Tuabin phản ứng là một loại máy móc thủy lực chuyển đổi năng lượng thủy lực thành năng lượng cơ học bằng cách sử dụng áp suất của dòng nước.
(1) Cấu trúc. Các thành phần cấu trúc chính của tua bin phản ứng bao gồm đường ống, buồng dẫn nước, cơ cấu dẫn nước và ống hút.
1) Bánh xe. Bánh xe là một thành phần của tuabin thủy lực chuyển đổi năng lượng dòng nước thành năng lượng cơ học quay. Theo các hướng chuyển đổi năng lượng nước khác nhau, cấu trúc bánh xe của các tuabin phản ứng khác nhau cũng khác nhau. Bánh xe tuabin Francis bao gồm các cánh xoắn hợp lý, đỉnh bánh xe và vòng dưới; Bánh xe của tuabin dòng trục bao gồm các cánh, thân bánh xe, hình nón xả và các thành phần chính khác: cấu trúc của bánh xe tuabin dòng nghiêng rất phức tạp. Góc đặt cánh có thể thay đổi theo điều kiện làm việc và phù hợp với độ mở của cánh dẫn hướng. Đường tâm quay của cánh tạo thành một góc xiên (45 ° ~ 60 °) với trục của tuabin.
2) Buồng dẫn nước. Chức năng của nó là làm cho nước chảy đều đến cơ cấu dẫn nước, giảm tổn thất năng lượng và nâng cao hiệu suất của tua bin thủy lực. Vỏ xoắn kim loại có tiết diện tròn thường được sử dụng cho tua bin thủy lực cỡ lớn và vừa có cột nước trên 50m, và vỏ xoắn bê tông có tiết diện hình thang thường được sử dụng cho tua bin có cột nước 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 đồng đều ở ngoại vi của ống dẫn. Chức năng của nó là dẫn dòng nước đến ống dẫn một cách đồng đều và thay đổi lưu lượng qua tuabin thủy lực bằng cách điều chỉnh độ mở của cánh dẫn, để đáp ứng yêu cầu tải của tổ máy phát điện. Nó cũng đóng vai trò làm kín nước khi đóng hoàn toàn.
4) Ống hút. Một phần năng lượng còn lại trong dòng nước tại cửa ra của ống dẫn chưa được sử dụng. Chức năng của ống hút là thu hồi năng lượng này và xả nước xuống hạ lưu. Ống hút có thể được chia thành hình nón thẳng và hình cong. Hình nón thẳng có hệ số năng lượng lớn và thường phù hợp với các tua bin ngang và hình ống nhỏ; Mặc dù hiệu suất thủy lực của hình nón thẳng không tốt bằng hình nón thẳng, nhưng độ sâu đào nhỏ và được sử dụng rộng rãi trong các tua bin phản ứng cỡ lớn và vừa.
,
(2) Phân loại. Tua bin phản ứng được chia thành tua bin Francis, tua bin chéo, tua bin trục và tua bin ống theo hướng dòng nước chảy qua bề mặt trục của bánh xe đẩy.
1) Tua bin Francis. Tua bin Francis (dòng chảy hướng trục xuyên tâm hoặc Francis) là một loại tua bin phản ứng trong đó nước chảy theo hướng xuyên tâm xung quanh ống dẫn và chảy theo hướng trục. Loại tua bin này có phạm vi 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 tua bin của Nhà máy thủy điện Ertan, với công suất đầu ra định mức là 582mw và công suất đầu ra tối đa là 621 MW.
2) Tua bin dòng trục. Tua bin dòng trục là một loại tua bin phản ứng trong đó nước chảy vào và ra khỏi ống dẫn theo trục. Loại tua bin này được chia thành loại cánh quạt cố định (loại cánh quạt trục vít) và loại cánh quạt quay (loại Kaplan). Các cánh của loại trước là cố định và các cánh của loại sau có thể quay. Công suất xả của tua bin dòng trục lớn hơn tua bin Francis. Do vị trí cánh của tua bin rôto có thể thay đổi theo sự thay đổi tải, nên nó có hiệu suất cao trong phạm vi thay đổi tải lớn. Khả năng 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 hơn 80m.
3) Tua bin ống. Dòng nước của loại tua bin này chảy theo trục từ dòng chảy trục đến ống dẫn, và không có sự quay trước và sau ống dẫn. Phạm vi đầu sử dụng là 3 ~ 20.. Nó có ưu điểm là chiều cao thân máy bay nhỏ, điều kiện dòng nước tốt, hiệu suất cao, khối lượng công trình dân dụng thấp, chi phí thấp, không có ống xoắn và ống cong, và đầu nước càng thấp thì ưu điểm của nó càng rõ ràng.
Theo chế độ kết nối và truyền động của máy phát điện, tua bin ống được chia thành loại toàn ống và loại bán ống. Loại bán ống được chia thành loại bóng đèn, loại trục và loại trục mở rộng, trong đó loại trục mở rộng được chia thành trục nghiêng và trục ngang. Hiện nay, loại được sử dụng rộng rãi nhất là loại bóng đèn ống, loại trục mở rộng và loại trục, chủ yếu được sử dụng cho các đơn vị nhỏ. Trong những năm gần đây, loại trục cũng được sử dụng cho các đơn vị lớn và vừa.
Máy phát điện của cụm ống kéo dài trục được lắp đặt bên ngoài kênh nước, máy phát điện được kết nối với tua bin nước bằng trục nghiêng dài hoặc trục ngang. Cấu trúc của loại trục kéo dài này đơn giản hơn loại bóng đèn.
4) Tua bin dòng chéo. Cấu trúc và kích thước của tua bin dòng chéo (còn gọi là tua bin chéo) nằm giữa Francis và dòng trục. Sự khác biệt chính là đường tâm của cánh quạt nằm ở một góc nhất định với đường tâm của tua bin. Do đặc điểm cấu trúc, thiết bị không được phép chìm trong quá trình vận hành, vì vậy thiết bị bảo vệ tín hiệu dịch chuyển trục được lắp đặt trong cấu trúc thứ hai để ngăn ngừa va chạm giữa cánh quạt và buồng quạt. Phạm vi đầu sử dụng của tua bin dòng chéo là 25 ~ 200m.
Hiện nay, công suất đầu ra định mức đơn vị lớn nhất của tuabin gió nghiêng trên thế giới là 215MW (Liên Xô cũ) và cột áp sử dụng cao nhất là 136m (Nhật Bản).
Thời gian đăng: 01-09-2021
