| |
Пропеллерные турбины (полу-Каплан)
Пропеллерная турбина имеет самую высокую быстроходность среди всех типов турбин. Что позволяет при малых скоростях потока получать более высокую скорость вращения. Высокие обороты турбины в свою очередь позволяют применять более быстроходные, а значит, более легкие и дешевые электрогенераторы или уменьшать расходы на мультипликаторы. Поэтому пропеллерные турбины применяют при самых низких напорах, когда скорости потока невелики.
ИНСЭТ разработал типовой ряд гидроагрегатов с пропеллерными турбинами на напоры от 2 до 22 метров.
| Параметры |
Тип гидроагрегата |
| ГА1 |
ГА8 |
ГА14 |
Пр15 |
Пр30 |
| Мощность,кВт |
100-330 |
150-1800 |
20-300 |
до 130,0 |
до 200,0 |
| Напор,м |
3,5-9,0 |
6,0-22,0 |
2,0-7,2 |
2,0-12,0 |
4,0-18,0 |
| Расход,м3/с |
2,3-6,2 |
2,5-11,0 |
2,5-5,75 |
0,44-1,5 |
0,38-1,10 |
| Частота вращения ротора турбины, мин-1 |
200-360 |
300-600 |
250-375 |
600; 750; 1000 |
750; 1000 |
| Номинальное напряжение,В |
400 |
400; 6000; 10000 |
400 |
230/400 |
230/400 |
| Номинальная частота тока, Гц |
50 |
50 |
50 |
50 |
50 |
ИНСЭТ разработал и выпускает также ряд микро-гидроэлектростанций с пропеллерными турбинами на напоры от 2 до 18 метров.
| Параметры |
Тип МикроГЭС |
| МикроГЭС 10Пр |
МикроГЭС 15Пр |
МикроГЭС 50Пр |
МикроГЭС 100Пр |
| Мощность,кВт |
0,6-4,0 |
2,2-10,0 |
3,5-15,0 |
10,0-30,0 |
10,0-50,0 |
40,0-100,0 |
| Напор,м |
2,0-4,5 |
4,0-10,0 |
4,5-12,0 |
2,5-6,0 |
4,0-10,0 |
6,0-18,0 |
| Расход,м3/с |
0,07-0,14 |
0,10-0,21 |
0,10-0,30 |
0,3-0,8 |
0,4-0,9 |
0,5-1,2 |
| Частота вращения, мин-1 |
1000 |
1500 |
1500 |
600 |
750 |
1000 |
| Номинальное напряжение, В |
230 |
400 |
230, 400 |
230, 400 |
| Номинальная частота тока, Гц |
50 |
50 |
50 |
50 |

По внешнему виду ротор пропеллерной турбины похож на гребной винт судна

Лопасти ротора турбины, работающей в воде, изготавливают значительно шире, чем лопасти пропеллера самолета, что вызвано необходимостью избежать на рабочих режимах кавитации - образования пузырьков разряжения, которые нарушают правильную работу турбины и вызывают быстрое разрушение лопастей. Профили лопастей турбин также сильно отличаются от профилей, применяемых в воздухе. Профиль лопасти имеет гораздо меньшую относительную толщину и меньшую стрелку прогиба. Сделано это для уменьшения коэффициента подъемной силы, а, следовательно, для уменьшения риска возникновения кавитации.
Лопасти в турбине могут изготавливаться как фиксированными, так и поворотными. В первом случае лопасти неподвижно закреплены под выбранным углом, соответствующим рабочему напору и оптимальной нагрузке генератора. Поворотные лопасти оправдано применять при значительных колебаниях напора и работе генератора в энергосистеме с переменной нагрузкой. С помощью поворотных лопастей можно поддерживать неизменную частоту вращения ротора и частоту вырабатываемого напряжения в генераторах.

Ротор пропеллерной турбины в сборе
В пропеллерной турбине имеется направляющий аппарат, который служит для подачи потока воды под нужным углом на лопасти турбины для достижения максимального коэффициента полезного действия. Направляющий аппарат позволяет регулировать мощность турбины, а также, в некоторых случаях, полностью прекращать доступ воды к рабочему колесу турбины.

Направляющий аппарат турбины
Пропеллерные турбины снабжаются отсасывающими трубами. Отсасывающая труба представляет собой расширяющийся по сечению канал для отвода воды из турбины. При увеличении сечения трубопровода скорость воды и ее кинетическая энергия уменьшаются, что позволяет уменьшить потери энергии в отходящем потоке. Кроме того, отсасывающая труба позволяет расположить турбину выше уровня воды в нижнем бьефе. Отсасывающие трубы бывают прямые как на гидроагрегате:

Гидроагрегат с прямой отсасывающей трубой
Так и изогнутые, как гидроагрегате:

Гидроагрегат с изогнутой отсасывающей трубой
|