Урвалын турбин нь усны урсгалын даралтыг ашиглан гидравлик энергийг механик энерги болгон хувиргадаг нэг төрлийн гидравлик машин юм.
(1) Бүтэц. Урвалын турбины үндсэн бүтцийн бүрэлдэхүүн хэсгүүд нь гүйгч, толгойн тасалгаа, усны чиглүүлэгч механизм, ноорог хоолой юм.
1) Гүйгч. Runner нь усны урсгалын энергийг эргэлтийн механик энерги болгон хувиргадаг гидравлик турбины бүрэлдэхүүн хэсэг юм. Усны энергийг хувиргах янз бүрийн чиглэлийн дагуу янз бүрийн урвалын турбинуудын гүйлтийн бүтэц нь өөр өөр байдаг. Фрэнсис турбин гүйгч нь энгийн эрчилсэн ир, дугуйны титэм ба доод цагирагаас бүрдэнэ; Тэнхлэгийн урсгалын турбины гүйгч нь ир, гүйлтийн их бие, гадагшлуулах конус болон бусад үндсэн бүрэлдэхүүн хэсгүүдээс бүрдэнэ: налуу урсгалын турбины гүйлтийн бүтэц нь нарийн төвөгтэй байдаг. Хутга байрлуулах өнцөг нь ажлын нөхцлөөс хамааран өөрчлөгдөж, чиглүүлэгч сэнсний нээлхийтэй таарч болно. Ирний эргэлтийн төвийн шугам нь турбины тэнхлэгтэй ташуу өнцөг (45 ° ~ 60 °) үүсгэдэг.
2) Толгойн тасалгаа. Үүний үүрэг нь усны чиглүүлэгч механизмд усыг жигд урсгах, эрчим хүчний алдагдлыг бууруулах, гидравлик турбины үр ашгийг дээшлүүлэх явдал юм. Дугуй огтлолтой металл спираль хайрцгийг ихэвчлэн 50м-ээс дээш өндөртэй том ба дунд оврын гидравлик турбинд, харин трапец хэлбэрийн бетон спираль хайрцгийг 50м-ээс доош усны өндөртэй турбинд ихэвчлэн ашигладаг.
3) Усны чиглүүлэгч механизм. Энэ нь ерөнхийдөө тодорхой тооны хялбаршуулсан чиглүүлэгч сэнсүүд ба тэдгээрийн эргэлтийн механизмаас гүйлтийн захад жигд байрлуулсан байдаг. Үүний үүрэг нь гүйгч рүү усны урсгалыг жигд чиглүүлж, гидравлик турбины урсгалыг чиглүүлэгч сэнсний нээлхийг тохируулах замаар генераторын нэгжийн ачааллын шаардлагад нийцүүлэн өөрчлөх явдал юм. Мөн бүрэн хаагдсан үед ус битүүмжлэх үүрэг гүйцэтгэдэг.
4) Ноорог хоолой. Гүйлтийн гарц дахь усны урсгалд үлдсэн энергийн нэг хэсгийг ашиглаагүй байна. Ноорог хоолойн үүрэг нь энэ энергийг сэргээж, усыг урсгах явдал юм. Ноорог хоолойг шулуун конус хэлбэр, муруй хэлбэртэй гэж хувааж болно. Эхнийх нь их хэмжээний эрчим хүчний коэффициенттэй бөгөөд ерөнхийдөө жижиг хэвтээ ба хоолойн турбинуудад тохиромжтой; Сүүлийнх нь гидравлик үзүүлэлт нь шулуун конусынх шиг сайн биш боловч малталтын гүн нь бага бөгөөд том ба дунд оврын урвалын турбинд өргөн хэрэглэгддэг.
,
(2) Ангилал. Урвалын турбиныг гүйлтийн босоо амны гадаргуугаар дамжин өнгөрөх усны урсгалын чиглэлийн дагуу Фрэнсис турбин, диагональ турбин, тэнхлэгийн турбин, гуурсан турбин гэж хуваана.
1) Фрэнсис турбин. Фрэнсис (радиаль тэнхлэгийн урсгал эсвэл Фрэнсис) турбин нь гүйгчийг тойрон ус тэнхлэгийн дагуу урсдаг нэг төрлийн урвалын турбин юм. Энэ төрлийн турбин нь өргөн хүрээний толгойтой (30 ~ 700 м), энгийн бүтэцтэй, жижиг эзэлхүүнтэй, бага өртөгтэй. Хятадад ашиглалтад орсон хамгийн том Фрэнсис турбин бол Эртан Усан цахилгаан станцын турбин бөгөөд нэрлэсэн хүчин чадал нь 582 мВт, хамгийн их хүчин чадал нь 621 МВт юм.
2) Тэнхлэгийн урсгалын турбин. Тэнхлэгийн урсгалын турбин нь тэнхлэгийн дагуу гүйгч рүү ус урсдаг нэг төрлийн урвалын турбин юм. Энэ төрлийн турбиныг суурин сэнсний төрөл (шураг сэнсний төрөл) болон эргэлтэт сэнсний төрөл (Каплан төрөл) гэж хуваадаг. Эхнийх нь ир нь тогтмол, сүүлчийнх нь ир нь эргэлддэг. Тэнхлэгийн урсгалын турбины цэнэгийн хүчин чадал нь Фрэнсис турбиныхаас их байна. Роторын турбины ирний байрлал нь ачааллын өөрчлөлтийг дагаад өөрчлөгдөж болох тул ачаалал ихтэй өөрчлөлтөд өндөр үр ашигтай байдаг. Тэнхлэгийн урсгалтай турбины хөндийн эсэргүүцэл ба механик хүч чадал нь Фрэнсис турбиныхаас муу, бүтэц нь илүү төвөгтэй байдаг. Одоогийн байдлаар энэ төрлийн турбины холбогдох толгой 80 гаруй метрт хүрсэн байна.
3) Хоолойн турбин. Энэ төрлийн турбины усны урсгал нь тэнхлэгийн урсгалаас гүйгч рүү тэнхлэгийн дагуу урсдаг бөгөөд гүйлтийн өмнө болон дараа нь эргэлт байхгүй. Ашиглалтын толгойн хүрээ нь 3 ~ 20.. Энэ нь их биений өндөр өндөр, усны урсац сайтай, өндөр үр ашигтай, барилгын инженерийн тоо хэмжээ бага, зардал багатай, волют болон муруй хоолойгүй, усны толгой бага байх тусам түүний давуу тал нь илүү тодорхой болно.
Генераторын холболт ба дамжуулах горимын дагуу хоолойн турбиныг бүрэн хоолой ба хагас хоолойт гэж хуваадаг. Хагас хоолойн төрлийг чийдэнгийн төрөл, босоо амны төрөл, босоо амны өргөтгөлийн төрөл гэж хуваадаг бөгөөд босоо амны өргөтгөлийн төрлийг налуу босоо ам, хэвтээ босоо ам гэж хуваадаг. Одоогийн байдлаар хамгийн өргөн хэрэглэгддэг нь чийдэнгийн гуурсан хоолой, босоо амны өргөтгөлийн төрөл, босоо амны төрөл зэрэг нь ихэвчлэн жижиг нэгжүүдэд ашиглагддаг. Сүүлийн жилүүдэд босоо амны төрлийг том, дунд оврын нэгжүүдэд бас ашигладаг.
Тэнхлэгийн өргөтгөлийн гуурсан хоолойн генераторыг усны сувгийн гадна суурилуулсан бөгөөд генератор нь урт налуу босоо ам эсвэл хэвтээ босоо ам бүхий усны турбинтай холбогдсон байна. Энэ төрлийн босоо амны өргөтгөлийн бүтэц нь чийдэнгийн төрлөөс илүү хялбар байдаг.
4) Диагональ урсгалын турбин. Диагональ урсгалын (диагональ гэж нэрлэдэг) турбины бүтэц, хэмжээ нь Фрэнсис ба тэнхлэгийн урсгалын хооронд байна. Гол ялгаа нь гүйлтийн ирний төв шугам нь турбины төв шугамтай тодорхой өнцөгт байрладаг. Бүтцийн шинж чанараас шалтгаалан нэгжийг ажиллуулах явцад живэхийг зөвшөөрдөггүй тул ир ба гүйлтийн тасалгааны хоорондох мөргөлдөөнөөс урьдчилан сэргийлэхийн тулд тэнхлэгийн шилжилтийн дохионы хамгаалалтын төхөөрөмжийг хоёр дахь бүтцэд суурилуулсан. Диагональ урсгалын турбины ашиглалтын дээд хязгаар нь 25 ~ 200 м байна.
Одоогийн байдлаар дэлхийн хамгийн том нэг нэгжийн нэрлэсэн налуу турбины гаралтын хүчин чадал нь 215 МВт (хуучин ЗХУ), хамгийн өндөр ашиглалтын хүч нь 136 м (Япон) юм.
Шуудангийн цаг: 2021 оны 9-р сарын 01
