En vandturbine er en maskine, der omdanner vands potentielle energi til mekanisk energi. Ved at bruge denne maskine til at drive en generator kan vandenergien omdannes til
Elektricitet Dette er hydrogeneratorsættet.
Moderne hydrauliske turbiner kan opdeles i to kategorier i henhold til princippet om vandgennemstrømning og strukturelle egenskaber.
En anden type turbine, der udnytter både vandets kinetiske energi og potentielle energi, kaldes en slagturbine.
Modangreb
Vandet, der trækkes fra det opstrøms reservoir, strømmer først til vandafledningskammeret (spiralen) og strømmer derefter ind i den buede kanal på løbebladet gennem ledeskovlen.
Vandstrømmen skaber en reaktionskraft på bladene, hvilket får impelleren til at rotere. På dette tidspunkt omdannes vandenergien til mekanisk energi, og vandet, der strømmer ud af løberen, udledes gennem sugerøret.
Nedstrøms.
Slagturbinen anvender primært Francis-strømning, skrå strømning og aksial strømning. Hovedforskellen er, at løberørets struktur er anderledes.
(1) Francis-løbehjulet består generelt af 12-20 strømlinede, snoede blade og hovedkomponenter såsom hjulkrone og nedre ring.
Denne type turbine har en bred vifte af anvendelige vandsøjler, lille volumen og lave omkostninger, og den bruges i vid udstrækning i områder med høj vandsøjle, både indstrømning og aksial udstrømning.
Aksialstrømning er opdelt i propeltype og roterende type. Førstnævnte har et fast blad, mens sidstnævnte har et roterende blad. Aksialstrømningsløber består generelt af 3-8 blade, et løberørskrop, en drænkegle og andre hovedkomponenter. Vandgennemstrømningskapaciteten for denne type turbine er større end for Francis-strømningsturbiner. For paddelturbiner. Fordi bladet kan ændre sin position med belastningen, har den høj effektivitet i området med store belastningsændringer. Anti-kavitationsydelsen og styrken af turbinen er dårligere end for blandetstrømningsturbiner, og strukturen er også mere kompliceret. Generelt er den egnet til lavt og mellemstort vandtryksområde på 10.
(2) Vandafledningskammerets funktion er at få vandet til at strømme jævnt ind i vandføringsmekanismen, reducere energitabet i vandføringsmekanismen og forbedre vandhjulet.
maskineffektivitet. Til store og mellemstore turbiner med en vandsøjle ovenover anvendes ofte en metalspiral med et cirkulært tværsnit.
(3) Vandføringsmekanismen er generelt arrangeret jævnt omkring løberen, med et vist antal strømlinede føringsvinger og deres roterende mekanismer osv.
Funktionen af sammensætningen er at lede vandstrømmen jævnt ind i løberen, og ved at justere åbningen af ledeskovlen at ændre turbinens overløb, så det passer til
Kravene til justering og ændring af generatorbelastningen kan også spille en rolle i vandtætningen, når de alle er lukket.
(4) Trækrør: Da noget af den resterende energi i vandstrømmen ved udløbet af løberen ikke udnyttes, er trækrørets funktion at genvinde
En del af energien og dræner vandet nedstrøms. Små turbiner bruger generelt ligekoniske trækrør, som har høj effektivitet, men store og mellemstore turbiner er
Vandrørene kan ikke graves særlig dybt, så der anvendes albuebøjede trækrør.
Derudover er der rørformede turbiner, skråstrømsturbiner, reversible pumpeturbiner osv. i slagturbinen.
Slagturbine:
Denne type turbine bruger slagkraften fra en højhastighedsvandstrøm til at rotere turbinen, og den mest almindelige er spandtypen.
Spanturbiner anvendes generelt i ovennævnte vandkraftværker med høj løftehøjde. Deres arbejdsdele omfatter hovedsageligt akvædukter, dyser og sprøjter.
Nål, vandhjul og spiral osv. er udstyret med mange solide, skeformede vandspande på yderkanten af vandhjulet. Virkningsgraden af denne turbine varierer med belastningen.
Ændringen er lille, men vandgennemstrømningskapaciteten er begrænset af dysen, som er meget mindre end den radiale aksiale strømning. For at forbedre vandgennemstrømningskapaciteten skal outputtet øges, og
For at forbedre effektiviteten er den store vandspandturbine blevet ændret fra en vandret akse til en lodret akse og udviklet fra en enkelt dyse til en med flere dyser.
3. Introduktion til reaktionsturbinens struktur
Den nedgravede del, inklusive spiralen, sæderingen, sugerøret osv., er alle nedgravet i betonfundamentet. Det er en del af enhedens vandaflednings- og overløbsdele.
Volut
Voluten er opdelt i en betonvolut og en metalvolut. Enheder med en vandsøjle inden for 40 meter bruger for det meste en betonvolut. Til turbiner med en vandsøjle større end 40 meter anvendes metalvolutter generelt på grund af behovet for styrke. Metalvoluten har fordelene ved høj styrke, bekvem forarbejdning, enkel konstruktion og nem tilslutning til kraftværkets vandafledningsrør.
Der findes to typer metalvolutter, svejsede og støbte.
Til store og mellemstore slagturbiner med en vandsøjle på omkring 40-200 meter anvendes oftest svejsede stålplade-snudepunkter. For at lette svejsningen er snudepunktet ofte opdelt i flere koniske sektioner, hvor hver sektion er cirkulær, og snudepunktets bagsektion er mindre, og det ændres til en oval form for svejsning med sæderingen. Hvert koniske segment valses af en pladevalsemaskine.
I små Francis-turbiner anvendes ofte støbejernsspiraler, der er støbt som en helhed. Til turbiner med høj løftehøjde og stor kapacitet anvendes normalt en støbt stålspiral, hvor spiralen og sæderingen er støbt i ét.
Den nederste del af pumpehuset er udstyret med en drænventil til at dræne det akkumulerede vand under vedligeholdelse.
Sædering
Sæderingen er den grundlæggende del af slagturbinen. Udover at bære vandtrykket bærer den også vægten af hele enheden og betonen i enhedsektionen, så den kræver tilstrækkelig styrke og stivhed. Sæderingens grundlæggende mekanisme består af en øvre ring, en nedre ring og en fast føringsvinge. Den faste føringsvinge er støttesæderingen, stiveren, der overfører den aksiale belastning, og strømningsfladen. Samtidig er den en vigtig referencedel i samlingen af turbinens hovedkomponenter, og den er en af de tidligst installerede dele. Derfor skal den have tilstrækkelig styrke og stivhed, og samtidig skal den have god hydraulisk ydeevne.
Sæderingen er både en lastbærende del og en gennemstrømningsdel, så gennemstrømningsfladen har en strømlinet form for at sikre minimalt hydraulisk tab.
Sæderingen har generelt tre strukturelle former: form som en enkelt søjle, form som en semi-integral form og form som en integreret form. Til Francis-turbiner anvendes normalt en integreret sædering.
Trækrør og fundamentring
Trækkerøret er en del af turbinens strømningskanal, og der findes to typer: lige koniske og buede. Et buet trækrør anvendes generelt i store og mellemstore turbiner. Fundamentringen er den grundlæggende del, der forbinder Francis-turbinens sædering med trækrørets indløbssektion og er indlejret i betonen. Løberens nederste ring roterer indeni.
Vandføringsstruktur
Funktionen af vandturbinens vandføringsmekanisme er at danne og ændre cirkulationsvolumenet af vandstrømmen, der kommer ind i løberen. Den roterende multi-ledevingestyring med god ydeevne er anvendt for at sikre, at vandstrømmen kommer ensartet ind langs omkredsen med et lille energitab under forskellige strømningshastigheder. Sørg for, at turbinen har gode hydrauliske egenskaber, juster strømmen for at ændre enhedens output, forsegl vandstrømmen og stop enhedens rotation under normal og uheldsnedlukning. Store og mellemstore vandføringsmekanismer kan opdeles i cylindriske, koniske (pære- og skråstrømsturbiner) og radiale (fuldt penetrerende turbiner) i henhold til ledevingernes akseposition. Vandføringsmekanismen består hovedsageligt af ledevinger, ledevingebetjeningsmekanismer, ringformede komponenter, akselmuffer, tætninger og andre komponenter.
Struktur af styreskovlanordning.
De ringformede komponenter i vandføringsmekanismen omfatter en bundring, et topdæksel, et støttedæksel, en kontrolring, en lejekonsol, en axiallejekonsol osv. De har komplekse kræfter og høje fremstillingskrav.
Bundring
Bundringen er en flad, ringformet del, der er fastgjort til sæderingen, og de fleste er støbt og svejset. På grund af begrænsninger i transportforholdene i store enheder kan den deles i to halvdele eller en kombination af flere blade. For kraftværker med sedimentslid træffes visse slidbeskyttelsesforanstaltninger på strømningsoverfladen. I øjeblikket installeres slidbeskyttelsesplader primært på endefladerne, og de fleste af dem bruger 0Cr13Ni5Mn rustfrit stål. Hvis bundringen og de øvre og nedre endeflader på styrevingen er forseglet med gummi, skal der være en halerille eller en trykpladelignende gummitætningsrille på bundringen. Vores fabrik bruger primært messingtætningsplade. Styrevingens akselhul på bundringen skal være koncentrisk med topdækslet. Topdækslet og bundringen bruges ofte til den samme boring af mellemstore og små enheder. De store enheder bores nu direkte med en CNC-boremaskine på vores fabrik.
Kontrolsløjfe
Kontrolringen er en ringformet del, der overfører relæets kraft og roterer styrevingen gennem transmissionsmekanismen.
Ledevinge
I øjeblikket har ledevinger ofte to standardbladformer, symmetriske og asymmetriske. Symmetriske ledevinger bruges generelt i aksialstrømningsturbiner med høj specifik hastighed og ufuldstændig spiralformet omslutningsvinkel; asymmetriske ledevinger bruges generelt i spiraler med fuld omslutningsvinkel og arbejder med aksialstrømning med lav specifik hastighed og en stor åbning. Turbiner og Francis-turbiner med høj og mellem specifik hastighed. De (cylindriske) ledevinger er generelt støbt i deres helhed, og støbte svejsede strukturer bruges også i store enheder.
Ledevingen er en vigtig del af vandføringsmekanismen, som spiller en nøglerolle i dannelsen og ændringen af vandcirkulationsvolumenet, der kommer ind i løberen. Ledevingen er opdelt i to dele: ledevingens krop og ledevingens akseldiameter. Generelt anvendes hele støbegodset, og store enheder bruger også støbesvejsning. Materialerne er generelt ZG30 og ZG20MnSi. For at sikre ledevingens fleksible rotation skal ledevingens øvre, midterste og nedre aksler være koncentriske, den radiale udsvingning bør ikke være større end halvdelen af diametertolerancen for den centrale aksel, og den tilladte fejl for ledevingens endeflade, der ikke er vinkelret på aksen, bør ikke overstige 0,15/1000. Profilen af ledevingens strømningsflade påvirker direkte vandcirkulationsvolumenet, der kommer ind i løberen. Ledevingens hoved og hale er generelt lavet af rustfrit stål for at forbedre kavitationsmodstanden.
Ledevingehylster og ledevingetrykanordning
Ledevingehylsteret er en komponent, der fastgør diameteren af den centrale aksel på ledevingen, og dens struktur er relateret til materialet, tætningen og højden af topdækslet. Den er for det meste i form af en integreret cylinder, og i store enheder er den for det meste segmenteret, hvilket har den fordel, at den justerer mellemrummet meget godt.
Styrevingens trykanordning forhindrer, at styrevingen opdrifter opad under påvirkning af vandtryk. Når styrevingen overstiger styrevingens egenvægt, løftes styrevingen opad, kolliderer med topdækslet og påvirker kraften på forbindelsesstangen. Trykpladen er generelt lavet af aluminiumbronze.
Styrevingepakning
Ledevingen har tre tætningsfunktioner, den ene er at reducere energitab, den anden er at reducere luftlækage under fasemodulationsdrift, og den tredje er at reducere kavitation. Ledevingetætninger er opdelt i elevations- og endetætninger.
Der er tætninger i midten og bunden af styrevingens akseldiameter. Når akseldiameteren er tætnet, er vandtrykket mellem tætningsringen og styrevingens akseldiameter tæt forseglet. Derfor er der drænhuller i muffen. Tætningen af den nedre akseldiameter er primært for at forhindre indtrængen af sediment og slid på akseldiameteren.
Der findes mange typer af styrevingetransmissionsmekanismer, og der er to almindeligt anvendte. Den ene er gaffelhovedtypen, som har en god spændingstilstand og er egnet til store og mellemstore enheder. Den anden er ørehåndtagstypen, som primært er kendetegnet ved en simpel struktur og er mere egnet til små og mellemstore enheder.
Ørehåndtagets transmissionsmekanisme består hovedsageligt af føringsvingearm, forbindelsesplade, delt halvnøgle, sikringsstift, akselmuffe, endedæksel, ørehåndtag, roterende muffe, forbindelsesstangstift osv. Kraften er ikke god, men strukturen er enkel, så den er mere egnet i små og mellemstore enheder.
Gaffeldrevmekanisme
Gaffelhovedets transmissionsmekanisme består hovedsageligt af føringsvingearm, forbindelsesplade, gaffelhoved, gaffelhovedstift, forbindelsesskrue, møtrik, halvnøgle, sikringsstift, akselmuffe, endedæksel og kompensationsring osv.
Ledevingearmen og ledevingen er forbundet med en delt kile for direkte at overføre driftsmomentet. Et endedæksel er monteret på ledevingearmen, og ledevingen er ophængt på endedækslet med en justeringsskrue. På grund af brugen af en delt halv kile bevæger ledevingen sig op og ned, når afstanden mellem ledevingehusets øvre og nedre endeflader justeres, mens positionen af andre transmissionsdele ikke påvirkes.
I gaffelhovedets transmissionsmekanisme er styrevingearmen og forbindelsespladen udstyret med sikringsstifter. Hvis styrevingerne sidder fast på grund af fremmedlegemer, vil den relevante transmissionsdeles driftskraft stige kraftigt. Når belastningen stiger til 1,5 gange, vil sikringsstifterne blive skåret over først. Beskyt andre transmissionsdele mod skader.
Derudover kan der ved forbindelsen mellem forbindelsespladen eller kontrolringen og gaffelhovedet monteres en kompensationsring til justering for at holde forbindelsesskruen vandret. Gevindene i begge ender af forbindelsesskruen er henholdsvis venstre- og højrevendte, så længden af forbindelsesstangen og åbningen af ledeskiven kan justeres under installationen.
Roterende del
Den roterende del består hovedsageligt af et løbehjul, en hovedaksel, et leje og en tætningsanordning. Løbet er samlet og svejset sammen med den øvre krone, den nedre ring og bladene. De fleste af turbinens hovedaksler er støbte. Der findes mange typer styrelejer. Afhængigt af kraftværkets driftsforhold findes der flere typer lejer, såsom vandsmøring, tynd oliesmøring og tør oliesmøring. Generelt anvender kraftværket for det meste tyndoliecylinderlejer eller bloklejer.
Francis løber
Francis-løberen består af en øvre krone, blade og en nedre ring. Den øvre krone er normalt udstyret med en anti-lækage-ring for at reducere vandlækagetab og en trykaflastningsanordning for at reducere aksial vandtryk. Den nedre ring er også udstyret med en anti-lækage-anordning.
Aksiale løbeblade
Bladet på den aksiale strømningsløber (hovedkomponenten til energiomdannelse) består af to dele: kroppen og drejepunktet. De støbes separat og kombineres med mekaniske dele såsom skruer og stifter efter bearbejdning. (Generelt er løberens diameter mere end 5 meter). Produktionen er generelt ZG30 og ZG20MnSi. Antallet af blade på løberen er generelt 4, 5, 6 og 8.
Løberkrop
Løbehjulets krop er udstyret med alle blade og betjeningsmekanismen, den øverste del er forbundet med hovedakslen, og den nederste del er forbundet med drænkeglen, som har en kompleks form. Normalt er løbehjulets krop lavet af ZG30 og ZG20MnSi. Formen er for det meste sfærisk for at reducere volumentab. Løbehjulets specifikke struktur afhænger af relæets placering og betjeningsmekanismens form. I sin forbindelse med hovedakslen bærer koblingsskruen kun den aksiale kraft, og drejningsmomentet bæres af de cylindriske stifter fordelt langs den radiale retning af samlingsfladen.
Betjeningsmekanisme
Lige kobling med betjeningsramme:
1. Når bladvinklen er i midterpositionen, er armen vandret, og plejlstangen er lodret.
2. Den roterende arm og bladet bruger cylindriske stifter til at overføre drejningsmomentet, og den radiale position placeres af låseringen.
3. Forbindelsesstangen er opdelt i indre og ydre forbindelsesstænger, og kraften er jævnt fordelt.
4. Der er et øregreb på betjeningsrammen, som er praktisk at justere under montering. Den matchende endeflade på øregrebet og betjeningsrammen er begrænset af en begrænsningsstift for at forhindre, at forbindelsesstangen sidder fast, når øregrebet er fastgjort.
5. Betjeningsrammen har en "I"-form. De fleste af dem bruges i små og mellemstore enheder med 4 til 6 klinger.
Ligekoblingsmekanisme uden betjeningsramme: 1. Betjeningsrammen er annulleret, og plejlstangen og den roterende arm drives direkte af relæstemplet i store enheder.
Skrå koblingsmekanisme med betjeningsramme: 1. Når bladrotationen er i midterpositionen, har drejearmen og plejlstangen en stor hældningsvinkel. 2. Relæets slaglængde øges, og i løberen med flere blade.
Løberum
Løbekammeret er en global svejset stålpladestruktur, og de kavitationstruede dele i midten er lavet af rustfrit stål for at forbedre kavitationsmodstanden. Løbekammeret har tilstrækkelig stivhed til at opfylde kravet om ensartet afstand mellem løbebladene og løbekammeret, når enheden kører. Vores fabrik har udviklet en komplet forarbejdningsmetode i fremstillingsprocessen: A. CNC vertikal drejebænk. B, profileringsmetode. Den lige keglesektion af trækrøret er foret med stålplader, formet på fabrikken og samlet på stedet.
Opslagstidspunkt: 26. september 2022
