מבנה וביצועים של טורבינת תגובה

ניתן לחלק את טורבינת התגובה לטורבינת פרנסיס, טורבינה צירית, טורבינה אלכסונית וטורבינה צינורית. בטורבינת פרנסיס, המים זורמים רדיאלית לתוך מנגנון הנחיית המים ומחוצה לצינור הזרימה באופן צירי; בטורבינת הזרימה הצירית, המים זורמים רדיאלית לתוך שבשבת הנחיה ולתוך הצינור ומחוצה לו באופן צירי; בטורבינת הזרימה האלכסונית, המים זורמים רדיאלית לתוך שבשבת הנחיה ולתוך הצינור בכיוון הנוטה לזווית מסוימת של הציר הראשי, או לתוך שבשבת הנחיה והצינור בכיוון הנוטה לציר הראשי; בטורבינה הצינורית, המים זורמים לתוך שבשבת הנחיה והצינור לאורך הכיוון הצירי. טורבינת זרימה צירית, טורבינה צינורית וטורבינת זרימה אלכסונית ניתנות גם לסוג מדחף קבוע ומדחף מסתובב בהתאם למבנה שלהן. להבי הצינור הקבועים קבועים; להב הרוטור של סוג המדחף יכול להסתובב סביב ציר הלהב במהלך הפעולה כדי להסתגל לשינויים בעומס המים.

סוגים שונים של טורבינות תגובה מצוידות בהתקני כניסת מים. התקני כניסת המים של טורבינות תגובה גדולות ובינוניות בעלות פיר אנכי מורכבים בדרך כלל מסבך, שבשבת מנחה קבועה ושבשבת מנחה ניידת. תפקידו של הסבך הוא לפזר באופן שווה את זרימת המים סביב הרץ. כאשר ראש המים נמוך מ-40 מטר, המארז הספירלי של הטורבינה ההידראולית נוצק בדרך כלל מבטון מזוין באתר; כאשר ראש המים גבוה מ-40 מטר, משתמשים לעתים קרובות במארז ספירלי מתכתי של ריתוך קת או יציקה אינטגרלית.

בטורבינת התגובה, זרימת המים ממלאת את כל תעלת הזרימה, וכל הלהבים מושפעים מזרימת המים בו זמנית. לכן, תחת אותו ראש, קוטר הזרימה קטן יותר מזה של טורבינת האימפולס. יעילותם גבוהה גם מזו של טורבינת האימפולס, אך כאשר העומס משתנה, יעילות הטורבינה מושפעת בדרגות שונות.

כל טורבינות התגובה מצוידות בצינורות משיכה, המשמשים להשבת האנרגיה הקינטית של זרימת המים ביציאת הצינור; פריקת המים במורד הזרם; כאשר מיקום ההתקנה של הצינור גבוה ממפלס המים במורד הזרם, אנרגיה פוטנציאלית זו מומרת לאנרגיית לחץ לצורך השבה. עבור טורבינות הידראוליות בעלות ראש נמוך וזרימה גדולה, האנרגיה הקינטית ביציאת הצינור גדולה יחסית, וביצועי ההשבה של צינור המשיכה משפיעים באופן משמעותי על יעילות הטורבינה ההידראולית.