En reaktionsturbine er en type hydraulisk maskine, der omdanner hydraulisk energi til mekanisk energi ved hjælp af trykket fra vandstrømmen.
(1) Struktur. De vigtigste strukturelle komponenter i reaktionsturbinen omfatter løberør, hovedløbskammer, vandføringsmekanisme og sugerør.
1) Løbehjul. Løbehjulet er en komponent i en hydraulisk turbine, der omdanner vandstrømningsenergi til roterende mekanisk energi. Løbehjulstrukturen i forskellige reaktionsturbiner er også forskellig afhængigt af vandenergiomdannelsesretninger. Francis-turbinens løbehjul består af strømlinede, snoede blade, hjulkrone og nedre ring. Løbehjulet i en aksialstrømningsturbin består af blade, løbehjulskrop, udløbskegle og andre hovedkomponenter. Strukturen af den skråstrømningsturbins løbehjul er kompleks. Bladets placeringsvinkel kan ændres med arbejdsforholdene og matche åbningen af styrevingen. Bladets rotationscenterlinje danner en skrå vinkel (45 ° ~ 60 °) med turbinens akse.
2) Fremløbskammer. Dets funktion er at få vandet til at strømme jævnt til vandføringsmekanismen, reducere energitab og forbedre effektiviteten af den hydrauliske turbin. Metalspiralhus med cirkulært tværsnit bruges ofte til store og mellemstore hydrauliske turbiner med en vandsøjle over 50 m, og betonspiralhus med trapezformet tværsnit bruges ofte til turbiner med en vandsøjle under 50 m.
3) Vandføringsmekanisme. Den består generelt af et vist antal strømlinede ledeskinner og deres roterende mekanismer, der er ensartet anbragt langs løberens periferi. Dens funktion er at lede vandstrømmen jævnt til løberen og ændre den hydrauliske turbines gennemstrømning ved at justere åbningen af ledeskiven for at imødekomme generatorenhedens belastningskrav. Den fungerer også som vandtætning, når den er helt lukket.
4) Trækkerør. En del af den resterende energi i vandstrømmen ved løberens udløb er ikke blevet udnyttet. Trækkerørets funktion er at genvinde denne energi og udlede vandet nedstrøms. Trækkerøret kan opdeles i lige kegleform og buet form. Førstnævnte har en stor energikoefficient og er generelt egnet til små horisontale og rørformede turbiner. Selvom sidstnævntes hydrauliske ydeevne ikke er så god som den lige kegles, er udgravningsdybden lille, og den anvendes i vid udstrækning i store og mellemstore reaktionsturbiner.
,
(2) Klassificering. Reaktionsturbinen er opdelt i Francis-turbiner, diagonalturbiner, aksialturbiner og rørformede turbiner i henhold til vandstrømmens retning gennem løberens akseloverflade.
1) Francis-turbine. En Francis-turbine (radial aksialstrømning eller Francis-turbine) er en type reaktionsturbine, hvor vandet strømmer radialt omkring løberen og aksialt. Denne type turbine har et bredt vifte af anvendelig løftehøjde (30 ~ 700 m), enkel struktur, lille volumen og lave omkostninger. Den største Francis-turbine, der er sat i drift i Kina, er turbinen fra Ertan vandkraftværk med en nominel udgangseffekt på 582 MW og en maksimal udgangseffekt på 621 MW.
2) Aksialstrømsturbin. Aksialstrømsturbinen er en type reaktionsturbine, hvor vand strømmer aksialt ind og ud af løberøret. Denne type turbine er opdelt i en fast propeltype (skruepropeltype) og en roterende propeltype (Kaplan-type). Bladene på førstnævnte er faste, og bladene på sidstnævnte kan rotere. Udblæsningskapaciteten for en aksialstrømsturbin er større end for en Francis-turbin. Fordi rotorturbinens bladposition kan ændre sig med belastningsændringer, har den høj effektivitet i et bredt område af belastningsændringer. Kavitationsmodstanden og den mekaniske styrke for en aksialstrømsturbin er dårligere end for en Francis-turbin, og strukturen er også mere kompleks. I øjeblikket har den anvendelige løftehøjde for denne type turbine nået mere end 80 m.
3) Rørformet turbine. Vandstrømmen i denne type turbine strømmer aksialt fra den aksiale strømning til løberøret, og der er ingen rotation før og efter løberøret. Udnyttelseshøjden er 3 ~ 20. Den har fordelene ved lille flykropshøjde, gode vandstrømningsforhold, høj effektivitet, lav anlægsmængde, lave omkostninger, ingen spiralformede og buede trækrør, og jo lavere vandsøjlen er, desto mere åbenlyse er dens fordele.
I henhold til generatorens tilslutnings- og transmissionsmetode er rørformede turbiner opdelt i fuldt rørformede og halvrørformede. Halvrørformede turbiner er yderligere opdelt i bulbformede, akselformede og akselforlængende typer, hvoraf akselforlængende typer er opdelt i skrånende og vandret aksel. I øjeblikket er de mest anvendte bulbformede turbiner, akselforlængende og akselformede, som oftest bruges til små enheder. I de senere år er akseltypen også blevet brugt til store og mellemstore enheder.
Generatoren i den aksiale forlængelsesrørformede enhed er installeret uden for vandkanalen, og generatoren er forbundet med vandturbinen med en lang, skrånende aksel eller vandret aksel. Strukturen af denne akselforlængelsetype er enklere end den af bulbtypen.
4) Diagonalstrømsturbine. Strukturen og størrelsen af diagonalstrømsturbiner (også kendt som diagonal) ligger mellem Francis- og aksialstrømning. Hovedforskellen er, at løbebladets centerlinje er i en bestemt vinkel med turbinens centerlinje. På grund af de strukturelle egenskaber må enheden ikke synke under drift, så en aksialforskydningssignalbeskyttelsesenhed er installeret i den anden struktur for at forhindre kollision mellem bladet og løbebladets kammer. Udnyttelseshøjden for diagonalstrømsturbiner er 25 ~ 200 m.
I øjeblikket er den største nominelle udgangseffekt for en skrånende faldturbine i verden 215 MW (tidligere Sovjetunionen), og den højeste udnyttelseshøjde er 136 m (Japan).
Opslagstidspunkt: 1. september 2021
