Контратактна турбіна - це різновид гідравлічної машини, яка використовує тиск водяного потоку для перетворення енергії води в механічну.
(1) Структура.Основними конструктивними елементами контратакової турбіни є бігун, водовідвідна камера, водонаправляючий механізм і тяга.
1) Бігун.Бігун — це частина водяної турбіни, яка перетворює енергію потоку води в обертову механічну енергію.Залежно від напрямку перетворення енергії води різняться також і конструкція бігунів різних протитактних турбін.Бігун турбіни Френсіса складається з обтічних скручених лопатей, вінця та нижнього кільця та інших основних вертикальних компонентів;осьовий потік турбіни складається з лопатей, корпусу бігуна та зливного конуса та інших основних компонентів: структура бігуна з діагональним потоком є більш складною.Кут розміщення леза може змінюватися в залежності від умов роботи та відповідати отвору напрямної лопатки.Середня лінія повороту лопатки знаходиться під косим кутом (45°-60°) до осі турбіни.
2) Камера водовідведення.Його функція полягає в тому, щоб зробити потік води рівномірно в водонаправляючий механізм, зменшити втрати енергії та підвищити ефективність турбіни.Великі та середні турбіни часто використовують металеві завитки круглого перерізу з напором вище 50 м і бетонні завитки трапецієвидного перерізу для тих, що нижче 50 м.
3) Водопровідний механізм.Як правило, він складається з певної кількості обтічних напрямних лопаток та їх обертових механізмів, рівномірно розташованих по периферії полозу.Його функція полягає в тому, щоб направляти потік води рівномірно в бігунок і, регулюючи відкриття напрямної лопатки, змінювати швидкість потоку турбіни, щоб відповідати вимогам до навантаження генераторної установки, а також відіграє роль ущільнення води. коли він повністю закритий.
4) Труба тяга.Потік води на виході з бігуна все ще має частину надлишкової енергії, яка не була використана.Роль тягової труби полягає в тому, щоб відновити цю частину енергії та скинути воду за течією.Витяжна труба поділяється на два типи, пряму конусну і вигнуту.Перший має великий енергетичний коефіцієнт і, як правило, підходить для невеликих горизонтальних і трубчастих турбін;Останній має нижчу гідравлічну продуктивність, ніж прямі конуси, але має меншу глибину копання і широко використовується у великих і середніх контратакових турбінах.
(2) Класифікація.За осьовим напрямком потоку води через бігун ударну турбіну поділяють на турбіну Френсіса, діагональну проточну турбіну, осьову проточну турбіну та трубчасту турбіну.
1) Турбіна Френсіса.Турбіна Френсіса (радіальний осьовий потік або Френсіс) — це турбіна протистояння, в якій вода тече радіально від окружності бігуна в осьовому напрямку.Цей вид турбіни має широкий діапазон застосовуваних напорів (30-700 м), просту конструкцію, малий обсяг і низьку вартість.Найбільша турбіна Френсіса, яка була введена в експлуатацію в Китаї, - це Ертанська гідроелектростанція з номінальною вихідною потужністю 582 МВт і максимальною вихідною потужністю 621 МВт.
2) Осьова проточна турбіна.Осьова проточна турбіна - це турбіна протидії, в якій вода надходить з осьового напрямку і витікає з бігуна в осьовому напрямку.Цей тип турбіни поділяється на два типи: з фіксованою лопаткою (гвинтовий тип) і поворотний (тип Каплана).Лопаті першого закріплені, а леза другого можна обертати.Водопропускна здатність осьової проточної турбіни більша, ніж у турбіни Френсіса.Оскільки лопаті лопатевої турбіни можуть змінювати положення зі зміною навантаження, вони мають вищу ефективність у широкому діапазоні змін навантаження.Антикавітаційні характеристики та механічна міцність осьової турбіни потоку гірші, ніж у турбіни Френсіса, а також більш складна конструкція.На даний момент застосовуваний напор турбіни такого типу досяг 80 м і більше.
3) Трубчаста турбіна.Потік води такого типу водяної турбіни витікає в осьовому напрямку з бігуна, і немає обертання до і після бігуна.Діапазон напору використання становить 3-20..Фюзеляж має переваги: невелику висоту, хороші умови потоку води, високу ефективність, меншу кількість будівельних робіт, низьку вартість, відсутність потреби у завитках і вигнутих тягових трубах, і чим нижче голова, тим очевидніші переваги.
Трубчасті турбіни поділяються на два типи: повнопроточні та напівпроточні за підключенням генератора та режимом передачі.Напівпроточні турбіни поділяються на колбоподібний тип, тип валу та тип подовження валу.Серед них тип розширення валу також поділяється на два типи.Розрізняють похилу вісь і горизонтальну вісь.В даний час найбільш широко використовувані колби трубчастого типу, типу подовження валу та типу вертикального валу в основному використовуються в невеликих установках.В останні роки валовий тип також використовується у великих і середніх агрегатах.
Генератор трубчастої установки подовження валу встановлюється за межами водного тракту, а генератор з'єднується з турбіною за допомогою довшим похилим валом або горизонтальним валом.Конструкція такого типу розширення валу простіша, ніж колба.
4) Діагональна проточна турбіна.Структура і розмір діагональної (також званої діагональної) турбіни знаходяться між змішаним потоком і осьовим потоком.Основна відмінність полягає в тому, що центральна лінія лопатей бігуна знаходиться під певним кутом до центральної лінії турбіни.Через конструктивні характеристики агрегат не допускає занурення під час роботи, тому в другій конструкції встановлено пристрій захисту сигналу від осьового зміщення, щоб запобігти аварійному зіткненню лопатей і камери бігуна.Діапазон напору використання діагональної турбіни становить 25～200 м.
Час розміщення: 19 жовтня 2021 року
