아시다시피 수력 에너지를 생성하려면 터빈을 움직이기 위해 폭포를 통해 다량의 물을 부어야합니다. 수력 에너지에서 가장 많이 사용되는 터빈 중 하나는 Kaplan 터빈. 최대 수십 미터의 작은 기울기로 사용되는 유압 제트 터빈입니다. 많은 양의 에너지를 생성 할 수 있도록 흐름이 항상 필요합니다.
이 기사에서는 Kaplan 터빈의 구성 요소, 특성 및 유압 에너지 생성에 사용되는 방법에 대해 설명합니다.
Kaplan 터빈이란?
수 미터에서 수십까지 높이의 작은 기울기를 사용하는 유압 제트 터빈입니다. 주요 특징 중 하나는 항상 높은 유속으로 작동한다는 것입니다. 초당 200 ~ 300 입방 미터의 흐름. 그것은 수력 에너지의 생성에 널리 사용되며 이것은 일종의 재생 가능 에너지입니다.
Kaplan 터빈은 오스트리아의 Víktor Kaplan 교수가 1913 년에 발명했습니다. 프로펠러 모양의 수력 터빈의 일종으로, 다른 물의 흐름을 지향 할 수있는 블레이드가 있습니다. 물의 흐름은 부피의 강도에 따라 달라진다는 것을 알고 있습니다. 물의 흐름을 지향하는 블레이드를 가질 수 있기 때문에 공칭 흐름의 20-30 %의 유속까지 높게 유지함으로써 성능을 향상시킬 수 있습니다.
가장 일반적인 것은이 터빈에는 물의 흐름을 안내하는 고정자 디플렉터가 있습니다. 이러한 방식으로 전기 에너지 생성이 최적화됩니다. Kaplan 터빈의 효율성은 필요에 따라 더 넓은 범위의 흐름에 사용할 수 있습니다. 이상적으로는 흐름이 변할 때 고정자 디플렉터를 배치하는 방향 시스템을 사용하여 터빈을 준비해야합니다. 우리는 강우량과 저수지 수준에 의존하기 때문에 항상 동일한 물 흐름을 가지고 있지는 않습니다.
유체가 Kaplan 터빈에 도달하면 나선형 도관 덕분에 전체 원주를 완전히 공급하는 역할을합니다. 유체가 터빈에 도달하면 유체에 회전 회전을 제공하는 분배기를 통과합니다. 임펠러가 흐름을 90도 방향으로 전환하여 축 방향으로 역전시키는 역할을합니다.
주요 기능
우리가 프로펠러 터빈을 가지고있을 때 우리는 규제가 사실상 없음을 압니다. 즉, 터빈은 특정 범위에서만 작동 할 수 있으므로 분배기는 조정할 수 없습니다. Kaplan 터빈을 사용하면 물 흐름에 맞게 임펠러 블레이드의 방향을 알 수 있습니다. 또한 움직임은 전류 흐름에 적응합니다. 이는 각 분배기 설정이 블레이드의 다른 방향에 해당하기 때문입니다. 덕분에 광범위한 유속에서 최대 90 %의 더 높은 수율.
이 터빈의 사용 분야는 약 80 미터 높이의 최대 낙하에 도달하고 초당 50 입방 미터의 유속까지 흐릅니다. 이것은 부분적으로 사용 분야와 겹칩니다. 프랜시스 터빈. 이 터빈 그들은 단지 10 미터 낙하에 도달했고 유량이 초당 300 입방 미터를 초과했습니다.
수력 에너지 생성을 최적화하기 위해 Kaplan 터빈을 보는 것은 매우 일반적입니다. 그들은 최대 용량으로 작동하고 과도한 유체에 잘 반응하는 프로펠러 터빈입니다. 이 터빈 덕분에이 터빈은 프로펠러 터빈보다 비싸지 만 장기적으로 설치가 훨씬 더 효율적이기 때문에 많은 설치 비용을 제거합니다.
수력 발전에서 터빈이 작동하는 방식
수력 발전 설비에서 전압 출력을 일정하게 유지하려면 터빈의 속도를 항상 일정하게 유지해야합니다. 우리는 수압이 유량과 물이 떨어지는 강도에 따라 달라진다는 것을 알고 있습니다. 그러나 터빈 속도는 이러한 압력 변화에 관계없이 일정하게 유지되어야합니다. 안정적인 상태를 유지하기 위해 Francis 터빈과 Kaplan 터빈 모두에서 많은 제어가 필요합니다.
Pelton 휠 설치는 종종 이젝터 노즐을 열고 닫음으로써 물의 흐름을 제어하는 데 도움이됩니다. 시설에 Kaplan 터빈이있는 경우 배출 바이 패스 노즐을 사용하여 급격한 수압을 증가시킬 수있는 드롭 채널의 급격한 전류 변화를 편향시킵니다. 이러한 방식으로 우리는 프로펠러가 항상 일정한 방식으로 저장되고 수압 변화에 영향을받지 않도록합니다. 이러한 수압의 증가를 수격 현상이라고합니다. 그들은 시설에 매우 손상을 줄 수 있습니다.
그러나 이러한 모든 설정에서 노즐을 통한 물의 일정한 흐름이 유지되어 터빈 블레이드의 움직임이 안정적으로 유지됩니다. 수격 현상을 방지하기 위해 배출 노즐을 천천히 닫습니다. 수력 에너지 생성에 사용되는 터빈은 일부 유형에 따라 다릅니다.
- 에 큰 점프와 작은 유속 Pelton 터빈이 사용됩니다.
- 분들을 위해 더 작은 헤드이지만 더 높은 흐름 Francis 터빈이 사용됩니다.
- En 매우 작은 폭포이지만 매우 큰 흐름 Kaplan과 프로펠러 터빈이 사용됩니다.
수력 발전소는 저수지에 포함 된 많은 양의 물에 의존합니다. 이 흐름은 제어되어야하며 물이 덕트 또는 펜 스톡을 통해 운반 될 수 있도록 거의 일정하게 유지 될 수 있습니다. 흐름은 터빈을 통과하는 물의 흐름을 조정하기 위해 밸브를 통해 제어됩니다. 터빈을 통과 할 수있는 물의 양은 각 순간의 전력 수요에 따라 다릅니다. 나머지 물은 배출 채널을 통해 나옵니다.
이 정보를 통해 Kaplan 터빈 및 수력 발전에 대해 더 많이 알 수 있기를 바랍니다.