KAPLAN HYDRO TURBINE

1. Struktur und Arbeitsprinzip des Kaplan-Läufers

Die Kaplan-Turbinen gehören zu den Reaktionsturbinen und bestehen hauptsächlich aus einem Läufer, einer Läuferkammer, einer Wicket-Gate-Anlage und einem Spiralgehäuse.

Die Laufblätter einer Kaplan-Turbine ähneln einem Ventilator, und die folgende Abbildung zeigt einen Vierblätterlauf.

Der Läufer ist in der Läuferkammer installiert, und der Wasserstrom geht axial in den Läufer ein und aus ihm heraus, wie in der nachstehenden Abbildung dargestellt.

Der Blattbereich einer Kaplan-Wasserturbine ist flugförmig, an der Wurzel dick und an den Rändern dünn, wobei Wasser durch die Laufblattblätter axial fließt,und sein Arbeitsprinzip ist ähnlich wie bei einer WindkraftanlageDie nachstehende Abbildung zeigt das Kraftdiagramm der Klinge, in dem die Kraft auf der Klinge einfach anhand eines Abschnitts einer Klinge analysiert wird.und die Pfeillinien in der Abbildung sind Vektorlinien, die sowohl Größe als auch Richtung anzeigen.

Zuerst schauen wir uns das Linksdiagramm an. Punkt m ist ein Wasserteilchen in der Nähe der Klinge. Um es klarer zu machen, wird es nach links oben verschoben. Die Geschwindigkeit des Wasserteilchens ist V.Aufgrund der Zirkulation, wenn Wasser in die Läuferzone gelangt, ist seine Richtung im Diagramm nicht senkrecht nach unten, sondern nach links geneigt.Wasserteilchen m bewegt sich mit einer Geschwindigkeit von -U nach rechtsDaher ist die relative Geschwindigkeit des Wasserteilchens m gegenüber der Klinge W, was bedeutet, dass die Richtung des Wasserstroms, der auf die Klinge wirkt, W ist. Da W einen Angriffswinkel α mit der Flugfördersträhne c bildet, wird das Blatt in Richtung W durch Wasserströmung ausgesetzt.eine Hebekraft L senkrecht auf W erzeugt wirdDie resultierende Kraft R dieser beiden Kräfte ist die Kraft, die auf die Klinge wirkt.was die Kraft ist, die die Klinge zum Drehen treibt.

   

• Kaplan-Turbine mit festen Klingen

Die Laufblätter einer axialablaufenden Turbine mit festem Blatt sind an der Drehscheibe befestigt, verfügen über eine einfache Struktur und niedrige Kosten.die zu einem signifikanten Rückgang des Wirkungsgrades der Turbine führt, wenn die Wassermenge und die Last erheblich variierenDie Turbinen mit festen Blattströmen werden in der Regel unter einem Wasserkopf von weniger als 25 m mit einer Leistung von nicht mehr als 50 000 Kilowatt eingesetzt.

• Kaplan-Turbine mit verstellbaren Klingen

Die Laufblätter einer Kaplan-Axialströmungsturbine können entsprechend der Veränderungen des Wasserkopfes und der Last rotieren und den Angriffswinkel α der Blätter anpassen.Dies ermöglicht es der Turbine, eine ausgezeichnete Betriebsleistung zu erhalten, auch wenn die Wassermenge und die Last erheblich variierenDer Mechanismus zur Steuerung der Rotation der Klingen befindet sich in der Drehscheibe und besteht hauptsächlich aus einem Hydraulikzylinder, der die Klingen antreibt.Der Kolben im Inneren des Zylinders treibt die Rotation der Klinge durch eine Kolbenstange, Verbindungsstangen, Klingenarme und andere Bauteile.

Im folgenden Bild ist ein schematisches Diagramm der Drehung der Laufblätter einer Kaplan-Turbine dargestellt.die Konstruktionsstellung während des normalen BetriebsDie rechte ist die vollständig offene Position.

3. die Struktur der Kaplan-Turbine

Eine Kaplan-Turbine besteht hauptsächlich aus drei Hauptkomponenten. Zu den rotierenden Teilen gehören der Läufer und die Hauptwelle. Zu den festen Teilen gehören hauptsächlich das Spiralgehäuse, der Standring, der Unterring, der Schraubring, der Schraubring, der Schraubring, der Schraubring, der Schraubring und der Schraubring.KopfbedeckungDie Wickett-Gatter-Anlage umfaßt bewegliche Führungsscheiben, Führungsscheibenhebel, Führungsscheibenverbindungen, Steuerring und Servomotor.Es gibt auch Führungslager, Schachtdichtungen und andere Bauteile.

Nachstehend ist eine Abbildung des Aufhaltrings, des Unterrings, der Kopfbedeckung, der oberen Halterung, des Kegels und der Rohrverbindung dargestellt, die die Grundstruktur zeigt.Der Standring dient als Grundlage der gesamten Wasserturbine und ist die wichtigste Komponente.

Die Kopfbedeckung befindet sich auf dem oberen Teil des Halterungsrings, der untere Ring und die Laufkammer befinden sich unterhalb des Halterungsrings.Die Spirale ist am äußeren Umfang des Aufenthaltsrings montiert.. Das Zugrohr ist unterhalb der Laufkammer eingebaut. Die Kopfbedeckung befindet sich im inneren oberen Teil des Halterings, die Stützbedeckung befindet sich im Inneren der Kopfbedeckung,und der Kegel (Führekegel) an der unteren Innenseite der Trägerdecke montiert istDie nachstehende Abbildung zeigt ein schematisches Diagramm der oben genannten Komponenten, die zusammengebaut sind.

4Betriebsbedingungen der Kaplan-Turbine

Nachstehend ist ein schematisches Diagramm der Wasserflussrichtung einer Wasserturbine mit axialer Strömung, wobei die blauen Pfeillinien die Wasserflussrichtung anzeigen.