prúdenie alebo Francis) turbína je protiútoková turbína, v ktorej voda prúdi radiálne z obvodu obežného kolesa do axiálneho smeru.Tento druh turbíny má široký rozsah použiteľných hláv (30-700 m), jednoduchú konštrukciu, malý objem a nízku cenu.Najväčšou Francisovou turbínou, ktorá bola uvedená do prevádzky v Číne, je vodná elektráreň Ertan s menovitým výkonom 582 MW a maximálnym výstupným výkonom 621 MW.
2) Turbína s axiálnym prietokom.Axiálna prietoková turbína je protiúderová turbína, v ktorej voda priteká z axiálneho smeru a vyteká z obežného kolesa v axiálnom smere.Tento typ turbíny sa delí na dva typy: typ s pevnými lopatkami (skrutkový typ) a rotačný typ (typ Kaplan).Čepele prvého sú pevné a čepele druhého sa dajú otáčať.Kapacita prietoku vody axiálne prietokovej turbíny je väčšia ako u Francisovej turbíny.Pretože lopatky lopatkovej turbíny môžu meniť polohu so zmenami zaťaženia, majú vyššiu účinnosť v širokom rozsahu zmien zaťaženia.Antikavitačný výkon a mechanická pevnosť turbíny s axiálnym prietokom sú horšie ako u Francisovej turbíny a konštrukcia je tiež komplikovanejšia.V súčasnosti použiteľná hlava tohto druhu turbín dosahuje 80 m alebo viac.
3) Rúrková turbína.Prúd vody tohto druhu vodnej turbíny vyteká axiálne von z obežného kolesa a nedochádza k žiadnemu otáčaniu pred a za obežným kolesom.Rozsah využitia hlavy je 3-20..Trup má výhody malej výšky, dobrých podmienok prúdenia vody, vysokej účinnosti, menšieho stavebného inžinierstva, nízkych nákladov, bez potreby špirál a zakrivených sacích rúr a čím nižšia je hlava, tým sú výhody zreteľnejšie.
Rúrkové turbíny sa delia na dva typy: plnoprietokové a poloprietokové podľa zapojenia generátora a spôsobu prenosu.Poloprietokové turbíny sa ďalej delia na typ banky, typ hriadeľa a typ rozšírenia hriadeľa.Medzi nimi je typ rozšírenia hriadeľa tiež rozdelený na dva typy.Existuje šikmá os a horizontálna os.V súčasnosti sa najčastejšie používa rúrkový typ žiarovky, typ predĺženia hriadeľa a typ vertikálneho hriadeľa, ktoré sa väčšinou používajú v malých jednotkách.Typ hriadeľa sa v posledných rokoch používa aj vo veľkých a stredne veľkých celkoch.
Generátor rúrovej jednotky na predĺženie hriadeľa je inštalovaný mimo vodnej cesty a generátor je pripojený k turbíne dlhším šikmým hriadeľom alebo horizontálnym hriadeľom.Táto štruktúra typu predĺženia hriadeľa je jednoduchšia ako typ žiarovky.
4) Diagonálna prietoková turbína.Štruktúra a veľkosť diagonálnej prietokovej (tiež nazývanej diagonálnej) turbíny sú medzi zmiešaným prietokom a axiálnym prietokom.Hlavný rozdiel je v tom, že stred lopatiek obežného kolesa je v určitom uhle k stredovej línii turbíny.Kvôli konštrukčným vlastnostiam sa jednotka počas prevádzky nesmie potopiť, preto je v druhej konštrukcii inštalované zariadenie na ochranu signálu axiálneho posunu, aby sa zabránilo nehodám, pri ktorých dôjde ku kolízii nožov a obežnej komory.Rozsah úžitkovej hlavy diagonálnej prietokovej turbíny je 25–200 m.
Čas odoslania: 19. októbra 2021
