Vatnstúrbínuhlauparar: Tegundir og tæknilegar upplýsingar

Vatnstúrbínur eru lykilþættir í vatnsaflsorkukerfum og umbreyta orku rennandi eða fallandi vatns í vélræna orku. Kjarninn í þessu ferli erhlaupari, snúningshluti túrbínunnar sem hefur bein samskipti við vatnsflæðið. Hönnun, gerð og tæknilegar forskriftir hlauparans eru mikilvægar til að ákvarða skilvirkni túrbínunnar, rekstrarþrýstingssvið og notkunarsvið.

1. Flokkun vatnstúrbínuhlaupara

Vatnstúrbínuhlauparar eru almennt flokkaðir í þrjá meginflokka eftir því hvers konar vatnsrennsli þeir meðhöndla:

A. Hvötuhlauparar

Hraðþyrpingar virka með háhraða vatnsþotum sem lenda á hlaupblöðunum undir þrýstingi andrúmsloftsins. Þessar hlauparar eru hannaðar fyrirmikill vatnsþrýstingur, lítill rennsliumsóknir.

• Pelton Runner:

  • UppbyggingSkeiðlaga fötur festar á jaðar hjóls.

  • Höfuðsvið: 100–1800 metrar.

  • HraðiLágur snúningshraði; krefst oft hraðaaukninga.

  • UmsóknirFjallasvæði, ör-vatnsaflsorka utan raforkukerfisins.

B. Viðbragðshlauparar

Hvarfgunartúrbínur virka þannig að vatnsþrýstingur breytist smám saman þegar það fer í gegnum rennuna. Þessar rennur eru kafi og starfa undir vatnsþrýstingi.

• Francis Runner:

  • UppbyggingBlandaður flæði með inn á við geisla- og áshreyfingu.

  • Höfuðsvið: 20–300 metrar.

  • SkilvirkniHátt, yfirleitt yfir 90%.

  • UmsóknirVíða notað í meðalþrýstingsvatnsstöðvum.

• Kaplan Runner:

  • UppbyggingÁsflæðishlaupari með stillanlegum blöðum.

  • Höfuðsvið: 2–30 metrar.

  • EiginleikarStillanleg blöð tryggja mikla afköst við mismunandi álag.

  • UmsóknirLágt vatnsfall, mikið rennsli í ár og sjávarfalla.

• Skrúfuhlaupari:

  • UppbyggingLíkt og Kaplan en með föstum blöðum.

  • SkilvirkniAðeins best við stöðugt rennsli.

  • UmsóknirLítil vatnsaflsstöðvar með stöðugu rennsli og vatnshæð.

C. Aðrar gerðir hlaupara

• Turgo Runner:

  • UppbyggingVatnsþotur skella á hlauparann ​​á ská.

  • Höfuðsvið: 50–250 metrar.

  • KosturHærri snúningshraði en Pelton, einfaldari smíði.

  • UmsóknirLítil til meðalstór vatnsaflsvirkjanir.

• Krossflæðishlaupari (Banki-Michell túrbína):

  • UppbyggingVatn rennur þvert í gegnum hlauparann, tvisvar sinnum.

  • Höfuðsvið: 2–100 metrar.

  • EiginleikarGott fyrir litlar vatnsaflsvirkjanir og breytilegt rennsli.

  • UmsóknirKerfi utan raforkukerfis, lítil vatnsaflsorka.

2. Lykil tæknilegar upplýsingar um hlaupabretti

Mismunandi gerðir hlaupara þurfa að gæta vel að tæknilegum þáttum sínum til að tryggja bestu mögulegu frammistöðu:

3. Valviðmið

Þegar verkfræðingar velja gerð hlaupara verða þeir að hafa eftirfarandi í huga:

• Höfuð og flæði: Ákvarðar hvort velja skuli hvatvísi eða viðbrögð.

• Aðstæður á staðnumBreytileiki í ám, setálag, árstíðabundnar breytingar.

• Rekstrarleg sveigjanleikiÞörf á aðlögun blaðs eða aðlögun flæðis.

• Kostnaður og viðhaldEinfaldari hlauparar eins og Pelton eða Propeller eru auðveldari í viðhaldi.

4. Framtíðarþróun

Með framþróun í reiknifræðilegri vökvaaflfræði (CFD) og þrívíddarmálmprentun er hönnun túrbínuhlaupara að þróast í átt að:

• Meiri skilvirkni í breytilegum flæði

• Sérsniðnar hlauparar fyrir sérstakar aðstæður á staðnum

• Notkun samsettra efna fyrir léttari og tæringarþolnar blöð

Niðurstaða

Vatnsorkuframleiðendur eru hornsteinn orkubreytinga vatnsafls. Með því að velja viðeigandi gerð af hlaupaframleiðanda og hámarka tæknilega þætti hans geta vatnsaflsvirkjanir náð mikilli skilvirkni, löngum endingartíma og minni umhverfisáhrifum. Hvort sem um er að ræða litla rafvæðingu í dreifbýli eða stórar virkjanir tengdar við raforkukerfi, þá er hlaupaframleiðandinn lykillinn að því að nýta alla möguleika vatnsaflsorku.