Reaktionsturbinen lassen sich in Francis-, Axial-, Diagonal- und Rohrturbinen unterteilen. Bei der Francis-Turbine strömt das Wasser radial in die Leitschaufeln und axial aus dem Laufrad. Bei der Axialturbine strömt das Wasser radial in die Leitschaufeln und axial in und aus dem Laufrad. Bei der Diagonalturbine strömt das Wasser radial in die Leitschaufeln und in das Laufrad, entweder in Richtung eines bestimmten Winkels zur Hauptwelle oder parallel zur Hauptwelle in Leitschaufeln und Laufrad. Bei der Rohrturbine strömt das Wasser axial in Leitschaufeln und Laufrad. Axial-, Rohr- und Diagonalturbinen lassen sich zudem bauartbedingt in Turbinen mit feststehendem und solche mit drehbarem Rotor unterteilen. Bei der Francis-Turbine sind die Laufradschaufeln feststehend. Bei der Diagonalturbine hingegen dreht sich der Rotor während des Betriebs um die Schaufelachse, um sich an veränderte Fallhöhen und Lasten anzupassen.
Verschiedene Arten von Reaktionsturbinen sind mit Wassereinlassvorrichtungen ausgestattet. Die Wassereinlassvorrichtungen großer und mittelgroßer Vertikalwellen-Reaktionsturbinen bestehen im Allgemeinen aus einem Spiralgehäuse, festen und beweglichen Leitschaufeln. Das Spiralgehäuse dient der gleichmäßigen Wasserverteilung um das Laufrad. Bei einer Fallhöhe unter 40 m wird das Spiralgehäuse der Wasserturbine üblicherweise vor Ort aus Stahlbeton gegossen; bei einer Fallhöhe über 40 m kommt häufig ein metallenes Spiralgehäuse zum Einsatz, das durch Stumpfschweißen oder als Gussteil gefertigt wird.
Bei der Reaktionsturbine durchströmt das Wasser den gesamten Laufradkanal, und alle Schaufeln werden gleichzeitig vom Wasserstrom beeinflusst. Daher ist der Laufraddurchmesser bei gleicher Fallhöhe kleiner als bei der Impulsturbine. Ihr Wirkungsgrad ist ebenfalls höher als der der Impulsturbine, jedoch ändert sich der Wirkungsgrad bei Laständerungen unterschiedlich stark.
Alle Reaktionsturbinen sind mit Saugrohren ausgestattet, die die kinetische Energie des Wasserstroms am Laufradaustritt zurückgewinnen. Das Wasser wird stromabwärts abgeleitet. Liegt der Laufradaustritt oberhalb des Wasserspiegels, wird diese potenzielle Energie in Druckenergie umgewandelt und zurückgewonnen. Bei Wasserturbinen mit geringer Fallhöhe und hohem Durchfluss ist die kinetische Energie des Laufradaustritts relativ hoch, und die Rückgewinnungsleistung des Saugrohrs hat einen signifikanten Einfluss auf den Wirkungsgrad der Turbine.
Veröffentlichungsdatum: 11. Mai 2022
