काउंटरअटॅक टर्बाइन हे एक प्रकारचे हायड्रॉलिक यंत्र आहे जे पाण्याच्या प्रवाहाच्या दाबाचा वापर करून पाण्याच्या ऊर्जेचे यांत्रिक ऊर्जेमध्ये रूपांतर करते.
(1) रचना. काउंटरअटॅक टर्बाइनचे मुख्य संरचनात्मक घटक म्हणजे रनर, पाणी वळवणारी चेंबर, पाणी मार्गदर्शन यंत्रणा आणि ड्राफ्ट ट्यूब.
१) रनर. रनर हा वॉटर टर्बाइनचा एक भाग आहे जो पाण्याच्या प्रवाहातील ऊर्जेचे फिरणाऱ्या यांत्रिक ऊर्जेमध्ये रूपांतर करतो. पाण्याच्या ऊर्जा रूपांतरणाच्या दिशेनुसार, विविध काउंटरअटॅक टर्बाइनच्या रनरची रचना देखील वेगवेगळी असते. फ्रान्सिस टर्बाइनचा रनर हा सुव्यवस्थित पिळवटलेल्या पात्या, क्राउन आणि लोअर रिंग आणि इतर मुख्य उभ्या घटकांनी बनलेला असतो; अक्षीय प्रवाह टर्बाइनचा रनर हा पाती, रनर बॉडी आणि ड्रेन कोन आणि इतर मुख्य घटकांनी बनलेला असतो: कर्ण प्रवाह टर्बाइनच्या रनरची रचना अधिक गुंतागुंतीची असते. कामाच्या परिस्थितीनुसार पात्यांच्या स्थानाचा कोन बदलला जाऊ शकतो आणि तो गाइड व्हेनच्या उघडण्याशी जुळवून घेतला जातो. पात्यांच्या फिरण्याची मध्यरेषा टर्बाइनच्या अक्षाशी तिरकस कोनात (४५°-६०°) असते.
२) पाणी वळवण्याचे कक्ष. याचे कार्य पाणी मार्गदर्शक यंत्रणेमध्ये पाण्याचा प्रवाह समान रीतीने करणे, ऊर्जेचा अपव्यय कमी करणे आणि टर्बाइनची कार्यक्षमता सुधारणे हे आहे. मोठ्या आणि मध्यम आकाराच्या टर्बाइनमध्ये, ५० मीटरपेक्षा जास्त उंचीसाठी अनेकदा गोलाकार छेदाचे धातूचे व्होल्यूट्स आणि ५० मीटरपेक्षा कमी उंचीसाठी समलंब चौकोनी छेदाचे काँक्रीटचे व्होल्यूट्स वापरले जातात.
३) पाणी मार्गदर्शन यंत्रणा. यात सामान्यतः रनरच्या परिघावर समान अंतरावर मांडलेले, ठराविक संख्येचे सुव्यवस्थित मार्गदर्शक पंखे आणि त्यांच्या फिरणाऱ्या यंत्रणा असतात. याचे कार्य पाण्याचा प्रवाह रनरमध्ये समान रीतीने निर्देशित करणे, आणि मार्गदर्शक पंख्याचे उघडणे समायोजित करून जनरेटर सेटच्या भाराच्या गरजा पूर्ण करण्यासाठी टर्बाइनचा प्रवाह दर बदलणे हे आहे, आणि पूर्णपणे बंद असताना ते पाणी सील करण्याची भूमिका देखील बजावते.
४) ड्राफ्ट ट्यूब. रनरच्या आउटलेटवरील पाण्याच्या प्रवाहात अजूनही काही अतिरिक्त ऊर्जा शिल्लक असते, जी वापरली गेलेली नसते. ऊर्जेचा हा भाग परत मिळवणे आणि पाणी प्रवाहाच्या दिशेने बाहेर सोडणे, ही ड्राफ्ट ट्यूबची भूमिका आहे. ड्राफ्ट ट्यूबचे सरळ शंकू आणि वक्र असे दोन प्रकार आहेत. पहिल्या प्रकारात ऊर्जा गुणांक जास्त असतो आणि तो सामान्यतः लहान क्षैतिज आणि नळीच्या आकाराच्या टर्बाइनसाठी योग्य असतो; दुसऱ्या प्रकाराची जल-कार्यक्षमता सरळ शंकूपेक्षा कमी असते, परंतु त्याची खोदण्याची खोली कमी असते आणि तो मोठ्या व मध्यम आकाराच्या काउंटरअटॅक टर्बाइनमध्ये मोठ्या प्रमाणावर वापरला जातो.
(2) वर्गीकरण. रनरमधून पाण्याच्या प्रवाहाच्या अक्षीय दिशेनुसार, इम्पॅक्ट टर्बाइनचे फ्रान्सिस टर्बाइन, डायगोनल फ्लो टर्बाइन, ॲक्सियल फ्लो टर्बाइन आणि ट्युब्युलर टर्बाइनमध्ये विभाजन केले जाते.
१) फ्रान्सिस टर्बाइन. फ्रान्सिस (रेडियल ॲक्सियल फ्लो किंवा फ्रान्सिस) टर्बाइन ही एक काउंटर-अटॅक टर्बाइन आहे, ज्यामध्ये पाणी रनरच्या परिघापासून अक्षीय दिशेकडे त्रिज्येच्या दिशेने वाहते. या प्रकारच्या टर्बाइनमध्ये लागू होणाऱ्या हेडची विस्तृत श्रेणी (३०-७०० मीटर), साधी रचना, लहान आकारमान आणि कमी खर्च असतो. चीनमध्ये कार्यान्वित झालेली सर्वात मोठी फ्रान्सिस टर्बाइन एर्टान जलविद्युत प्रकल्प आहे, ज्याची रेटेड आउटपुट पॉवर ५८२ मेगावॅट आणि कमाल आउटपुट पॉवर ६२१ मेगावॅट आहे.
२) अक्षीय प्रवाह टर्बाइन. अक्षीय प्रवाह टर्बाइन ही एक काउंटरअटॅक टर्बाइन आहे, ज्यामध्ये पाणी अक्षीय दिशेने आत येते आणि रनरमधून अक्षीय दिशेने बाहेर जाते. या प्रकारच्या टर्बाइनचे दोन प्रकार आहेत: स्थिर-पाती प्रकार (स्क्रू प्रकार) आणि फिरता प्रकार (कॅप्लान प्रकार). पहिल्या प्रकारची पाती स्थिर असतात, तर दुसऱ्या प्रकारची पाती फिरवता येतात. अक्षीय प्रवाह टर्बाइनची पाणी वाहून नेण्याची क्षमता फ्रान्सिस टर्बाइनपेक्षा जास्त असते. पॅडल टर्बाइनची पाती भारातील बदलांनुसार आपली जागा बदलू शकत असल्यामुळे, भारातील बदलांच्या विस्तृत श्रेणीमध्ये त्यांची कार्यक्षमता जास्त असते. अक्षीय प्रवाह टर्बाइनची अँटी-कॅव्हिटेशन कार्यक्षमता आणि यांत्रिक शक्ती फ्रान्सिस टर्बाइनपेक्षा कमी असते आणि त्याची रचना देखील अधिक गुंतागुंतीची असते. सध्या, या प्रकारच्या टर्बाइनसाठी लागू होणारा हेड ८० मीटर किंवा त्याहून अधिक आहे.
३) ट्युब्युलर टर्बाइन. या प्रकारच्या वॉटर टर्बाइनमधील पाण्याचा प्रवाह रनरमधून अक्षीय दिशेने बाहेर वाहतो आणि रनरच्या आधी व नंतर कोणतेही परिभ्रमण होत नाही. याचा उपयोग हेडच्या ३-२० या मर्यादेत होतो. याच्या रचनेचे फायदे म्हणजे कमी उंची, पाण्याच्या प्रवाहासाठी उत्तम परिस्थिती, उच्च कार्यक्षमता, कमी स्थापत्य अभियांत्रिकी, कमी खर्च, व्होल्युट्स आणि वक्र ड्राफ्ट ट्यूबची आवश्यकता नसणे, आणि हेड जितका कमी असतो, तितके याचे फायदे अधिक स्पष्ट दिसतात.
जनरेटर जोडणी आणि पारेषण पद्धतीनुसार ट्युब्युलर टर्बाइनचे पूर्ण-प्रवाही (फुल-थ्रू-फ्लो) आणि अर्ध-प्रवाही (सेमी-थ्रू-फ्लो) असे दोन प्रकार आहेत. अर्ध-प्रवाही टर्बाइनचे पुढे बल्ब प्रकार, शाफ्ट प्रकार आणि शाफ्ट विस्तार प्रकारात विभाजन होते. त्यापैकी, शाफ्ट विस्तार प्रकाराचेही दोन प्रकार आहेत: तिरकस अक्ष आणि आडवा अक्ष. सध्या, सर्वाधिक वापरले जाणारे बल्ब ट्युब्युलर प्रकार, शाफ्ट विस्तार प्रकार आणि उभ्या शाफ्टचे प्रकार हे प्रामुख्याने लहान युनिट्समध्ये वापरले जातात. अलिकडच्या वर्षांत, मोठ्या आणि मध्यम आकाराच्या युनिट्समध्ये देखील शाफ्ट प्रकाराचा वापर केला जात आहे.
शाफ्ट एक्सटेंशन ट्युब्युलर युनिटचा जनरेटर जलमार्गाच्या बाहेर स्थापित केला जातो आणि तो जनरेटर एका लांब तिरकस शाफ्ट किंवा आडव्या शाफ्टद्वारे टर्बाइनला जोडलेला असतो. ही शाफ्ट एक्सटेंशन प्रकारची रचना बल्ब प्रकारापेक्षा अधिक सोपी आहे.
४) डायगोनल फ्लो टर्बाइन. डायगोनल फ्लो (ज्याला डायगोनल असेही म्हणतात) टर्बाइनची रचना आणि आकार हा मिक्स्ड फ्लो आणि ॲक्सियल फ्लो यांच्या दरम्यान असतो. मुख्य फरक हा आहे की रनर ब्लेड्सची मध्यरेषा टर्बाइनच्या मध्यरेषेशी एका विशिष्ट कोनात असते. संरचनात्मक वैशिष्ट्यांमुळे, युनिटला कार्यरत असताना खाली जाण्याची परवानगी नसते, म्हणून ब्लेड्स आणि रनर चेंबरची टक्कर होऊन होणारे अपघात टाळण्यासाठी दुसऱ्या संरचनेत एक ॲक्सियल डिस्प्लेसमेंट सिग्नल संरक्षण उपकरण बसवलेले असते. डायगोनल फ्लो टर्बाइनची उपयोगिता हेड श्रेणी २५～२०० मीटर आहे.
पोस्ट करण्याची वेळ: १९ ऑक्टोबर २०२१
