¿Qué tipos de turbinas de impacto existen?

Las turbinas de impacto se pueden dividir en tipo Francis, tipo de flujo axial, tipo de flujo oblicuo y tipo de flujo cruzado. En una turbina Francis, el flujo de agua ingresa radialmente al mecanismo de guía de agua y sale del corredor axialmente; en una turbina de flujo axial, el flujo de agua ingresa radialmente a la paleta guía y entra y sale del corredor axialmente; turbina, el flujo de agua ingresa radialmente a la paleta guía y fluye hacia el corredor en una dirección inclinada en un cierto ángulo con respecto al eje principal, o fluye hacia la paleta guía y el corredor en una dirección inclinada hacia el eje principal en una turbina tubular; , el agua fluye axialmente hacia la paleta guía y la rueda.

Las turbinas de flujo axial, de flujo tubular y de flujo oblicuo también se pueden dividir en tipos de paletas fijas y de paletas rotativas según sus estructuras. Las palas del tipo de paleta fija son fijas; las palas del tipo de paleta giratoria pueden girar alrededor del eje de la pala durante el funcionamiento para adaptarse a los cambios en la altura del agua y la carga.

Varios tipos de turbinas de impacto están equipadas con dispositivos de entrada de agua. Los dispositivos de entrada de agua de las turbinas de impacto de eje vertical grandes y medianos generalmente consisten en volutas, paletas guía fijas y paletas guía móviles. La función de la voluta es distribuir uniformemente el flujo de agua alrededor del corredor. Cuando la altura del agua es inferior a 40 metros, la voluta de la turbina suele estar hecha de hormigón armado moldeado en el sitio; cuando la altura del agua es superior a 40 metros, a menudo se utiliza una voluta de metal soldada a medida o integralmente fundida.

En una turbina de impacto, el flujo de agua llena todo el canal del rodete y todas las palas se ven afectadas por el flujo de agua al mismo tiempo. Por lo tanto, bajo la misma altura de agua, el diámetro del rodete es menor que ese. de una turbina de impacto. Su eficiencia máxima también es mayor que la de las turbinas Pelton, pero cuando cambia la carga, la eficiencia de la turbina se ve afectada en diversos grados.

Las turbinas de impacto están equipadas todas con una tubería de tiro, cuya función es recuperar la energía cinética del flujo de agua a la salida del corredor; descargar el flujo de agua aguas abajo cuando la posición de instalación del corredor es; más alto que el nivel del agua aguas abajo, gire esta posición. La energía se convierte en energía de presión y se recupera. Para turbinas hidráulicas con baja altura y gran flujo, la energía cinética de salida del rodete es relativamente grande y el rendimiento de recuperación de la tubería de tiro tiene un impacto significativo en la eficiencia de la turbina.

1. Turbina de flujo axial

Apto para centrales eléctricas con menores caídas de agua. Bajo la misma altura de agua, su número de rotación específico es mayor que el de la turbina Francis.

Las palas de la turbina de paletas fijas de flujo axial están fijadas sobre el cuerpo del rodete. La altura general de instalación es de 3-50 m. , el ángulo de colocación de las palas no se puede cambiar durante la operación, la estructura es simple y la eficiencia es baja. Es adecuada para centrales eléctricas con pequeños cambios de carga o donde la cantidad de unidades operativas se puede ajustar para adaptarse a los cambios de carga.

La turbina de paletas de flujo axial fue inventada por el ingeniero austriaco Kaplan en 1920, por lo que también se llama turbina Kaplan. La altura general de instalación es de 3-80 m. Las palas del rodete generalmente son operadas por un relé hidráulico instalado en el cuerpo del rodete. Pueden girar en consecuencia según los cambios en la altura del agua y la carga para mantener la coordinación óptima entre el ángulo de la paleta guía móvil y el ángulo de la pala, mejorando así la eficiencia promedio. Este tipo de La eficiencia máxima de las turbinas hidráulicas ha superado el 94. Un ejemplo típico es Gezhouba.

2. Turbina tubular

El flujo de agua entre las paletas guía y el rodete de la turbina tubular básicamente no fluye en ninguna dirección. Además, se utiliza el tubo de tiro cónico recto. Para descargar el agua, el flujo no tiene que girar en el tubo de tiro, por lo que tiene alta eficiencia, gran capacidad de flujo y altas revoluciones específicas. Es especialmente adecuado para pequeñas centrales eléctricas de cauce con bajos saltos de agua de 3 a 20 metros. .

Este tipo de turbina hidráulica también puede lograr generación de energía bidireccional cuando se instala en una central de energía mareomotriz. Este tipo de turbina hidráulica tiene muchas estructuras, y la más comúnmente utilizada es la turbina hidráulica de tipo bulbo.

El generador del bloque de bombilla está instalado en un cuerpo de bombilla estanco. El corredor puede diseñarse como un tipo de paleta fija o un tipo de paleta giratoria. Se puede dividir además en tipo de flujo pasante y tipo de flujo semipasante. La turbina de bulbo (semitubular de paletas giratorias) más grande del mundo está instalada en la central eléctrica número 2 de Rock Island en los Estados Unidos. Tiene una altura de agua de 12,1 metros, una velocidad de rotación de 85,7 rpm y un diámetro de rodete de 7,4 metros. , y una unidad única de potencia de 54 MW, puesta en funcionamiento en 1978.

3. Turbina Francis

Es la turbina hidráulica más utilizada en el mundo. Fue inventada por el ingeniero estadounidense Francis en 1849, por lo que también se llama turbina Francis. En comparación con el tipo de hélice de flujo axial, su estructura es más simple, el funcionamiento es estable y la eficiencia máxima es mayor que el tipo de flujo axial. Sin embargo, cuando la altura de agua y el cambio de carga son grandes, la eficiencia promedio es menor que la del tipo axial. tipo de hélice de flujo. Este tipo de turbina La eficiencia máxima ha superado el 95.

El rango de altura de agua aplicable de la turbina Francis es muy amplio, desde 5 a 700 metros, pero el rango más comúnmente utilizado es de 40 a 300 metros.

El corredor tipo Francis generalmente utiliza acero con bajo contenido de carbono o piezas fundidas de acero de baja aleación, o adopta una estructura soldada por fundición. Para mejorar las propiedades anticavitación y antidesgaste de arena, se puede revestir de acero inoxidable las piezas propensas a la cavitación o se pueden utilizar cuchillas de acero inoxidable. A veces, también se puede fabricar todo el rodete de acero inoxidable. El uso de estructuras soldadas por fundición puede reducir costos, hacer que el tamaño del canal de flujo sea más preciso y suavizar la superficie del canal de flujo, lo que es beneficioso para mejorar la eficiencia de las palas, la corona superior y el anillo inferior. También puede estar hecho de diferentes materiales. Un ejemplo típico es Liujiaxia en mi país.

4. Turbina de flujo inclinado

Fue inventada por el ingeniero suizo Delia en 1956, por eso también se llama turbina Delia. Las palas se instalan en el cuerpo del rodete de manera inclinada. A medida que la altura del agua y la carga cambian, el relé hidráulico en el cuerpo del rodete hace que las palas giren alrededor de su eje en consecuencia. Su eficiencia máxima es ligeramente menor que la de la turbina Francis, pero la eficiencia promedio es mucho mayor que la de la turbina Francis en comparación con la turbina de hélice de flujo axial, tiene mejor resistencia a la cavitación y menor velocidad de descontrol, y es adecuada para alturas de agua de 40 a 40 a; 120 metros.

Debido a la estructura compleja y al alto coste de las turbinas de flujo diagonal, generalmente sólo se utilizan cuando las turbinas Francis o de flujo axial no son adecuadas o no son ideales. Esta turbina también se puede utilizar como turbina de bomba reversible. Cuando se arranca en modo bomba de agua, las palas del corredor se pueden cerrar en un cono casi cerrado, reduciendo así la carga de arranque del motor.