A reakcióturbina egyfajta hidraulikus gép, amely a víz áramlásának nyomását felhasználva a hidraulikus energiát mechanikai energiává alakítja.
(1) Szerkezet. A reakcióturbina fő szerkezeti elemei a futómű, a fejkamra, a vízvezető mechanizmus és a huzatcső.
1) Forgókorong. A forgókorong a hidraulikus turbina egyik alkotóeleme, amely a víz áramlási energiáját forgó mechanikai energiává alakítja. A különböző vízenergia-átalakítási irányoknak megfelelően a különböző reakcióturbinák forgókorong-szerkezete is eltérő. A Francis turbina forgókorongja áramvonalas, csavart lapátokból, kerékkoronából és alsó gyűrűből áll; az axiális áramlású turbina forgókorongja lapátokból, forgókorong-testből, kiömlőkúpból és egyéb fő alkotóelemekből áll: a ferde áramlású turbina forgókorongjának szerkezete összetett. A lapátok elhelyezési szöge változhat a munkakörülményektől függően, és illeszkedhet a vezetőlapát nyílásához. A lapátok forgási középvonala ferde szöget (45° ~ 60°) zár be a turbina tengelyével.
2) Szállítókamra. Feladata, hogy egyenletesen áramoljon a víz a vízvezető mechanizmushoz, csökkentse az energiaveszteséget és javítsa a hidraulikus turbina hatásfokát. A kör keresztmetszetű fém spirálházat gyakran használják nagy és közepes méretű, 50 m feletti vízmagasságú hidraulikus turbinákhoz, míg a trapéz keresztmetszetű beton spirálházat gyakran használják 50 m alatti vízmagasságú turbinákhoz.
3) Vízterelő mechanizmus. Általában számos áramvonalas terelőlapátból és azok forgó mechanizmusából áll, amelyek egyenletesen vannak elrendezve a futófelület kerületén. Feladata a vízáramlás egyenletes áramlásának biztosítása a futófelülethez, valamint a terelőlapátok nyitásának beállításával a hidraulikus turbina átáramlásának megváltoztatása a generátoregység terhelési követelményeinek kielégítése érdekében. Teljesen zárt állapotban vízzáró szerepet is betölt.
4) Huzatcső. A kifolyócső kimeneténél a vízáramban megmaradó energia egy részét nem hasznosítják. A huzatcső funkciója ennek az energiának a visszanyerése és a víz lefelé irányuló elvezetése. A huzatcsövek egyenes kúp és ívelt alakúak lehetnek. Az előbbi nagy energiatényezővel rendelkezik, és általában kis vízszintes és cső alakú turbinákhoz alkalmas; bár az utóbbi hidraulikai teljesítménye nem olyan jó, mint az egyenes kúpé, a fúrási mélysége kicsi, és széles körben használják nagy és közepes méretű reakcióturbinákban.
,
(2) Osztályozás. A reakcióturbinákat a futómű tengelyfelületén áthaladó víz áramlási iránya szerint Francis-turbinára, diagonális turbinára, axiális turbinára és csőturbinára osztják.
1) Francis-turbina. A Francis (radiális axiális áramlású vagy Francis) turbina egyfajta reakcióturbina, amelyben a víz radiálisan áramlik a futómű körül, és axiálisan áramlik. Ez a fajta turbina széles alkalmazható emelőmagasság-tartományú (30 ~ 700 m), egyszerű szerkezettel, kis térfogattal és alacsony költséggel rendelkezik. A Kínában üzembe helyezett legnagyobb Francis-turbina az Ertan Vízerőmű turbinája, amelynek névleges kimenő teljesítménye 582 MW, maximális kimenő teljesítménye pedig 621 MW.
2) Axiális áramlású turbina. Az axiális áramlású turbina egyfajta reakcióturbina, amelyben a víz axiálisan áramlik be és ki a futóműből. Ez a fajta turbina fix propelleres típusra (csavarpropelleres típus) és forgó propelleres típusra (Kaplan típus) osztható. Az előbbi lapátjai rögzítettek, az utóbbi lapátjai pedig foroghatnak. Az axiális áramlású turbina kimenő teljesítménye nagyobb, mint a Francis turbináé. Mivel a rotorturbina lapátjainak helyzete a terhelésváltozással együtt változhat, nagy hatásfokkal rendelkezik a terhelésváltozás 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 meghaladja a 80 m-t.
3) Cső alakú turbina. Az ilyen típusú turbina vízárama axiálisan áramlik az axiális áramlástól a futófelületig, és nincs forgás a futófelület előtt és után. A kihasználási magasság tartománya 3 ~ 20. Előnyei a kis törzsmagasság, a jó vízáramlási viszonyok, a magas hatásfok, az alacsony építési mennyiség, az alacsony költség, a spirálcső és az ívelt huzatcső hiánya, és minél alacsonyabb a vízoszlop, annál nyilvánvalóbbak az előnyei.
A generátor csatlakozási és átviteli módja szerint a csőturbinákat teljes csőturbinákra és félcsőturbinákra osztják. A félcsőturbinák tovább oszlanak izzós, tengelyes és tengelytoldatos típusokra, amelyek közül a tengelytoldatos típus ferde tengelyes és vízszintes tengelyes típusra oszlik. Jelenleg a legszélesebb körben elterjedtek az izzós csőturbinák, a tengelytoldatos és a tengelyes típusok, amelyeket főként kis egységekhez használnak. Az utóbbi években a tengelyes típust nagy és közepes méretű egységekhez is használják.
Az axiális toldású csőegység generátora a vízcsatornán kívül van felszerelve, és egy hosszú ferde vagy vízszintes tengellyel van összekötve a vízturbinával. Az ilyen tengelytoldású típus szerkezete egyszerűbb, mint az izzó típusé.
4) Átlós áramlású turbina. Az átlós áramlású (más néven diagonális) turbina szerkezete és mérete a Francis és az axiális áramlású turbina között helyezkedik el. A fő különbség az, hogy a futólapát középvonala bizonyos szöget zár be a turbina középvonalával. A szerkezeti jellemzőknek köszönhetően az egység működés közben nem süllyed be, ezért az axiális elmozdulásjelző védőberendezést a második szerkezetbe építik be, hogy megakadályozzák a lapát és a futókamra ütközését. Az átlós áramlású turbina kihasználási magassága 25 ~ 200 m.
Jelenleg a világon a ferde csúszófejű turbinák legnagyobb névleges kimenő teljesítménye 215 MW (volt Szovjetunió), a legnagyobb kihasználtsági szint pedig 136 m (Japán).
Közzététel ideje: 2021. szeptember 1.
