Η αντεπιθετική τουρμπίνα είναι ένα είδος υδραυλικού μηχανήματος που χρησιμοποιεί την πίεση της ροής του νερού για να μετατρέψει την ενέργεια του νερού σε μηχανική ενέργεια.
(1) Δομή. Τα κύρια δομικά στοιχεία της αντεπιθετικής τουρμπίνας είναι ο δρομέας, ο θάλαμος εκτροπής νερού, ο μηχανισμός οδήγησης νερού και ο σωλήνας έλξης.
1) Δρομέας. Ο δρομέας είναι ένα μέρος του υδροστροβίλου που μετατρέπει την ενέργεια της ροής του νερού σε περιστρεφόμενη μηχανική ενέργεια. Ανάλογα με την κατεύθυνση της μετατροπής της ενέργειας του νερού, οι δομές των δρομέων των διαφόρων στροβίλων αντεπίθεσης είναι επίσης διαφορετικές. Ο δρομέας του στροβίλου Francis αποτελείται από αεροδυναμικά στριμμένα πτερύγια, κορώνα και κάτω δακτύλιο και άλλα κύρια κάθετα εξαρτήματα. Ο δρομέας του στροβίλου αξονικής ροής αποτελείται από πτερύγια, σώμα δρομέα και κώνο αποστράγγισης και άλλα κύρια εξαρτήματα: η δομή του δρομέα του στροβίλου διαγώνιας ροής είναι πιο σύνθετη. Η γωνία τοποθέτησης των πτερυγίων μπορεί να αλλάξει ανάλογα με τις συνθήκες εργασίας και να ταιριάξει με το άνοιγμα του οδηγού πτερυγίου. Η κεντρική γραμμή περιστροφής των πτερυγίων βρίσκεται σε πλάγια γωνία (45°-60°) ως προς τον άξονα του στροβίλου.
2) Θάλαμος εκτροπής νερού. Η λειτουργία του είναι να κάνει το νερό να ρέει ομοιόμορφα στον μηχανισμό καθοδήγησης νερού, να μειώνει την απώλεια ενέργειας και να βελτιώνει την απόδοση του στροβίλου. Οι μεγάλες και μεσαίες τουρμπίνες χρησιμοποιούν συχνά μεταλλικούς σπειροειδείς κυκλικής διατομής με ύψος άντλησης άνω των 50m και τραπεζοειδείς σπειροειδείς τσιμεντένιους σπειροειδείς για εκείνους κάτω των 50m.
3) Μηχανισμός καθοδήγησης νερού. Γενικά αποτελείται από έναν ορισμένο αριθμό αεροδυναμικών πτερυγίων οδήγησης και τους περιστρεφόμενους μηχανισμούς τους, ομοιόμορφα διατεταγμένους στην περιφέρεια του δρομέα. Η λειτουργία του είναι να καθοδηγεί τη ροή του νερού ομοιόμορφα στον δρομέα και, ρυθμίζοντας το άνοιγμα του πτερυγίου οδήγησης, να αλλάζει τον ρυθμό ροής του στροβίλου ώστε να ανταποκρίνεται στις απαιτήσεις φορτίου του σετ γεννήτριας, και παίζει επίσης ρόλο στη σφράγιση του νερού όταν είναι πλήρως κλειστός.
4) Σωλήνας έλξης. Η ροή του νερού στην έξοδο του δρομέα εξακολουθεί να έχει ένα μέρος της πλεονάζουσας ενέργειας που δεν έχει χρησιμοποιηθεί. Ο ρόλος του σωλήνα έλξης είναι να ανακτά αυτό το μέρος της ενέργειας και να εκκενώνει το νερό προς τα κάτω. Ο σωλήνας έλξης χωρίζεται σε δύο τύπους, ευθύγραμμο κωνικό και καμπύλο. Ο πρώτος έχει μεγάλο συντελεστή ενέργειας και είναι γενικά κατάλληλος για μικρές οριζόντιες και σωληνοειδείς τουρμπίνες. Ο δεύτερος έχει χαμηλότερη υδραυλική απόδοση από τους ευθύγραμμους κώνους, αλλά έχει μικρότερο βάθος εκσκαφής και χρησιμοποιείται ευρέως σε μεγάλους και μεσαίου μεγέθους τουρμπίνες αντεπίθεσης.
(2) Ταξινόμηση. Σύμφωνα με την αξονική κατεύθυνση της ροής του νερού μέσω του δρομέα, ο κρουστικός στρόβιλος διαιρείται σε έναν στρόβιλο Francis, έναν στρόβιλο διαγώνιας ροής, έναν στρόβιλο αξονικής ροής και έναν σωληνοειδή στρόβιλο.
1) Στροβίλος Francis. Ο στρόβιλος Francis (ακτινικής αξονικής ροής ή Francis) είναι ένας στρόβιλος αντεπίθεσης στον οποίο το νερό ρέει ακτινικά από την περιφέρεια του δρομέα προς την αξονική κατεύθυνση. Αυτός ο τύπος στροβίλου έχει ένα ευρύ φάσμα εφαρμόσιμων υψομετρικών ...
2) Αξονικός στρόβιλος ροής. Ο αξονικός στρόβιλος ροής είναι ένας στρόβιλος αντεπίθεσης στον οποίο το νερό ρέει από την αξονική κατεύθυνση και ρέει έξω από τον δρομέα κατά την αξονική κατεύθυνση. Αυτός ο τύπος στροβίλου χωρίζεται σε δύο τύπους: τύπου σταθερών πτερυγίων (τύπου κοχλία) και τύπου περιστροφικού (τύπου Kaplan). Τα πτερύγια του πρώτου είναι σταθερά και τα πτερύγια του δεύτερου μπορούν να περιστραφούν. Η ικανότητα διέλευσης νερού του αξονικού στροβίλου ροής είναι μεγαλύτερη από αυτή του στροβίλου Francis. Επειδή τα πτερύγια του στροβίλου με πτερύγια μπορούν να αλλάζουν θέση με τις αλλαγές στο φορτίο, έχουν υψηλότερη απόδοση σε ένα ευρύ φάσμα αλλαγών φορτίου. Η απόδοση κατά της σπηλαίωσης και η μηχανική αντοχή του στροβίλου αξονικής ροής είναι χειρότερες από αυτές του στροβίλου Francis και η δομή είναι επίσης πιο περίπλοκη. Προς το παρόν, το εφαρμόσιμο ύψος πτώσης αυτού του είδους του στροβίλου έχει φτάσει τα 80m ή περισσότερο.
3) Σωληνωτός στρόβιλος. Η ροή του νερού αυτού του είδους του υδροστροβίλου ρέει αξονικά έξω από τον δρομέα και δεν υπάρχει περιστροφή πριν και μετά τον δρομέα. Το εύρος της μέγιστης πίεσης είναι 3-20. Η άτρακτος έχει τα πλεονεκτήματα του μικρού ύψους, των καλών συνθηκών ροής του νερού, της υψηλής απόδοσης, των λιγότερων έργων πολιτικού μηχανικού, του χαμηλού κόστους, της έλλειψης ανάγκης για έλικες και καμπύλους σωλήνες έλξης, και όσο χαμηλότερο είναι το ύψος πίεσης, τόσο πιο προφανή είναι τα πλεονεκτήματα.
Οι σωληνοειδείς στρόβιλοι χωρίζονται σε δύο τύπους: πλήρους ροής και ημι-ροής ανάλογα με τη σύνδεση της γεννήτριας και τον τρόπο μετάδοσης. Οι στρόβιλοι ημι-ροής χωρίζονται περαιτέρω σε τύπους βολβού, τύπου άξονα και τύπου επέκτασης άξονα. Μεταξύ αυτών, ο τύπος επέκτασης άξονα χωρίζεται επίσης σε δύο τύπους. Υπάρχουν ο πλάγιος άξονας και ο οριζόντιος άξονας. Σήμερα, οι πιο ευρέως χρησιμοποιούμενοι τύποι βολβού-σωλήνα, ο τύπος επέκτασης άξονα και ο τύπος κάθετου άξονα χρησιμοποιούνται κυρίως σε μικρές μονάδες. Τα τελευταία χρόνια, ο τύπος άξονα έχει επίσης χρησιμοποιηθεί σε μεγάλες και μεσαίες μονάδες.
Η γεννήτρια της σωληνωτής μονάδας επέκτασης άξονα εγκαθίσταται έξω από την υδάτινη οδό και η γεννήτρια συνδέεται με τον στρόβιλο με έναν μακρύτερο κεκλιμένο άξονα ή οριζόντιο άξονα. Αυτή η δομή τύπου επέκτασης άξονα είναι απλούστερη από τον τύπο βολβού.
4) Στρόβιλος διαγώνιας ροής. Η δομή και το μέγεθος του στροβίλου διαγώνιας ροής (που ονομάζεται επίσης διαγώνιος) είναι μεταξύ μικτής ροής και αξονικής ροής. Η κύρια διαφορά είναι ότι η κεντρική γραμμή των πτερυγίων του δρομέα βρίσκεται σε μια ορισμένη γωνία ως προς την κεντρική γραμμή του στροβίλου. Λόγω των δομικών χαρακτηριστικών, η μονάδα δεν επιτρέπεται να βυθιστεί κατά τη λειτουργία, επομένως μια συσκευή προστασίας σήματος αξονικής μετατόπισης είναι εγκατεστημένη στη δεύτερη δομή για την αποφυγή ατυχημάτων σύγκρουσης των πτερυγίων και του θαλάμου του δρομέα. Το εύρος κεφαλής αξιοποίησης του στροβίλου διαγώνιας ροής είναι 25~200m.
Ώρα δημοσίευσης: 19 Οκτωβρίου 2021
