Қарсы шабуыл турбинасы су энергиясын механикалық энергияға айналдыру үшін су ағынының қысымын пайдаланатын гидравликалық машинаның бір түрі болып табылады.
(1) Құрылым. Қарсы шабуыл турбинасының негізгі құрылымдық құрамдас бөліктері - жүгіргіш, су бұру камерасы, суды бағыттаушы механизм және тарту түтігі.
1) Жүгіруші. Жүгіру - су ағынының энергиясын айналмалы механикалық энергияға түрлендіретін су турбинасының бөлігі. Су энергиясын түрлендіру бағытына байланысты әртүрлі қарсы турбиналардың жүгіргіш құрылымдары да әртүрлі. Фрэнсис турбинасының жүгіргіші тегістелген бұралған қалақтардан, тәжден және төменгі сақинадан және басқа негізгі тік компоненттерден тұрады; осьтік ағынды турбинаның жүгіргіші қалақтардан, жүгіргіш корпусынан және ағызу конусынан және басқа негізгі компоненттерден тұрады: диагональды ағынды турбинаның жүгіргіш құрылымы күрделірек. Пышақты орналастыру бұрышын жұмыс жағдайына байланысты өзгертуге және бағыттаушы қалақшаның ашылуына сәйкес келтіруге болады. Қалақшаның айналу ортаңғы сызығы турбинаның осіне қиғаш бұрышта (45°-60°) орналасқан.
2) Су бұру камерасы. Оның қызметі суды бағыттаушы механизмге біркелкі ағу, энергия шығынын азайту және турбинаның тиімділігін арттыру болып табылады. Ірі және орташа турбиналар жиі диаметрі 50 м-ден жоғары дөңгелек көлденең қимасы бар металл волюттерді, ал 50 м-ден төмендер үшін трапеция тәрізді көлденең қимасы бар бетон волюттерді пайдаланады.
3) Суды бағыттаушы механизм. Ол әдетте белгілі бір реттелген бағыттаушы қалақшалардан және олардың жүгіргіштің шетінде біркелкі орналасқан айналу механизмдерінен тұрады. Оның функциясы су ағынын жүгірткішке біркелкі бағыттау және бағыттаушы қалақшаның ашылуын реттеу арқылы турбинаның ағынының жылдамдығын генератор жиынтығының жүктеме талаптарын қанағаттандыру үшін өзгерту болып табылады, сонымен қатар ол толығымен жабылған кезде суды тығыздау рөлін атқарады.
4) Тартқыш түтік. Жүгіргіштің шығысындағы су ағынында әлі де пайдаланылмаған артық энергияның бір бөлігі бар. Тартқыш түтіктің рөлі энергияның осы бөлігін қалпына келтіру және суды төменгі ағынға шығару болып табылады. Тартпа түтігі түзу конусты және қисық болып екі түрге бөлінеді. Біріншісі үлкен энергетикалық коэффициентке ие және әдетте шағын көлденең және құбырлы турбиналар үшін жарамды; соңғысы түзу конустарға қарағанда гидравликалық өнімділігі төмен, бірақ қазу тереңдігі азырақ және үлкен және орташа қарсы шабуыл турбиналарында кеңінен қолданылады.
(2) Жіктеу. Жүгіргіш арқылы өтетін су ағынының осьтік бағыты бойынша соққы турбинасы Френсис турбинасына, диагональды ағынды турбинаға, осьтік ағынды турбинаға және құбырлы турбинаға бөлінеді.
1) Фрэнсис турбинасы. Фрэнсис (радиалды осьтік ағын немесе Фрэнсис) турбинасы - су жүгіргінің шеңберінен осьтік бағытқа радиалды түрде ағып жатқан қарсы шабуыл турбинасы. Турбинаның бұл түрі қолданылатын бастардың кең ауқымына (30-700 м), қарапайым құрылымға, шағын көлемді және арзан бағаға ие. Қытайда пайдалануға берілген ең ірі Фрэнсис турбинасы Эртан су электр станциясы болып табылады, оның номиналды қуаты 582 МВт және максималды қуаты 621 МВт.
2) Осьтік ағын турбинасы. Осьтік ағынның турбинасы - бұл осьтік бағытта су ағып, жүгіргіштен осьтік бағытта ағып шығатын қарсы турбина. Турбинаның бұл түрі екі түрге бөлінеді: қозғалмайтын қалақ түрі (бұранда түрі) және айналмалы түрі (Каплан түрі). Біріншісінің пышақтары бекітілген, ал соңғысының жүздерін айналдыруға болады. Осьтік ағынды турбинаның су өткізу қабілеті Фрэнсис турбинасына қарағанда үлкен. Қалақшалы турбинаның қалақтары жүктеменің өзгеруіне байланысты позициясын өзгерте алатындықтан, жүктеменің кең ауқымында олардың тиімділігі жоғары болады. Осьтік ағынды турбинаның кавитацияға қарсы өнімділігі мен механикалық беріктігі Фрэнсис турбинасына қарағанда нашар және құрылымы да күрделірек. Қазіргі уақытта турбинаның осы түрінің қолданылатын басы 80 м немесе одан да көп болды.
3) Құбырлы турбина. Мұндай су турбинасының су ағыны жүгіргіштен ось бойынша ағып кетеді және жүгірушіге дейін және одан кейін айналу болмайды. Пайдалану басы диапазоны 3-20. . Фюзеляжда шағын биіктік, жақсы су ағыны жағдайлары, жоғары тиімділік, аз құрылыс инженерлік, төмен құны, волюталар мен иілген құбырларды қажет етпейтін артықшылықтар бар, ал басы неғұрлым төмен болса, соғұрлым артықшылықтар айқынырақ болады.
Құбырлы турбиналар генератордың қосылуы және беріліс режимі бойынша екі түрге бөлінеді: толық ағынды және жартылай ағынды. Жартылай ағынды турбиналар өз кезегінде шамдар түріне, білік түріне және білікті ұзарту түріне бөлінеді. Олардың ішінде білікті ұзарту түрі де екі түрге бөлінеді. Көлбеу ось және көлденең ось бар. Қазіргі уақытта ең көп қолданылатын шам құбырлы түрі, білікті ұзарту түрі және тік білік түрі көбінесе шағын қондырғыларда қолданылады. Соңғы жылдары білік түрі ірі және орташа өлшемді қондырғыларда да қолданыла бастады.
Білік ұзартқыш құбырлы қондырғының генераторы су жолының сыртында орнатылады, ал генератор турбинаға ұзынырақ көлбеу білікпен немесе көлденең білікпен қосылады. Білік ұзарту түрінің бұл құрылымы шам түріне қарағанда қарапайым.
4) Диагональды ағын турбинасы. Диагональды ағынның құрылымы мен өлшемі (диагональды деп те аталады) турбинаның аралас ағыны мен осьтік ағынының арасында. Негізгі айырмашылығы - жүгіргіш қалақтардың орталық сызығы турбинаның орталық сызығына белгілі бір бұрышта болады. Құрылымдық сипаттамаларға байланысты жұмыс кезінде қондырғының шөгуіне жол берілмейді, сондықтан қалақтардың және жүгіргіш камераның соқтығысуы кезіндегі апаттардың алдын алу үшін екінші құрылымда осьтік орын ауыстыру сигналын қорғау құрылғысы орнатылған. Диагональды ағынды турбинаның пайдалану басы диапазоны 25～200м.
Жіберу уақыты: 19 қазан 2021 ж
