Modangrebsturbinen er en slags hydraulisk maskineri, der bruger trykket fra vandstrømmen til at omdanne vandenergi til mekanisk energi.
(1) Struktur. De vigtigste strukturelle komponenter i modangrebsturbinen er løberøret, vandafledningskammeret, vandføringsmekanismen og trækrøret.
1) Løbehjul. Løbehjulet er en del af vandturbinen, der omdanner energien fra vandstrømmen til roterende mekanisk energi. Afhængigt af retningen af vandenergiomdannelsen er løbehjulstrukturen i forskellige modangrebsturbiner også forskellig. Francis-turbinens løbehjul består af strømlinede, snoede blade, krone og nedre ring samt andre vertikale hovedkomponenter; aksialstrømsturbinens løbehjul består af blade, løbehjulskrop og drænkegle samt andre hovedkomponenter; diagonalstrømsturbinens løbehjulstruktur er mere kompleks. Bladplaceringsvinklen kan ændres med driftsforholdene og matches med styrevingens åbning. Bladrotationens centerlinje er i en skrå vinkel (45°-60°) i forhold til turbinens akse.
2) Vandafledningskammer. Dets funktion er at få vandet til at strømme jævnt ind i vandføringsmekanismen, reducere energitab og forbedre turbinens effektivitet. Store og mellemstore turbiner bruger ofte metalsnurrer med cirkulært tværsnit og trykhøjder over 50 m og betonsnurrer med trapezformet tværsnit til dem under 50 m.
3) Vandføringsmekanisme. Den består generelt af et vist antal strømlinede ledevinger og deres roterende mekanismer, der er jævnt anbragt langs periferien af løberen. Dens funktion er at lede vandstrømmen jævnt ind i løberen og ved at justere åbningen af ledevingen ændre turbinens strømningshastighed for at imødekomme generatorsættets belastningskrav. Den spiller også en rolle i at forsegle vand, når den er helt lukket.
4) Trækkerør. Vandstrømmen ved udløbet af løberøret har stadig en del af den overskydende energi, der ikke er blevet brugt. Trækkerørets rolle er at genvinde denne del af energien og udlede vandet nedstrøms. Trækkerør er opdelt i to typer, lige kegleformede og buede. Førstnævnte har en stor energikoefficient og er generelt egnet til små horisontale og rørformede turbiner; sidstnævnte har lavere hydraulisk ydeevne end lige kegler, men har en mindre gravedybde og bruges i vid udstrækning i store og mellemstore modangrebsturbiner.
(2) Klassificering. I henhold til den aksiale retning af vandstrømmen gennem løberen er slagturbinen opdelt i en Francis-turbine, en diagonalstrømsturbine, en aksialstrømsturbine og en rørformet turbine.
1) Francis-turbine. En Francis-turbine (radial aksialstrømning eller Francis-turbine) er en modangrebsturbine, hvor vandet strømmer radialt fra løberørets omkreds til den aksiale retning. Denne type turbine har et bredt udvalg af anvendelige løftehøjder (30-700 m), enkel struktur, lille volumen og lave omkostninger. Den største Francis-turbine, der er sat i drift i Kina, er Ertan-vandkraftværket med en nominel udgangseffekt på 582 MW og en maksimal udgangseffekt på 621 MW.
2) Aksialstrømsturbin. Aksialstrømsturbinen er en modangrebsturbine, hvor vand strømmer ind fra aksial retning og ud af løberen i aksial retning. Denne type turbine er opdelt i to typer: typen med faste blade (skruetype) og typen med roterende blade (Kaplan-type). Bladene på førstnævnte er faste, og bladene på sidstnævnte kan roteres. Aksialstrømsturbinens vandgennemstrømningskapacitet er større end Francis-turbinens. Fordi paddelturbinens blade kan ændre position med ændringer i belastningen, har de højere effektivitet i en bred vifte af belastningsændringer. Aksialstrømsturbinens anti-kavitationsevne og mekaniske styrke er dårligere end Francis-turbinens, og strukturen er også mere kompliceret. I øjeblikket har den anvendelige løftehøjde for denne type turbine nået 80 m eller mere.
3) Rørformet turbine. Vandstrømmen fra denne type vandturbine strømmer aksialt ud af løberøret, og der er ingen rotation før og efter løberøret. Udnyttelseshøjden er 3-20. . Skroget har fordelene ved lille højde, gode vandstrømningsforhold, høj effektivitet, mindre anlægsarbejde, lave omkostninger, intet behov for spiralformede ventiler og buede trækrør, og jo lavere højden er, desto mere åbenlyse er fordelene.
Rørformede turbiner er opdelt i to typer: fuldgennemstrømning og semi-gennemstrømning i henhold til generatortilslutning og transmissionstilstand. Semi-gennemstrømningsturbiner er yderligere opdelt i bulbtype, akseltype og akselforlængelsetype. Blandt disse er akselforlængelsetypen også opdelt i to typer. Der er skrå akse og vandret akse. I øjeblikket bruges de mest anvendte bulb-rørformede typer, akselforlængelsetypen og vertikale akseltyper mest i små enheder. I de senere år er akseltypen også blevet brugt i store og mellemstore enheder.
Generatoren i den rørformede akselforlængelse er installeret uden for vandvejen, og generatoren er forbundet til turbinen med en længere, skrånende aksel eller vandret aksel. Denne akselforlængelsetypestruktur er enklere end bulbtypen.
4) Diagonalstrømsturbine. Strukturen og størrelsen af diagonalstrømsturbinen (også kaldet diagonal) ligger mellem den blandede strømning og den aksiale strømning. Hovedforskellen er, at løbebladenes centerlinje er i en bestemt vinkel i forhold til turbinens centerlinje. På grund af de strukturelle egenskaber må enheden ikke synke under drift, så en aksial forskydningssignalbeskyttelsesenhed er installeret i den anden struktur for at forhindre ulykker, hvor vingerne og løbekammeret støder sammen. Udnyttelseshøjden for diagonalstrømsturbinen er 25~200 m.
Opslagstidspunkt: 19. oktober 2021
