Радиально-осевая турбина
Радиально-осевая турбина (также Турбина Френсиса) — реактивная турбина, в которой поток воды поступает на рабочее колесо в радиальном направлении, а выходит из него в осевом[1].
В рабочем колесе турбин данного типа поток сначала движется радиально (от периферии к центру), а затем в осевом направлении (на выход). Преимущественной сферой применения радиально-осевых турбин является гидроэнергетика, где они широко распространены[2]. Применяется при напорах до 600 м. Так как при бо́льших напорах вода обладает бо́льшей потенциальной энергией, то турбины Френсиса имеют более значительную мощность по сравнению с низконапорными турбинами Каплана. На 2023 год, самые мощные турбины этого типа мощностью 1 ГВт установлены на ГЭС Байхэтань в Китае.
Основным преимуществом турбин данного типа является самый высокий оптимальный КПД из всех существующих типов. Недостаток — менее пологая рабочая характеристика, чем у поворотно-лопастной гидротурбины.
История
Турбина была разработана англо-американским инженером Джеймсом Френсисом в 1848 году.
Устройство
Ротором турбины является рабочее колесо, соединённое с валом турбины. Рабочее колесо, как правило, состоит из ступицы, комплекта лопастей и обода. Ступица колеса соединяется с валом турбины. Все детали колеса соединены между собой неподвижно, — это обеспечивает ему хорошие прочностные свойства. Колесо является рабочим органом турбины, преобразующим энергию потока в механическую.
Статором является несущий элемент проточной части турбины, содержащий профилированные колонны, которые придают необходимое направление потоку воды. Также в статор входит направляющий аппарат. Направляющий аппарат турбины является рабочим органом, изменяющим закрутку потока и регулирующим расход турбины за счет поворота лопаток.
Снаружи к статору подсоединяется спиральная камера, которая предназначена для подвода воды к направляющему аппарату турбины. Особая форма камеры с уменьшающимися сечениями служит для равномерного распределения потока по всей окружности статора.
Отвод воды от рабочего колеса осуществляется через отсасывающую трубу.
Примечания
- ↑ Радиально-осевая турбина
- ↑ В дальнейшем в статье под термином турбина будет пониматься гидравлическая турбина данного типа.
Ссылки
На Викискладе есть медиафайлы по теме Радиально-осевая турбина- ГОСТ 23956-80 Межгосударственный стандарт. Турбины гидравлические. Термины и определения (doc). Дата обращения: 20 августа 2009. Архивировано 6 апреля 2012 года.
- Основы гидроэнергетики. Радиально-осевые турбины