რეაქციის ჰიდროგენერატორის ნაკადის მოქმედების პრინციპი და სტრუქტურული მახასიათებლები

რეაქტიული ტურბინა არის ჰიდრავლიკური მექანიზმის სახეობა, რომელიც წყლის ნაკადის წნევის გამოყენებით ჰიდრავლიკურ ენერგიას მექანიკურ ენერგიად გარდაქმნის.

(1) სტრუქტურა. რეაქტიული ტურბინის ძირითადი სტრუქტურული კომპონენტებია: ძრავის მილსადენი, წყლის მიმყვანი კამერა, წყლის გამტარი მექანიზმი და გამწოვი მილი.
1) გორგოლაჭიანი ძრავა. გორგოლაჭიანი ძრავა არის ჰიდრავლიკური ტურბინის კომპონენტი, რომელიც წყლის ნაკადის ენერგიას გარდაქმნის მბრუნავ მექანიკურ ენერგიად. წყლის ენერგიის გარდაქმნის სხვადასხვა მიმართულების მიხედვით, სხვადასხვა რეაქტიული ტურბინის გორგოლაჭიანი ძრავის სტრუქტურაც განსხვავებულია. ფრენსისის ტურბინის გორგოლაჭიანი ძრავა შედგება გამარტივებული, დაგრეხილი პირებისგან, ბორბლის გვირგვინისა და ქვედა რგოლისგან; ღერძული ნაკადის ტურბინის გორგოლაჭიანი ძრავა შედგება პირებისგან, გორგოლაჭიანი ძრავის კორპუსისგან, გამშვები კონუსისა და სხვა ძირითადი კომპონენტებისგან: დახრილი ნაკადის ტურბინის გორგოლაჭიანი ძრავის სტრუქტურა რთულია. პირების განლაგების კუთხე შეიძლება შეიცვალოს სამუშაო პირობების მიხედვით და შეესაბამებოდეს მიმმართველი ფრთის გახსნას. პირების ბრუნვის ცენტრალური ხაზი ქმნის ირიბ კუთხეს (45° ~ 60°) ტურბინის ღერძთან.
2) წყლის გამტარი კამერა. მისი ფუნქციაა წყლის თანაბრად გადანაწილება წყლის გამტარ მექანიზმში, ენერგიის დანაკარგების შემცირება და ჰიდრავლიკური ტურბინის ეფექტურობის გაუმჯობესება. 50 მეტრზე მეტი წყლის დაწნევის მქონე დიდი და საშუალო ზომის ჰიდრავლიკური ტურბინებისთვის ხშირად გამოიყენება ლითონის სპირალური კორპუსი წრიული კვეთით, ხოლო 50 მეტრზე ნაკლები წყლის დაწნევის მქონე ტურბინებისთვის ხშირად გამოიყენება ბეტონის სპირალური კორპუსი ტრაპეციული კვეთით.
3) წყლის გამტარი მექანიზმი. ის, როგორც წესი, შედგება გარკვეული რაოდენობის გამარტივებული გამტარი ფრთებისა და მათი მბრუნავი მექანიზმებისგან, რომლებიც თანაბრად არის განლაგებული ლილვის პერიფერიაზე. მისი ფუნქციაა წყლის ნაკადის თანაბრად წარმართვა ლილვისკენ და ჰიდრავლიკური ტურბინის გამტარი ნაკადის შეცვლა გამტარი ფრთის გახსნის რეგულირებით, გენერატორის ბლოკის დატვირთვის მოთხოვნების დასაკმაყოფილებლად. ის ასევე ასრულებს წყლის დალუქვის როლს, როდესაც ის სრულად დახურულია.
4) გამწოვი მილი. წყლის ნაკადში დარჩენილი ენერგიის ნაწილი გამშვები მილის გამოსასვლელთან არ არის გამოყენებული. გამწოვი მილის ფუნქციაა ამ ენერგიის აღდგენა და წყლის დინების მიმართულებით გადადინება. გამწოვი მილი შეიძლება დაიყოს სწორკონუსის ფორმის და მრუდის ფორმის. პირველს აქვს მაღალი ენერგიის კოეფიციენტი და ზოგადად შესაფერისია მცირე ჰორიზონტალური და მილისებრი ტურბინებისთვის; მიუხედავად იმისა, რომ მეორის ჰიდრავლიკური მახასიათებლები არ არის ისეთი კარგი, როგორც სწორი კონუსის, გათხრის სიღრმე მცირეა და ის ფართოდ გამოიყენება დიდ და საშუალო ზომის რეაქციულ ტურბინებში.

,

(2) კლასიფიკაცია. რეაქტიული ტურბინა იყოფა ფრენსისის ტურბინად, დიაგონალურ ტურბინად, ღერძულ ტურბინად და მილისებურ ტურბინად, ლილვის ზედაპირზე გამავალი წყლის ნაკადის მიმართულების მიხედვით.
1) ფრენსისის ტურბინა. ფრენსისის (რადიალური ღერძული ნაკადის ან ფრენსისის) ტურბინა არის რეაქტიული ტურბინის სახეობა, რომელშიც წყალი რადიალურად მიედინება ღერძულად და რადიალურად. ამ ტიპის ტურბინას აქვს ფართო გამოსაყენებელი დაწნევის დიაპაზონი (30 ~ 700 მ), მარტივი სტრუქტურა, მცირე მოცულობა და დაბალი ღირებულება. ჩინეთში ექსპლუატაციაში შესული ყველაზე დიდი ფრენსისის ტურბინა არის ერთანის ჰიდროელექტროსადგურის ტურბინა, რომლის ნომინალური გამომავალი სიმძლავრეა 582 მვტ და მაქსიმალური გამომავალი სიმძლავრე 621 მვტ.
2) ღერძული ნაკადის ტურბინა. ღერძული ნაკადის ტურბინა არის რეაქტიული ტურბინის სახეობა, რომელშიც წყალი ღერძულად მიედინება და გამოდის წრიული ტურბინიდან. ამ ტიპის ტურბინა იყოფა ფიქსირებული პროპელერის ტიპის (ხრახნიანი პროპელერის ტიპი) და მბრუნავი პროპელერის ტიპის (კაპლანის ტიპი) ტურბინებად. პირველის პირები ფიქსირებულია, ხოლო მეორის პირები ბრუნავენ. ღერძული ნაკადის ტურბინის განმუხტვის სიმძლავრე უფრო დიდია, ვიდრე ფრენსისის ტურბინის. რადგან როტორული ტურბინის პირების პოზიცია შეიძლება შეიცვალოს დატვირთვის ცვლილებასთან ერთად, მას აქვს მაღალი ეფექტურობა დატვირთვის ცვლილების ფართო დიაპაზონში. ღერძული ნაკადის ტურბინის კავიტაციის წინააღმდეგობა და მექანიკური სიმტკიცე უარესია ფრენსისის ტურბინასთან შედარებით და სტრუქტურაც უფრო რთულია. ამჟამად, ამ ტიპის ტურბინის გამოყენებადი წნევა 80 მეტრს აღემატება.
3) მილისებრი ტურბინა. ამ ტიპის ტურბინის წყლის ნაკადი ღერძულად მიედინება ღერძული ნაკადიდან მოძრავი ძრავისკენ და არ ხდება ბრუნვა მოძრავი ძრავის წინ და უკან. გამოყენების წნევის დიაპაზონი 3-დან 20-მდეა. მას აქვს მცირე ფიუზელაჟის სიმაღლე, კარგი წყლის ნაკადის პირობები, მაღალი ეფექტურობა, დაბალი სამოქალაქო ინჟინერიის რაოდენობა, დაბალი ღირებულება, სპირალური და მოხრილი გამწევი მილების არარსებობა და რაც უფრო დაბალია წყლის წნევა, მით უფრო აშკარაა მისი უპირატესობები.
გენერატორის შეერთებისა და გადაცემის რეჟიმის მიხედვით, მილისებური ტურბინები იყოფა სრულად მილისებურ და ნახევრად მილისებურ ტიპებად. ნახევრად მილისებური ტიპი ასევე იყოფა ბოლქვისებურ, ლილვისებურ და ლილვის გაფართოების ტიპებად, რომელთა შორის ლილვის გაფართოების ტიპი იყოფა დახრილ და ჰორიზონტალურ ლილვებად. ამჟამად, ყველაზე ფართოდ გამოიყენება ბოლქვისებური მილისებური, ლილვის გაფართოების და ლილვის ტიპები, რომლებიც ძირითადად გამოიყენება მცირე ზომის აგრეგატებისთვის. ბოლო წლებში ლილვის ტიპი ასევე გამოიყენება დიდი და საშუალო ზომის აგრეგატებისთვის.
ღერძული გაფართოების მილისებური ბლოკის გენერატორი დამონტაჟებულია წყლის არხის გარეთ და გენერატორი წყლის ტურბინასთან დაკავშირებულია გრძელი დახრილი ლილვით ან ჰორიზონტალური ლილვით. ამ ტიპის ლილვის გაფართოების სტრუქტურა უფრო მარტივია, ვიდრე ბოლქვიანი ტიპის.
4) დიაგონალური ნაკადის ტურბინა. დიაგონალური ნაკადის (ასევე ცნობილი როგორც დიაგონალური) ტურბინის სტრუქტურა და ზომა ფრენსისისა და ღერძულ ნაკადებს შორისაა. მთავარი განსხვავება ისაა, რომ მოძრავი ფრთის ცენტრალური ხაზი გარკვეულ კუთხეშია ტურბინის ცენტრალურ ხაზთან. სტრუქტურული მახასიათებლების გამო, აგრეგატს მუშაობის დროს ჩაძირვა არ ეძლევა, ამიტომ ღერძული გადაადგილების სიგნალისგან დამცავი მოწყობილობა დამონტაჟებულია მეორე სტრუქტურაში, რათა თავიდან იქნას აცილებული ფრთისა და მოძრავი ფრთის შეჯახება. დიაგონალური ნაკადის ტურბინის გამოყენების წნევის დიაპაზონი 25-200 მ-ია.

ამჟამად, მსოფლიოში დახრილი ვარდნის ტურბინის ყველაზე დიდი ერთჯერადი ნომინალური გამომავალი სიმძლავრე 215 მვტ-ია (ყოფილი საბჭოთა კავშირი), ხოლო ყველაზე მაღალი გამოყენების წნევა 136 მ (იაპონია).