Az ellentámadásos turbina egyfajta hidraulikus gép, amely a víz áramlásának nyomását használja fel a víz energiájának mechanikai energiává alakítására.
(1) Szerkezet. Az ellentámadásos turbina fő szerkezeti elemei a futómű, a vízelterelő kamra, a vízvezető mechanizmus és a huzatcső.
1) Jármű. A járókerék a vízturbina része, amely a víz áramlási energiáját forgó mechanikai energiává alakítja. A vízenergia-átalakítás irányától függően a különböző ellenáramú turbinák járókerék-szerkezete is eltérő. A Francis turbina járókereke áramvonalas, csavart lapátokból, koronából és alsó gyűrűből, valamint egyéb fő függőleges alkatrészekből áll; az axiális áramlású turbina járókereke lapátokból, járókeréktestből, leeresztő kúpból és egyéb fő alkatrészekből áll; az átlós áramlású turbina járókerekének szerkezete összetettebb. A lapátok elhelyezési szöge a munkakörülményekkel változtatható, és a vezetőlapátok nyílásához igazítható. A lapátok forgási középvonala ferde szöget (45°-60°) zár be a turbina tengelyével.
2) Vízelterelő kamra. Feladata, hogy a víz egyenletesen áramoljon a vízterelő mechanizmusba, csökkentse az energiaveszteséget és javítsa a turbina hatásfokát. A nagy és közepes méretű turbinák gyakran kör keresztmetszetű fém spirálokat használnak 50 m feletti emelőmagasságoknál, és trapéz keresztmetszetű beton spirálokat 50 m alatti emelőmagasságoknál.
3) Vízterelő mechanizmus. Általában számos áramvonalas terelőlapátból és azok forgó mechanizmusából áll, amelyek egyenletesen vannak elrendezve a futófelület kerületén. Feladata a vízáramlás egyenletes áramlása a futófelületbe, és a terelőlapát nyitásának beállításával a turbina áramlási sebességének megváltoztatása a generátoregység terhelési követelményeinek kielégítése érdekében, valamint a víz tömítésének szerepét is betölti, amikor a turbina teljesen zárt állapotban van.
4) Huzatcső. A fúvóka kimeneténél áramló víz még mindig tartalmazza a fel nem használt többletenergia egy részét. A huzatcső szerepe, hogy visszanyerje ezt az energiarészt és a vizet a folyásirányban elvezetse. A huzatcső két típusra oszlik: egyenes kúpos és ívelt. Az előbbi nagy energiatényezővel rendelkezik, és általában kis vízszintes és cső alakú turbinákhoz alkalmas; az utóbbi alacsonyabb hidraulikai teljesítménnyel rendelkezik, mint az egyenes kúpok, de kisebb ásási mélységgel rendelkezik, és széles körben használják nagy és közepes méretű ellenáramú turbinákban.
(2) Osztályozás. A futóművön átáramló víz axiális iránya szerint az ütköző turbinákat Francis-turbinára, átlós áramlású turbinára, axiális áramlású turbinára és csőturbinára osztják.
1) Francis-turbina. A Francis (radiális axiális áramlású vagy Francis) turbina egy ellenáramú turbina, amelyben a víz sugárirányban áramlik a futófelület kerületétől axiális irányba. Ez a fajta turbina széles alkalmazhatósági tartományú (30-700 m), egyszerű szerkezettel, kis térfogattal és alacsony költséggel rendelkezik. A Kínában üzembe helyezett legnagyobb Francis-turbina az Ertan Vízerőmű, amelynek névleges kimenő teljesítménye 582 MW, maximális kimenő teljesítménye pedig 621 MW.
2) Axiális áramlású turbina. Az axiális áramlású turbina egy ellenáramú turbina, amelyben a víz axiális irányból áramlik be, és axiális irányban áramlik ki a futóműből. Ez a fajta turbina két típusra oszlik: fixlapátos típusra (csavaros típus) és forgó típusra (Kaplan típus). Az előbbi lapátjai rögzítettek, az utóbbi lapátjai forgathatók. Az axiális áramlású turbina vízáteresztő képessége nagyobb, mint a Francis turbináé. Mivel a lapátos turbina lapátjai a terhelés változásával változtathatják a helyzetüket, nagyobb hatásfokkal rendelkeznek a terhelésváltozások széles tartományában. Az axiális áramlású turbina kavitációs ellenállása és mechanikai szilárdsága rosszabb, mint a Francis turbináé, és a szerkezete is bonyolultabb. Jelenleg az ilyen típusú turbina alkalmazható emelőmagassága eléri a 80 m-t vagy többet.
3) Cső alakú turbina. Az ilyen típusú vízturbina vízárama axiálisan áramlik ki a futófelületből, és nincs forgás a futófelület előtt és után. A kihasználtsági tartomány 3-20. A törzs előnyei a kis magasság, a jó vízáramlási viszonyok, a magas hatásfok, a kevesebb építőmérnöki munka, az alacsony költség, a spirálok és ívelt huzatcsövek hiánya, és minél alacsonyabb a fej, annál nyilvánvalóbbak az előnyök.
A csőturbinákat a generátor csatlakozása és az átviteli mód szerint két típusra osztják: teljes átáramlású és félig átáramlású turbinákra. A félig átáramlású turbinákat tovább osztják izzós, tengelyes és tengelyhosszabbítós típusokra. Ezek közül a tengelyhosszabbítós típus szintén két típusra oszlik. Vannak ferde tengelyes és vízszintes tengelyesek. Jelenleg a legszélesebb körben használt izzós csőtípus, tengelyhosszabbítós típus és függőleges tengelyes típus főként kis egységekben használatos. Az utóbbi években a tengelyes típust nagy és közepes méretű egységekben is alkalmazzák.
A tengelyhosszabbító csőegység generátorát a vízi úton kívül szerelik fel, és a generátort egy hosszabb ferde vagy vízszintes tengellyel csatlakoztatják a turbinához. Ez a tengelyhosszabbító típusú szerkezet egyszerűbb, mint az izzó típusú.
4) Átlós áramlású turbina. Az átlós áramlású (más néven diagonális) turbina szerkezete és mérete a kevert áramlású és az axiális áramlású turbina között helyezkedik el. A fő különbség az, hogy a futólapátok középvonala bizonyos szöget zár be a turbina középvonalával. A szerkezeti jellemzőknek köszönhetően az egység működés közben nem süllyedhet be, ezért a második szerkezetbe egy axiális elmozdulásjelző védőberendezést szereltek be, hogy megakadályozzák a lapátok és a futókamra ütközésének baleseteit. Az átlós áramlású turbina kihasználási magassága 25–200 m.
Közzététel ideje: 2021. október 19.
