מבוא קצר ויתרונות של טורבינת זרימה צירית

ישנם סוגים רבים של גנרטורים הידרואלקטריים. היום, בואו נציג בפירוט את גנרטור הזרימה הצירית. השימוש בגנרטור הזרימה הצירית בשנים האחרונות הוא בעיקר פיתוח טורבינות בעלות גובה מים גבוה וגודל גדול. גם פיתוחן של טורבינות זרימה צירית ביתיות הוא מהיר. ישנם שני סוגים של טורבינות משוט זרימה צירית המותקנות בתחנת הכוח ההידרואלקטרית שנבנתה בג'וז'ובה, שאחד מהם בקוטר קוטר של 11.3 מטר, שהוא קוטר הקוטר של טורבינות דומות בעולם. להלן היתרונות והחסרונות של טורבינות זרימה צירית ביניים.

יתרונות טורבינת זרימה צירית
בהשוואה לטורבינת פרנסיס, לטורבינת זרימה צירית יש את היתרונות העיקריים הבאים:
1. מהירות ספציפית גבוהה ומאפייני אנרגיה טובים. לכן, מהירות היחידה וזרימת היחידה גבוהות מאלה של טורבינת פרנסיס. תחת אותם תנאי גובה ותפוקה, היא יכולה להפחית במידה ניכרת את גודל יחידת גנרטור הטורבינה ההידראולית, להפחית את משקל היחידה ולחסוך בצריכת חומרים, ולכן יש לה יתרונות כלכליים גבוהים.
2. צורת פני השטח וחספוס פני השטח של להבי הרץ של טורבינת זרימה צירית קלים לעמוד בדרישות הייצור. מכיוון שהלהבים של טורבינת מדחף זרימה צירית יכולים להסתובב, היעילות הממוצעת גבוהה יותר מזו של טורבינת פרנסיס. כאשר העומס והעומס משתנים, היעילות משתנה מעט.
3. ניתן לפרק את להבי הרץ של טורבינת ההנעה הצירית כדי להקל על הייצור וההובלה.

לכן, טורבינת הזרימה הצירית שומרת על יציבות בטווח פעולה גדול, בעלת פחות רעידות, יעילות ותפוקה גבוהות. בטווח של גובה מים נמוך, היא כמעט מחליפה את טורבינת פרנסיס. בעשורים האחרונים היא עברה פיתוח רב ויישום נרחב מבחינת קיבולת יחידה בודדת וגובה מים.

3. חסרונות של טורבינת זרימה צירית
עם זאת, לטורבינת הזרימה הצירית יש גם חסרונות והן מגבילות את היקף היישום שלה. חסרונותיה העיקריים הם:
1. מספר הלהבים קטן וקנטיליברלי, ולכן החוזק ירוד ולא ניתן ליישם אותו על תחנות כוח הידרואלקטריות בינוניות וגבוהות.
2. בשל זרימת היחידה הגדולה ומהירות היחידה הגבוהה, יש לה גובה יניקה קטן יותר מאשר טורבינת פרנסיס תחת אותו ראש מים, וכתוצאה מכך עומק חפירה גדול והשקעה גבוהה יחסית ביסודות תחנת הכוח.

בהתאם לחסרונות הנ"ל של טורבינות זרימה צירית, ראש היישום של טורבינת הזרימה הצירית משתפר ללא הרף על ידי אימוץ חומרים חדשים בעלי חוזק גבוה ועמידות בפני קוויטציה בייצור טורבינות ושיפור תנאי המאמץ של הלהבים בתכנון. כיום, טווח ראש היישום של טורבינת מדחף זרימה צירית הוא 3-90 מטר, וזה נכנס לתחום של טורבינת פרנסיס. לדוגמה, תפוקת טורבינת מדחף זרימה צירית זרה יחידה היא 181700 קילוואט, ראש הסיבוב הוא 88 מטר, וקוטר המסלול הוא 10.3 מטר. תפוקת טורבינת מדחף זרימה צירית יחידה המיוצרת בסין היא 175000 קילוואט, ראש הסיבוב הוא 78 מטר, וקוטר המסלול הוא 11.3 מטר. לטורבינת מדחף קבועה בזרימה צירית יש להבים קבועים ומבנה פשוט, אך היא אינה יכולה להסתגל לתחנות כוח הידרואלקטריות עם שינויים גדולים בראש המים ובעומס. עבור תחנות כוח הידרואלקטריות גדולות עם ראש מים יציב המשמשות כעומס בסיס או יחידות מרובות, ניתן לשקול זאת גם לאחר השוואה כלכלית כאשר אנרגיה חשמלית עונתית בשפע. טווח ראש המים המתאים שלה הוא 3-50 מטר. טורבינת מדחף צירית מאמצת בדרך כלל התקן אנכי, ותהליך העבודה שלה זהה בעצם לזה של טורבינת פרנסיס. ההבדל הוא שכאשר העומס משתנה, הוא לא רק מווסת את סיבוב שבשבת ההנחיה, אלא גם מווסת את סיבוב להב הריצה כדי לשמור על יעילות גבוהה.

הצגנו גם את טורבינת פרנסיס בעבר. מבין הגנרטורים ההידרואלקטריים, טורבינת פרנסיס שונה מאוד מטורבינת הזרימה הצירית. לדוגמה, צורות המבנה של הגלגלת שלה שונות. להבי טורבינת פרנסיס כמעט מקבילים לציר הראשי, בעוד שאלו של טורבינת הזרימה הצירית כמעט ניצבים לציר הראשי.