Kaplan-turbine

For at generere hydraulisk energi er vi, som vi ved, hælde en stor mængde vand gennem et vandfald for at flytte en turbine. En af de mest anvendte turbiner inden for hydraulisk energi er Kaplan-turbine. Det er en hydraulisk jet-turbine, der bruges med små stigninger op til et par titalls meter. Flow er altid nødvendigt er stort, så der kan genereres en stor mængde energi.

I denne artikel vil vi fortælle dig, hvad Kaplan-turbinen består af, hvad dens egenskaber er, og hvordan den bruges til at generere hydraulisk energi.

Hvad er Kaplan-turbinen

Det er en hydraulisk jetturbine, der bruger små stigninger i højden fra et par meter til et par tiere. Et af hovedegenskaberne er, at det altid fungerer med høje strømningshastigheder. Strømme fra 200 til 300 kubikmeter pr. Sekund. Det bruges i vid udstrækning til generering af hydraulisk energi, dette er en type vedvarende energi.

Kaplan-turbinen blev opfundet i 1913 af den østrigske professor Víktor Kaplan. Det er en type propelformet hydraulisk turbine, hvor de har knive, der kan orienteres mod den forskellige vandstrøm. Vi ved, at strømmen af ​​vand varierer afhængigt af volumenets intensitet. Ved at kunne have vinger, der er orienteret mod vandstrømmen, kan vi øge ydeevnen ved at holde den højt op til strømningshastigheder på 20-30% af den nominelle strømning.

Det mest normale er, at denne turbine er udstyret med faste statorafbøjninger, der hjælper med at styre vandgennemstrømningen. På denne måde optimeres produktionen af ​​elektrisk energi. Kaplan-møllens effektivitet kan bruges til et bredere flowområde afhængigt af behovene. Ideelt set bør turbinen fremstilles ved hjælp af et orienteringssystem, hvor vi placerer statorafbøjningerne, når strømmen ændres. Vi har ikke altid den samme vandstrøm, da vi er afhængige af nedbør og reservoirernes niveauer.

Når væsken når Kaplan-turbinen takket være en spiralformet ledning, tjener den til at fodre hele omkredsen fuldstændigt. Når væsken har nået turbinen, passerer den gennem en fordeler, der giver væsken sin roterende rotation. Det er her, hvor løberen er ansvarlig for at omdirigere strømmen til 90 grader for at vende den aksialt.

Vigtigste funktioner

Når vi har en propelturbine, ved vi, at reguleringen praktisk talt er nul. Det betyder, at turbinen kun kan arbejde i et bestemt område, så fordeleren ikke engang kan justeres. Med Kaplan-turbinen får vi retning af løberblade for at tilpasse sig vandstrømmen. Derudover tilpasser bevægelsen sig til den aktuelle strømning. Dette skyldes, at hver distributørindstilling svarer til en forskellig orientering af knivene. Takket være dette er det muligt at arbejde med højere udbytter på op til 90% i en lang række strømningshastigheder.

Anvendelsesområdet for disse møller når maksimale dråber på omkring 80 meters højde og strømmer op til en strømningshastighed på 50 kubikmeter pr. Sekund. Dette overlapper delvist anvendelsesområdet for Francis-turbine. Disse møller de nåede kun 10 meters fald og oversteg 300 kubikmeter pr. sekund i flow.

For at optimere produktionen af ​​hydraulisk energi er det meget almindeligt at se Kaplan-møller. De er propelturbiner, der fungerer ved fuld kapacitet og reagerer godt på overskydende væske. Takket være disse turbiner eliminerer de en stor mængde installationsomkostninger, da denne turbine er dyrere end en propelturbine, men installationen bliver meget mere effektiv på lang sigt.

Sådan fungerer møller i vandkraft

Hvis vi vil holde en spændingsudgang konstant i en vandkraftinstallation, skal turbineens hastighed altid holdes konstant. Vi ved, at vandets tryk varierer afhængigt af strømningshastigheden og intensiteten, hvormed det falder. Turbinehastigheden skal dog holdes konstant uanset disse trykvariationer. For at forblive stabil kræves der et stort antal kontroller i både Francis-turbinen og Kaplan-turbinen.

Der fremstilles ofte Pelton-hjulinstallationer, hvor vandstrømmen hjælper med at kontrollere ved at åbne og lukke ejektordyserne. Når der er en Kaplan-turbine i anlægget, bruges en udløbsbypassdyse til at hjælpe med at aflede hurtige strømændringer i faldkanalerne, der pludselig kan øge vandtrykket. På denne måde sikrer vi, at propellerne altid opbevares konstant og ikke påvirkes af ændringer i vandtryk. Disse stigninger i vandtryk kaldes vandhamre. De kan være meget skadelige for faciliteterne.

Imidlertid opretholdes en konstant strøm af vand gennem dyserne med alle disse indstillinger, så bevægelsen af ​​turbinbladene holdes stabil. For at undgå vandhammere lukkes afgangsdyserne langsomt. Turbinerne, der anvendes til generering af hydraulisk energi, varierer efter nogle typer:

• for store spring og små strømningshastigheder Der anvendes Pelton-turbiner.
• For dem mindre hoveder men med et højere flow Francis-turbiner anvendes.
• En meget små vandfald men med en meget stor strøm Kaplan- og propelturbiner anvendes.

Vandkraftanlæg er afhængige af en stor mængde vand, der er indeholdt i reservoirer. Denne strømning skal kontrolleres og kan holdes næsten konstant, så vandet kan transporteres gennem kanaler eller penstocks. Strømningen styres gennem ventiler for at tilpasse strømmen af ​​vand, der passerer gennem turbinen. Mængden af ​​vand, der får lov til at passere gennem turbinen, afhænger af strømbehovet i hvert øjeblik. Resten af ​​vandet kommer ud gennem udledningskanalerne.

Jeg håber, at du med disse oplysninger kan lære mere om Kaplan turbine- og vandkraftproduktion.