Контранападната турбина е вид хидраулична машинерија која го користи притисокот на протокот на вода за да ја претвори енергијата на водата во механичка енергија.
(1) Структура. Главните структурни компоненти на контратурбината се роторот, комората за пренасочување на водата, механизмот за водење на водата и цевката за влечење.
1) Ролер. Ролерот е дел од водната турбина кој ја претвора енергијата на протокот на вода во ротирачка механичка енергија. Во зависност од насоката на конверзија на енергијата на водата, структурите на ролерите на различните контранападни турбини се исто така различни. Ролерот на Францис турбината е составен од аеродинамични извиткани лопатки, круна и долен прстен и други главни вертикални компоненти; ролерот на турбината со аксијален проток е составен од лопатки, тело на ролерот и одводен конус и други главни компоненти: структурата на ролерот на турбината со дијагонален проток е посложена. Аголот на поставување на лопатките може да се менува во зависност од условите на работа и да се усогласи со отворот на водилката. Централната линија на ротација на лопатките е под кос агол (45°-60°) во однос на оската на турбината.
2) Комора за одведување на водата. Нејзината функција е да овозможи рамномерен проток на водата во механизмот за водење на водата, да ги намали загубите на енергија и да ја подобри ефикасноста на турбината. Големите и средните турбини често користат метални волути со кружен пресек со висина над 50 m, а бетонски волути со трапезоиден пресек за оние под 50 m.
3) Механизам за водење на вода. Генерално е составен од одреден број аеродинамични водилки и нивните ротирачки механизми рамномерно распоредени на периферијата на роторот. Неговата функција е рамномерно да го насочува протокот на вода во роторот и, со прилагодување на отворот на водилката, да ја менува брзината на проток на турбината за да ги задоволи барањата за оптоварување на генераторот, а исто така игра улога и на запечатување на водата кога е целосно затворена.
4) Цевка за влечење. Протокот на вода на излезот од роторот сè уште има дел од вишокот енергија што не е искористен. Улогата на цевката за влечење е да го обнови овој дел од енергијата и да ја испушти водата низводно. Цевката за влечење е поделена на два вида, права конусна и закривена. Првата има голем коефициент на енергија и генерално е погодна за мали хоризонтални и цевчести турбини; втората има пониски хидраулични перформанси од правите конусни, но има помала длабочина на копање и е широко користена во големи и средни контранападни турбини.
(2) Класификација. Според аксијалната насока на протокот на вода низ роторот, ударната турбина е поделена на Францис турбина, турбина со дијагонален проток, турбина со аксијален проток и цевчеста турбина.
1) Францис турбина. Францис (радијален аксијален тек или Францис) турбина е контранападна турбина во која водата тече радијално од обемот на роторот до аксијалниот правец. Овој вид турбина има широк опсег на применливи водопади (30-700 м), едноставна структура, мал волумен и ниска цена. Најголемата Францис турбина што е пуштена во работа во Кина е хидроцентралата Ертан, со номинална излезна моќност од 582 MW и максимална излезна моќност од 621 MW.
2) Турбина со аксијален тек. Турбината со аксијален тек е контранападна турбина во која водата тече од аксијалниот правец и тече надвор од роторот во аксијалниот правец. Овој тип турбина е поделен на два вида: тип со фиксни лопатки (тип со завртка) и ротационен тип (тип Каплан). Лопатките на првата се фиксни, а лопатките на втората можат да се ротираат. Капацитетот на аксијална турбина за пропуштање вода е поголем од оној на Францис турбината. Бидејќи лопатките на турбината со лопатки можат да ја менуваат положбата со промените во оптоварувањето, тие имаат поголема ефикасност при широк опсег на промени на оптоварувањето. Перформансите против кавитација и механичката цврстина на турбината со аксијален тек се полоши од оние на Францис турбината, а структурата е исто така посложена. Во моментов, применливиот пад на овој вид турбина достигна 80 метри или повеќе.
3) Тубуларна турбина. Протокот на вода кај овој вид водена турбина тече аксијално надвор од роторот и нема ротација пред и зад роторот. Опсегот на искористување на напонот е 3-20. Трупот на авионот има предности како мала висина, добри услови за проток на вода, висока ефикасност, помалку градежништво, ниска цена, нема потреба од волути и закривени цевки за влечење, а колку е помал напонот, толку се поочигледни предностите.
Тубуларните турбини се поделени на два вида: со целосен проток и полупроток според поврзувањето на генераторот и режимот на пренос. Полупроточните турбини се поделени на тип со кружна оска, тип со вратило и тип со продолжено вратило. Меѓу нив, типот со продолжено вратило е исто така поделен на два вида. Постојат коса оска и хоризонтална оска. Во моментов, најчесто се користат кружниот тип со кружна оска, типот со продолжено вратило и типот со вертикално вратило, кои најчесто се користат во мали единици. Во последниве години, типот со вратило се користи и во големи и средни единици.
Генераторот на цевчестата единица со продолжеток на вратилото е инсталиран надвор од водниот пат, а генераторот е поврзан со турбината со подолго наклонето вратило или хоризонтално вратило. Оваа структура од типот на продолжеток на вратилото е поедноставна од типот со сијалица.
4) Турбина со дијагонален проток. Структурата и големината на турбината со дијагонален проток (исто така наречена дијагонален) се помеѓу мешаниот проток и аксијалниот проток. Главната разлика е во тоа што централната линија на ролерите е под одреден агол во однос на централната линија на турбината. Поради структурните карактеристики, на единицата не ѝ е дозволено да потоне за време на работата, па затоа во втората структура е инсталиран уред за заштита од сигнал на аксијално поместување за да се спречат несреќи од судир на лопатките и ролер комората. Опсегот на искористување на турбината со дијагонален проток е 25~200m.
Време на објавување: 19 октомври 2021 година
