KAPLAN HYDRO TURBINE

1. Structuur en werkingsprincipe van de Kaplan Runner

Kaplan-turbines behoren tot de reactieturbines en bestaan voornamelijk uit een loper, een loperkamer, een wicketgate-assemblage en een spiraalkas.

De loopbladen van een Kaplan-turbine lijken op een ventilator, en onderstaande figuur toont een vierbladen loopbladen.

De loop is in de loopkamer geïnstalleerd en de waterstroom komt en gaat axiaal uit de loop, zoals in onderstaande figuur wordt weergegeven.

Het bladgedeelte van een Kaplan-waterturbine heeft de vorm van een profiel, dik aan de wortel en dun aan de randen, met water dat axiaal door de lopersbladen stroomt,en het werkingsprincipe is vergelijkbaar met dat van een windturbineDe onderstaande figuur toont het krachtschema van het lemmet, waarin de kracht op het lemmet eenvoudig wordt geanalyseerd met behulp van een snit van één lemmet.en de pijllijnen in de figuur zijn vectorlijnen die zowel grootte als richting aangeven.

Kijk eerst naar het diagram aan de linkerkant. punt m is een waterdeeltje in de buurt van het lemmet. Voor de duidelijkheid wordt het naar links boven verplaatst. de snelheid van het waterdeeltje is V.Vanwege de circulatie als water komt in de runner zone, de richting in het diagram is niet verticaal naar beneden, maar naar links geneigd. Het blad draait rond de as en de tangentiële snelheid van de doorsnede is U. Relatief tot het blad,waterdeeltje m beweegt naar rechts met een snelheid van -UDaarom is de relatieve snelheid van waterdeeltje m ten opzichte van het blad W, wat betekent dat de richting van de waterstroom die op het blad werkt W is. De blade wordt onderworpen aan waterstroom in de richting van W. Aangezien W een aanvalshoek α vormt met de luchtvoetcord c, wordt de blade onderworpen aan waterstroom in de richting van W.een hefkracht L loodrecht op W wordt gegenereerdDe resulterende kracht R van deze twee krachten is de kracht die op het lemmet werkt.wat de kracht is die het lemmet drijft om te draaien.

   

• Kaplan-turbine met vaste bladen

De loopbladen van een axiale vloeiende vaste bladturbine zijn vastgemaakt aan de knooppunt, met een eenvoudige structuur en lage kosten.resulterend in een aanzienlijke daling van het rendement van de turbine wanneer er aanzienlijke variaties zijn in wateropname en belastingAxial-flow vaste bladturbines worden over het algemeen gebruikt onder een wateroppervlak van minder dan 25 meter met een vermogen van niet meer dan 50.000 kW.

• Kaplan-turbine met verstelbare bladen

De loopbladen van een Kaplan-turbine met axiale stroom kunnen overeenkomstig de veranderingen in wateroppervlak en belasting draaien en de aanvalshoek α van de bladen aanpassen.Dit stelt de turbine in staat een uitstekende bedrijfsprestatie te behouden, zelfs wanneer het wateroppervlak en de belasting aanzienlijk variërenHet mechanisme dat de rotatie van het blad regelt, bevindt zich in de knooppunt en bestaat voornamelijk uit een hydraulische cilinder die de bladen aandrijft.De zuiger in de cilinder stuwt de rotatie van het blad door een zuigerstaaf, verbindingsstaven, lemmen en andere onderdelen.

Hieronder is een schematisch schema van de rotatie van de loopblaad van een Kaplan-turbine.welke de ontwerppositie is tijdens normaal gebruik; de rechter is de volledig open positie.

3. de structuur van de KAPLAN TURBINE

Een Kaplan-turbine bestaat voornamelijk uit drie belangrijke componenten. De draaiende delen zijn de loop en de hoofdas. De vaste onderdelen zijn voornamelijk de spiraalkas, de standring, de onderring,hoofdbedekkingDe wicketgate-assemblage omvat beweegbare leidingsvliezen, leidingsvliezenhefters, leidingsvliezenverbindingen, besturingsring en servomotor.Er zijn ook geleidingslagers, asdichtingen en andere onderdelen.

De onderstaande figuur toont een gedeeltelijke weergave van de vasthoudingsring, de onderste ring, de hoofdbekleding, de bovenste beugel, de kegel en de buizenvoer, die de basisstructuur weergeeft.De stand ring dient als de basis van de gehele water turbine en is het meest kritische onderdeel.

De hoofdbekleding wordt op het bovenste deel van de vasthoudingsring gemonteerd, terwijl de onderste ring en de loopkamer onder de vasthoudingsring zijn gemonteerd.De spiraal omhulsel is gemonteerd op de buitenste omtrek van de stand ring . de stroombuis wordt onder de loopkamer geplaatst; de kopbekleding is aan het binnenste bovenste deel van de staande ring gemonteerd; de steunbekleding is aan de binnenkant van de kopbekleding geplaatst; de kopbekleding is aan de binnenkant van de staande ring gemonteerd;en de kegel (geleiderkegel) is gemonteerd aan het binnenste onderste deel van de draagdekDe onderstaande figuur toont een schematisch diagram van de bovenstaande onderdelen die bij elkaar zijn gezet.

4. Bedrijfsomstandigheden van de Kaplan-turbine

De onderstaande figuur toont een schematisch schema van de waterstroomrichting van een waterturbine met axiale stroom, met de blauwe pijlerlijnen die de waterstroomrichting aangeven.