प्रवाह कार्य सिद्धान्त र प्रतिक्रिया हाइड्रोजनरेटर को संरचनात्मक विशेषताहरु

प्रतिक्रिया टर्बाइन एक प्रकारको हाइड्रोलिक मेसिनरी हो जसले पानीको प्रवाहको दबाब प्रयोग गरेर हाइड्रोलिक ऊर्जालाई मेकानिकल ऊर्जामा रूपान्तरण गर्दछ।

(१) संरचना।प्रतिक्रिया टर्बाइनका मुख्य संरचनात्मक अवयवहरूमा धावक, हेडरेस चेम्बर, पानी गाइड मेकानिज्म र ड्राफ्ट ट्यूब समावेश छन्।
1) धावक।रनर हाइड्रोलिक टर्बाइनको एक भाग हो जसले पानीको प्रवाह ऊर्जालाई घुमाउने मेकानिकल ऊर्जामा रूपान्तरण गर्दछ।विभिन्न जल ऊर्जा रूपान्तरण दिशाहरू अनुसार, विभिन्न प्रतिक्रिया टर्बाइनहरूको धावक संरचनाहरू पनि फरक छन्।फ्रान्सिस टर्बाइन धावक स्ट्रिमलाइन ट्विस्टेड ब्लेड, व्हील क्राउन र तल्लो घण्टी मिलेर बनेको छ;अक्षीय-प्रवाह टर्बाइनको धावक ब्लेड, धावक शरीर, डिस्चार्ज कोन र अन्य मुख्य घटकहरू मिलेर बनेको हुन्छ: झुकाव प्रवाह टर्बाइन धावकको संरचना जटिल हुन्छ।ब्लेड प्लेसमेन्ट कोण काम गर्ने अवस्थाको साथ परिवर्तन गर्न सक्छ र गाइड वेन को खोल्ने मेल खान्छ।ब्लेड घुमाउने केन्द्र रेखाले टर्बाइनको अक्षसँग तिरछा कोण (४५° ~ ६०°) बनाउँछ।
२) हेडरेस चेम्बर।यसको कार्य भनेको पानीको गाईड मेकानिजममा पानीलाई समान रूपमा प्रवाह गर्न, ऊर्जाको हानि कम गर्न र हाइड्रोलिक टर्बाइनको दक्षतामा सुधार गर्नु हो।गोलाकार खण्ड भएको धातुको सर्पिल केस प्रायः ५० मिटरभन्दा माथिको पानीको टाउको भएका ठूला र मध्यम आकारको हाइड्रोलिक टर्बाइनहरूको लागि प्रयोग गरिन्छ, र ट्र्यापेजोइडल खण्ड भएको कंक्रीट सर्पिल केस प्रायः ५० मिटरभन्दा कम पानीको टाउको भएका टर्बाइनहरूको लागि प्रयोग गरिन्छ।
3) पानी गाइड संयन्त्र।यो सामान्यतया एक निश्चित संख्यामा सुव्यवस्थित गाईड भ्यानहरू र तिनीहरूको घुमाउने संयन्त्रहरू रनरको परिधिमा समान रूपमा व्यवस्थित गरिएको हुन्छ।यसको कार्य भनेको रनरमा पानीको प्रवाहलाई समान रूपमा मार्गदर्शन गर्नु हो, र जेनेरेटर एकाइको लोड आवश्यकताहरू पूरा गर्न गाइड वेनको खोल्ने समायोजन गरेर हाइड्रोलिक टर्बाइनको प्रवाहलाई परिवर्तन गर्नु हो।यो पूर्ण रूपमा बन्द हुँदा पानी सील को भूमिका पनि खेल्छ।
4) ड्राफ्ट ट्यूब।रनर आउटलेटमा पानीको प्रवाहमा बाँकी उर्जाको केही अंश प्रयोग हुन सकेको छैन।ड्राफ्ट ट्यूबको कार्य भनेको यो ऊर्जा पुन: प्राप्ति गर्नु र पानीलाई डाउनस्ट्रीममा छोड्नु हो।ड्राफ्ट ट्यूब सीधा कोन आकार र घुमाउरो आकारमा विभाजित गर्न सकिन्छ।पहिलेको ठूलो ऊर्जा गुणांक छ र सामान्यतया सानो तेर्सो र ट्यूबलर टर्बाइनहरूको लागि उपयुक्त छ;यद्यपि पछिल्लोको हाइड्रोलिक प्रदर्शन सीधा शंकुको जस्तो राम्रो छैन, उत्खनन गहिराई सानो छ, र यो ठूलो र मध्यम आकारको प्रतिक्रिया टर्बाइनमा व्यापक रूपमा प्रयोग गरिन्छ।

,

(2) वर्गीकरण।रनरको शाफ्ट सतहबाट बग्ने पानीको प्रवाहको दिशा अनुसार प्रतिक्रिया टर्बाइनलाई फ्रान्सिस टर्बाइन, विकर्ण टर्बाइन, अक्षीय टर्बाइन र ट्युबुलर टर्बाइनमा विभाजन गरिएको छ।
1) फ्रान्सिस टर्बाइन।फ्रान्सिस (रेडियल अक्षीय प्रवाह वा फ्रान्सिस) टर्बाइन एक प्रकारको प्रतिक्रिया टर्बाइन हो जसमा पानी रनरको वरिपरि रेडियल रूपमा बग्छ र अक्षीय रूपमा बग्छ।यस प्रकारको टर्बाइनमा लागू हुने टाउको (३० ~ ७०० मिटर), साधारण संरचना, सानो भोल्युम र कम लागतको फराकिलो दायरा हुन्छ।चीनमा सञ्चालित सबैभन्दा ठूलो फ्रान्सिस टर्बाइन इर्टान हाइड्रोपावर प्लान्टको टर्बाइन हो, जसको मूल्याङ्कन 582 मेगावाट र अधिकतम उत्पादन शक्ति 621 मेगावाट छ।
2) अक्षीय प्रवाह टर्बाइन।अक्षीय प्रवाह टर्बाइन एक प्रकारको प्रतिक्रिया टर्बाइन हो जसमा पानी अक्षीय रूपमा रनर भित्र र बाहिर बग्छ।यस प्रकारको टर्बाइनलाई निश्चित प्रोपेलर प्रकार (स्क्रू प्रोपेलर प्रकार) र रोटरी प्रोपेलर प्रकार (कप्लान प्रकार) मा विभाजन गरिएको छ।पहिलेका ब्लेडहरू फिक्स गरिएका छन् र पछिल्लोका ब्लेडहरू घुमाउन सक्छन्।अक्षीय-प्रवाह टर्बाइनको डिस्चार्ज क्षमता फ्रान्सिस टर्बाइनको भन्दा ठूलो छ।किनभने रोटर टर्बाइनको ब्लेड स्थिति लोड परिवर्तनको साथ परिवर्तन हुन सक्छ, यो लोड परिवर्तनको ठूलो दायरामा उच्च दक्षता छ।अक्षीय-प्रवाह टर्बाइनको cavitation प्रतिरोध र मेकानिकल बल फ्रान्सिस टर्बाइनको भन्दा खराब छ, र संरचना पनि थप जटिल छ।हाल, यस प्रकारको टर्बाइनको लागू टाउको 80m भन्दा बढी पुगेको छ।
3) ट्यूबलर टर्बाइन।यस प्रकारको टर्बाइनको पानीको प्रवाह अक्षीय प्रवाहबाट रनरमा अक्षीय रूपमा बग्दछ, र धावकको अघि र पछि कुनै घुमाउरो हुँदैन।उपयोग हेड दायरा 3 ~ 20. छ। यसमा सानो फ्युसेलेज उचाइ, राम्रो पानी प्रवाह अवस्था, उच्च दक्षता, कम सिभिल इन्जिनियरिङ मात्रा, कम लागत, कुनै भोल्युट र घुमाउरो ड्राफ्ट ट्यूब, र कम पानीको टाउको, थप स्पष्ट यसको फाइदाहरू।
जेनेरेटरको जडान र प्रसारण मोड अनुसार ट्युबुलर टर्बाइनलाई पूर्ण ट्युबुलर र सेमी ट्युबुलर प्रकारमा विभाजन गरिएको छ।सेमी ट्युबुलर प्रकारलाई बल्ब प्रकार, शाफ्ट प्रकार र शाफ्ट एक्सटेन्सन प्रकारमा विभाजन गरिएको छ, जसमध्ये शाफ्ट एक्सटेन्सन प्रकारलाई झुकाव शाफ्ट र तेर्सो शाफ्टमा विभाजन गरिएको छ।हाल, सबैभन्दा व्यापक रूपमा प्रयोग गरिएको बल्ब ट्यूबलर प्रकार, शाफ्ट एक्सटेन्सन प्रकार र शाफ्ट प्रकार हो, जुन प्रायः साना एकाइहरूको लागि प्रयोग गरिन्छ।हालैका वर्षहरूमा, शाफ्ट प्रकार पनि ठूला र मध्यम आकारको एकाइहरूको लागि प्रयोग गरिन्छ।
अक्षीय एक्सटेन्सन ट्यूबलर एकाइको जेनेरेटर पानी च्यानल बाहिर स्थापित छ, र जेनेरेटर लामो झुकाव शाफ्ट वा तेर्सो शाफ्ट संग पानी टर्बाइन संग जोडिएको छ।यस शाफ्ट एक्सटेन्सन प्रकारको संरचना बल्ब प्रकारको भन्दा सरल छ।
4) विकर्ण प्रवाह टर्बाइन।विकर्ण प्रवाहको संरचना र आकार (जसलाई विकर्ण पनि भनिन्छ) टर्बाइन फ्रान्सिस र अक्षीय प्रवाहको बीचमा हुन्छ।मुख्य भिन्नता यो हो कि रनर ब्लेडको केन्द्र रेखा टर्बाइनको केन्द्र रेखासँग एक निश्चित कोणमा छ।संरचनात्मक विशेषताहरूको कारणले गर्दा, एकाइलाई सञ्चालनको क्रममा डुब्न अनुमति छैन, त्यसैले ब्लेड र धावक च्याम्बर बीचको टक्कर रोक्न दोस्रो संरचनामा अक्षीय विस्थापन संकेत सुरक्षा उपकरण स्थापना गरिएको छ।विकर्ण प्रवाह टर्बाइनको उपयोग हेड दायरा 25 ~ 200m छ।

हाल, संसारमा झुकाव ड्रप टर्बाइनको सबैभन्दा ठूलो एकल रेट गरिएको आउटपुट पावर 215MW (पूर्व सोभियत संघ) हो, र उच्चतम उपयोगिता हेड 136m (जापान) हो।