Реакциона турбина је врста хидрауличне машине која претвара хидрауличну енергију у механичку енергију користећи притисак воденог тока.
(1) Структура. Главне структурне компоненте реакционе турбине укључују радно коло, доводну комору, механизам за вођење воде и усисну цев.
1) Тркало. Тркало је компонента хидрауличне турбине која претвара енергију протока воде у ротациону механичку енергију. У складу са различитим правцима конверзије енергије воде, структуре тркала различитих реакционих турбина се такође разликују. Тркало Франсисове турбине састоји се од лопатица са аеродинамичким увијеним линијама, круне точка и доњег прстена; Тркало аксијалне турбине састоји се од лопатица, тела тркала, испусног конуса и других главних компоненти: структура тркача турбине са нагнутим протоком је сложена. Угао постављања лопатица може се мењати у зависности од радних услова и одговарати отвору усмеравајуће лопатице. Средишња линија ротације лопатица формира коси угао (45° ~ 60°) са осом турбине.
2) Доводна комора. Њена функција је да обезбеди равномерни ток воде до механизма за вођење воде, смањи губитак енергије и побољша ефикасност хидрауличне турбине. Метално спирално кућиште кружног пресека се често користи за велике и средње хидрауличне турбине са висином воде изнад 50 м, а бетонско спирално кућиште трапезоидног пресека се често користи за турбине са висином воде испод 50 м.
3) Механизам за вођење воде. Генерално се састоји од одређеног броја аеродинамичних вођица и њихових ротирајућих механизама равномерно распоређених по ободу клизача. Његова функција је да равномерно усмерава проток воде до клизача и мења проток хидрауличне турбине подешавањем отвора вођице, како би се задовољили захтеви оптерећења генераторске јединице. Такође игра улогу заптивања воде када је потпуно затворен.
4) Пропусна цев. Део преостале енергије у протоку воде на излазу из канала није искоришћен. Функција пропусне цеви је да рекуперира ову енергију и испусти воду низводно. Пропусна цев се може поделити на равну конусну цев и закривљену. Прва има велики енергетски коефицијент и генерално је погодна за мале хоризонталне и цевасте турбине; Иако хидрауличке перформансе друге нису тако добре као код праве конусне цев, дубина ископа је мала и широко се користи код великих и средњих реакционих турбина.
,
(2) Класификација. Реакциона турбина се дели на Франсисову турбину, дијагоналну турбину, аксијалну турбину и цевасту турбину према смеру протока воде која пролази кроз површину вратила ротора.
1) Францисова турбина. Францисова (радијално-аксијална или Францисова) турбина је врста реакционе турбине у којој вода тече радијално око радног кола и тече аксијално. Ова врста турбине има широк опсег применљивог пада (30 ~ 700 м), једноставну структуру, малу запремину и ниску цену. Највећа Францисова турбина која је пуштена у рад у Кини је турбина хидроелектране Ертан, са номиналном излазном снагом од 582 MW и максималном излазном снагом од 621 MW.
2) Аксијална турбина. Аксијална турбина је врста реакционе турбине у којој вода улази и излази из радног кола аксијално. Ова врста турбине је подељена на тип са фиксним пропелером (тип са вијчаним пропелером) и тип са ротационим пропелером (Капланов тип). Лопатице прве су фиксне, а лопатице друге се могу окретати. Капацитет протока аксијалне турбине је већи од Франсисове турбине. Пошто се положај лопатица ротора турбине може мењати са променом оптерећења, она има високу ефикасност у великом опсегу промена оптерећења. Отпорност на кавитацију и механичка чврстоћа аксијалне турбине су лошије од Франсисове турбине, а структура је такође сложенија. Тренутно је применљиви притисак ове врсте турбине достигао више од 80 м.
3) Цеваста турбина. Проток воде код ове врсте турбине тече аксијално од аксијалног тока до радног кола, и нема ротације пре и после радног кола. Опсег висине притиска је 3 ~ 20. Има предности мале висине трупа, добрих услова протока воде, високе ефикасности, малих грађевинских трошкова, ниске цене, нема спиралних и закривљених пропусних цеви, а што је висина притиска нижа, то су њене предности очигледније.
Према начину повезивања и преноса генератора, цевасте турбине се деле на потпуно цевасте и полуцевасте. Полуцевасти тип се даље дели на булбовидни тип, тип вратила и тип са продужетком вратила, међу којима се тип са продужетком вратила дели на косо вратило и хоризонтално вратило. Тренутно се најчешће користе булбовидни цевасти тип, тип са продужетком вратила и тип са хоризонталним вратилом, који се углавном користе за мале јединице. Последњих година, тип са вратилом се користи и за велике и средње јединице.
Генератор аксијалне цевасте јединице је инсталиран изван воденог канала, а генератор је повезан са воденом турбином дугим косим вратилом или хоризонталним вратилом. Структура овог типа продужетка вратила је једноставнија од сијаличног типа.
4) Турбина са дијагоналним протоком. Структура и величина турбине са дијагоналним протоком (познате и као дијагоналне) су између Франсисове и аксијалне турбине. Главна разлика је у томе што је средишња линија лопатице радног кола под одређеним углом у односу на средишњу линију турбине. Због структурних карактеристика, јединици није дозвољено да тоне током рада, па је уређај за заштиту од сигнала аксијалног померања инсталиран у другој структури како би се спречио судар између лопатице и коморе радног кола. Опсег коришћења турбине са дијагоналним протоком је 25 ~ 200 м.
Тренутно, највећа номинална излазна снага појединачне јединице турбине са нагнутим падом на свету је 215 MW (бивши Совјетски Савез), а највећи пад искоришћења је 136 m (Јапан).
Време објаве: 01.09.2021.
