Protinapadna turbina je neke vrste hidravlični stroj, ki uporablja pritisk vodnega toka za pretvarjanje vodne energije v mehansko energijo.
(1) Struktura.Glavne strukturne komponente protinapadne turbine so tekač, komora za preusmeritev vode, mehanizem za vodenje vode in vlečna cev.
1) Tekač.Tekač je del vodne turbine, ki pretvarja energijo vodnega toka v vrtljivo mehansko energijo.Glede na smer pretvorbe vodne energije se razlikujejo tudi nosilne strukture različnih protinapadnih turbin.Francis turbinski tekač je sestavljen iz poenostavljenih zasukanih lopatic, krone in spodnjega obroča ter drugih glavnih navpičnih komponent;Aksialni pretočni turbinski tekač je sestavljen iz lopatic, telesa tekača in odtočnega stožca ter drugih glavnih komponent: struktura tekača diagonalne turbine je bolj zapletena.Kot namestitve rezila je mogoče spremeniti glede na delovne pogoje in ga uskladiti z odprtino vodilne lopatice.Središčna črta vrtenja lopatic je pod poševnim kotom (45°-60°) na os turbine.
2) Komora za preusmeritev vode.Njegova funkcija je enakomerno pretok vode v mehanizem za vodenje vode, zmanjšanje izgube energije in izboljšanje učinkovitosti turbine.Velike in srednje velike turbine pogosto uporabljajo kovinske volute krožnega preseka z glavo nad 50 m in betonske volute trapeznega preseka za tiste pod 50 m.
3) Mehanizem vodenja vode.Na splošno je sestavljen iz določenega števila poenostavljenih vodilnih lopatic in njihovih vrtljivih mehanizmov, enakomerno razporejenih na obodu tekača.Njegova funkcija je enakomerno usmerjati pretok vode v tekač in s prilagajanjem odprtine vodilne lopatice spremeniti pretok turbine, da ustreza zahtevam obremenitve generatorskega agregata, igra pa tudi vlogo tesnjenja vode. ko je popolnoma zaprt.
4) Vlečna cev.Pretok vode na izstopu iz tekača ima še vedno del presežka energije, ki ni bil porabljen.Vloga vlečne cevi je, da pridobi ta del energije in izpusti vodo navzdol.Vlečna cev je razdeljena na dve vrsti, ravni stožec in ukrivljen.Prvi ima velik energijski koeficient in je na splošno primeren za majhne horizontalne in cevaste turbine;slednji ima nižjo hidravlično zmogljivost kot ravni stožci, vendar ima manjšo globino kopanja in se pogosto uporablja v velikih in srednje velikih protinapadnih turbinah.
(2) Razvrstitev.Glede na aksialno smer vodnega toka skozi tekač se udarna turbina deli na Francisovo turbino, diagonalno pretočno turbino, aksialno pretočno turbino in cevno turbino.
1) Francisova turbina.Francisova (radialni aksialni tok ali Francis) turbina je protinapadna turbina, pri kateri voda teče radialno od oboda tekača v aksialno smer.Ta vrsta turbine ima široko paleto uporabnih glav (30-700 m), preprosto strukturo, majhno prostornino in nizke stroške.Največja Francisova turbina, ki je bila zagnana na Kitajskem, je hidroelektrarna Ertan z nazivno izhodno močjo 582 MW in največjo izhodno močjo 621 MW.
2) Turbina z aksialnim tokom.Aksialna pretočna turbina je protinapadna turbina, v kateri voda priteka iz aksialne smeri in teče iz tekača v aksialni smeri.Ta tip turbine je razdeljen na dve vrsti: tip s fiksno lopatico (vijačni tip) in rotacijski (tip Kaplan).Rezila prvega so fiksna, rezila drugega pa se lahko vrtijo.Kapaciteta pretoka vode aksialne turbine je večja kot pri Francisovi turbini.Ker lahko lopatice lopatične turbine spreminjajo položaj s spremembami obremenitve, imajo večjo učinkovitost pri širokem razponu sprememb obremenitve.Protikavitacijska zmogljivost in mehanska trdnost aksialne turbine sta slabši od Francisove turbine, struktura pa je tudi bolj zapletena.Trenutno je veljavna glava te vrste turbine dosegla 80 m ali več.
3) Cevna turbina.Vodni tok te vrste vodne turbine teče aksialno iz tekača in ni vrtenja pred in za tekačem.Razpon glave uporabe je 3-20..Prednosti trupa so majhna višina, dobri pogoji pretoka vode, visoka učinkovitost, manj gradbenih del, nizki stroški, ni potrebe po volutih in ukrivljenih vlečnih ceveh, in nižja kot je glava, bolj očitne so prednosti.
Cevne turbine so razdeljene na dve vrsti: polno pretočne in polpretočne glede na priključek generatorja in način prenosa.Polpretočne turbine so nadalje razdeljene na tip žarnice, tip gredi in tip podaljška gredi.Med njimi je tudi tip podaljška gredi razdeljen na dve vrsti.Obstajata poševna in vodoravna os.Trenutno se najpogosteje uporablja cevni tip žarnice, tip podaljška gredi in tip navpične gredi večinoma v majhnih enotah.V zadnjih letih se tip gredi uporablja tudi v velikih in srednje velikih enotah.
Generator cevnega agregata podaljška gredi je nameščen izven vodne poti, generator pa je povezan s turbino z daljšo nagnjeno gredjo ali vodoravno gredjo.Ta struktura podaljška gredi je enostavnejša od tipa žarnice.
4) Turbina z diagonalnim tokom.Struktura in velikost diagonalne (imenovane tudi diagonalne) turbine sta med mešanim in aksialnim tokom.Glavna razlika je v tem, da je središčna linija lopatic pod določenim kotom glede na središčnico turbine.Zaradi strukturnih značilnosti se enota med delovanjem ne sme potopiti, zato je v drugi konstrukciji nameščena naprava za zaščito signala aksialnega premika, da se preprečijo nesreče, da bi rezila in komora tekača trčili.Razpon glave uporabe diagonalne turbine je 25～200 m.
Čas objave: 19. oktober 2021
