Motattackturbinen är en typ av hydraulisk maskin som använder trycket från vattenflödet för att omvandla vattenenergi till mekanisk energi.
(1) Struktur. De viktigaste strukturella komponenterna i motangreppsturbinen är löpröret, vattenavledningskammaren, vattenledningsmekanismen och dragröret.
1) Löprör. Löpröret är en del av vattenturbinen som omvandlar vattenflödets energi till roterande mekanisk energi. Beroende på riktningen för vattenenergiomvandlingen skiljer sig löprörsstrukturerna hos olika motangreppsturbiner också åt. Francisturbinlöpröret består av strömlinjeformade, vridna blad, krona och nedre ring samt andra vertikala huvudkomponenter; axiellt flödesturbinlöprör består av blad, löprörskropp och dräneringskon samt andra huvudkomponenter; diagonalt flödesturbinlöprörsstrukturen är mer komplex. Bladplaceringsvinkeln kan ändras med arbetsförhållandena och matchas med styrskenans öppning. Bladets rotationscentrumlinje är i en sned vinkel (45°-60°) mot turbinens axel.
2) Vattenavledningskammare. Dess funktion är att få vattnet att flöda jämnt in i vattenledarmekanismen, minska energiförluster och förbättra turbinens effektivitet. Stora och medelstora turbiner använder ofta metallsnurror med cirkulärt tvärsnitt och tryckhöjder över 50 m, och trapetsformade betongsnurror för de under 50 m.
3) Vattenstyrningsmekanism. Den består vanligtvis av ett visst antal strömlinjeformade styrskovlar och deras roterande mekanismer jämnt anordnade längs löparens periferi. Dess funktion är att styra vattenflödet jämnt in i löparens periferi, och genom att justera styrskovlens öppning, ändra turbinens flödeshastighet för att möta generatoraggregatets belastningskrav, och den spelar också en roll för att täta vatten när den är helt stängd.
4) Dragrör. Vattenflödet vid utloppet från löpröret har fortfarande en del av överskottsenergin som inte har använts. Dragrörets roll är att återvinna denna del av energin och leda ut vattnet nedströms. Dragröret är indelat i två typer, rak konisk och böjd. Den förra har en hög energikoefficient och är generellt lämplig för små horisontella och rörformiga turbiner; den senare har lägre hydraulisk prestanda än raka koner, men har ett mindre grävdjup och används ofta i stora och medelstora motangreppsturbiner.
(2) Klassificering. Beroende på vattenflödets axiella riktning genom löpröret delas slagturbinen in i en Francis-turbin, en diagonalströmsturbin, en axialströmsturbin och en rörformig turbin.
1) Francisturbin. En Francisturbin (radiell axialströmning eller Francis-turbin) är en motattackturbin där vatten flödar radiellt från löprörets omkrets till axialriktningen. Denna typ av turbin har ett brett utbud av tillämpliga tryckhöjder (30–700 m), enkel struktur, liten volym och låg kostnad. Den största Francisturbinen som har tagits i drift i Kina är Ertan vattenkraftverk, med en nominell utgångseffekt på 582 MW och en maximal utgångseffekt på 621 MW.
2) Axialflödesturbin. Axialflödesturbinen är en motangreppsturbin där vatten strömmar in från axiell riktning och ut ur löpröret i axiell riktning. Denna typ av turbin är indelad i två typer: fastbladstyp (skruvtyp) och roterande typ (Kaplan-typ). Bladen på den förra är fasta, och bladen på den senare kan roteras. Vattengenomströmningskapaciteten hos axialflödesturbinen är större än hos Francisturbinen. Eftersom skovelturbinens blad kan ändra position med belastningsförändringar har de högre effektivitet i ett brett spektrum av belastningsförändringar. Antikavitationsprestanda och mekaniska hållfasthet hos axialflödesturbinen är sämre än Francisturbinens, och strukturen är också mer komplicerad. För närvarande har den tillämpliga tryckhöjden för denna typ av turbin nått 80 m eller mer.
3) Rörformad turbin. Vattenflödet i denna typ av vattenturbin strömmar axiellt ut ur löpröret, och det sker ingen rotation före eller efter löpröret. Utnyttjandehöjden är 3–20. Flygkroppen har fördelarna med liten höjd, goda vattenflödesförhållanden, hög effektivitet, mindre väg- och vattenbyggnad, låg kostnad, inget behov av spiraler och böjda dragrör, och ju lägre tryckhöjd, desto tydligare är fördelarna.
Rörformiga turbiner delas in i två typer: fullgenomflödesturbiner och halvgenomflödesturbiner beroende på generatoranslutning och transmissionsläge. Halvgenomflödesturbiner delas vidare in i bulbtyp, axeltyp och axelförlängningstyp. Bland dessa delas axelförlängningstypen också in i två typer. Det finns sneda axlar och horisontella axlar. För närvarande används de mest använda bulbrörformiga turbinerna, axelförlängningstypen och vertikala axeltyperna mestadels i små enheter. På senare år har axeltypen även använts i stora och medelstora enheter.
Generatorn i den rörformiga axelförlängningsenheten är installerad utanför vattenvägen, och generatorn är ansluten till turbinen med en längre lutande axel eller horisontell axel. Denna axelförlängningstyp är enklare än bulbtypen.
4) Diagonalflödesturbin. Strukturen och storleken på diagonalflödesturbinen (även kallad diagonal) ligger mellan blandflödet och axialflödet. Den största skillnaden är att mittlinjen på löpbladen har en viss vinkel mot turbinens mittlinje. På grund av de strukturella egenskaperna får enheten inte sjunka under drift, så en skyddsanordning för axiell förskjutningssignal är installerad i den andra strukturen för att förhindra olyckor där bladen och löpkammaren kolliderar. Användningshöjdsområdet för diagonalflödesturbinen är 25–200 m.
Publiceringstid: 19 oktober 2021
