Tuabin phản lực là một loại máy móc thủy lực sử dụng áp lực của dòng nước để chuyển đổi năng lượng nước thành năng lượng cơ học.
(1) Cấu trúc. Các thành phần cấu trúc chính của tua bin phản công là bánh xe, buồng dẫn nước, cơ cấu dẫn nước và ống hút.
1) Bánh xe. Bánh xe là một bộ phận của tuabin nước, chuyển đổi năng lượng của dòng nước thành năng lượng cơ học quay. Tùy thuộc vào hướng chuyển đổi năng lượng nước, cấu trúc bánh xe của các tuabin phản công khác nhau cũng khác nhau. Bánh xe tuabin Francis bao gồm các cánh xoắn được sắp xếp hợp lý, đỉnh và vòng dưới cùng các thành phần thẳng đứng chính khác; bánh xe tuabin dòng trục bao gồm các cánh, thân bánh xe và hình nón thoát nước cùng các thành phần chính khác: cấu trúc bánh xe tuabin dòng chéo phức tạp hơn. Góc đặt cánh có thể thay đổi theo điều kiện làm việc và phù hợp với độ mở cánh dẫn hướng. Đường tâm quay của cánh nằm ở góc xiên (45°-60°) so với trục của tuabin.
2) Buồng dẫn nước. Chức năng của nó là làm cho nước chảy đều vào cơ cấu dẫn nước, giảm tổn thất năng lượng và nâng cao hiệu suất của tua bin. Tua bin cỡ lớn và vừa thường sử dụng các ống xoắn kim loại tiết diện tròn có cột nước trên 50m và các ống xoắn bê tông tiết diện hình thang cho các tua bin dưới 50m.
3) Cơ cấu dẫn nước. Nó thường được tạo thành từ một số lượng nhất định các cánh dẫn khí động học và các cơ cấu quay của chúng được sắp xếp đều đặn ở ngoại vi của ống dẫn. Chức năng của nó là dẫn nước chảy đều vào ống dẫn, và bằng cách điều chỉnh độ mở của cánh dẫn, để thay đổi lưu lượng của tuabin để đáp ứng yêu cầu tải của tổ máy phát điện, và nó cũng đóng vai trò làm kín nước khi đóng hoàn toàn.
4) Ống hút. Dòng nước ở đầu ra của ống dẫn vẫn còn một phần năng lượng dư thừa chưa được sử dụng. Vai trò của ống hút là thu hồi phần năng lượng này và xả nước xuống hạ lưu. Ống hút được chia thành hai loại, hình nón thẳng và hình cong. Loại trước có hệ số năng lượng lớn và thường phù hợp với các tua bin ngang và hình ống nhỏ; loại sau có hiệu suất thủy lực thấp hơn hình nón thẳng, nhưng có độ sâu đào nhỏ hơn và được sử dụng rộng rãi trong các tua bin phản công cỡ lớn và vừa.
(2) Phân loại. Theo hướng trục của dòng nước chảy qua ống dẫn, tua bin va đập được chia thành tua bin Francis, tua bin dòng chéo, tua bin dòng trục và tua bin ống.
1) Tua bin Francis. Tua bin Francis (dòng chảy hướng trục xuyên tâm hoặc Francis) là tua bin phản công trong đó nước chảy theo hướng xuyên tâm từ chu vi của bánh xe đến hướng trục. Loại tua bin này có phạm vi đầu áp dụng rộng (30-700m), cấu trúc đơn giản, thể tích nhỏ và chi phí thấp. Tua bin Francis lớn nhất đã được đưa vào vận hành tại Trung Quốc là Nhà máy thủy điện Ertan, với công suất đầu ra định mức là 582 MW và công suất đầu ra tối đa là 621 MW.
2) Tua bin dòng trục. Tua bin dòng trục là tua bin phản công trong đó nước chảy vào từ hướng trục và chảy ra khỏi bánh xe theo hướng trục. Loại tua bin này được chia thành hai loại: loại cánh cố định (loại vít) và loại quay (loại Kaplan). Các cánh của loại trước là cố định, và các cánh của loại sau có thể quay. Khả năng cho nước đi qua của tua bin dòng trục lớn hơn tua bin Francis. Do các cánh của tua bin cánh khuấy có thể thay đổi vị trí khi tải thay đổi nên chúng có hiệu suất cao hơn trong phạm vi thay đổi tải rộng. Hiệu suất chống xâm thực và độ bền cơ học của tua bin dòng trục kém hơn tua bin Francis và cấu trúc cũng phức tạp hơn. Hiện tại, cột áp áp dụng của loại tua bin này đã đạt 80m trở lên.
3) Tua bin hình ống. Dòng nước của loại tua bin nước này chảy theo trục ra khỏi ống dẫn, và không có sự quay trước và sau ống dẫn. Phạm vi đầu sử dụng là 3-20. . Thân máy bay có ưu điểm là chiều cao nhỏ, điều kiện dòng nước tốt, hiệu suất cao, ít công trình xây dựng, chi phí thấp, không cần ống xoắn và ống cong, và đầu càng thấp, ưu điểm càng rõ ràng.
Tua bin ống được chia thành hai loại: toàn bộ dòng chảy và bán dòng chảy theo kết nối máy phát điện và chế độ truyền tải. Tua bin bán dòng chảy được chia thành loại bóng đèn, loại trục và loại trục mở rộng. Trong số đó, loại trục mở rộng cũng được chia thành hai loại. Có trục xiên và trục ngang. Hiện nay, loại ống bóng đèn được sử dụng rộng rãi nhất, loại trục mở rộng và loại trục thẳng đứng chủ yếu được sử dụng trong các đơn vị nhỏ. Trong những năm gần đây, loại trục cũng đã được sử dụng trong các đơn vị lớn và vừa.
Máy phát điện của cụm ống mở rộng trục được lắp đặt bên ngoài đường thủy và máy phát điện được kết nối với tua bin bằng trục nghiêng dài hơn hoặc trục ngang. Cấu trúc kiểu mở rộng trục này đơn giản hơn kiểu bóng đèn.
4) Tua bin dòng chảy chéo. Cấu trúc và kích thước của tua bin dòng chảy chéo (còn gọi là tua bin chéo) nằm giữa dòng chảy hỗn hợp và dòng chảy trục. Sự khác biệt chính là đường tâm của các cánh quạt nằm ở một góc nhất định so với đường tâm của tua bin. Do đặc điểm cấu trúc, thiết bị không được phép chìm trong quá trình vận hành, vì vậy một thiết bị bảo vệ tín hiệu dịch chuyển trục được lắp đặt trong cấu trúc thứ hai để ngăn ngừa tai nạn do các cánh quạt và buồng quạt va chạm. Phạm vi đầu sử dụng của tua bin dòng chảy chéo là 25～200m.
Thời gian đăng: 19-10-2021
