2. Cấu tạo của tuabin phản kích 1 Tua bin tâm trục :
2.2. Tuabin hướng trục
Bánh xe công tác của tua bin cánh quạt ;
Tuabin chong chóng (cịn gọi là tuabin Propeller hay tuabin cánh quạt) :
Thuộc loại tuabin phản kích, dùng ở NMTĐ cột nước thấp H = 6 ÷ 80m
Tuabin chong chóng có kết cấu đơn giản nhất trong các loại tuabin phản kích. Kết cấu của nó cũng thay đổi tuỳ thuộc vào cột nước và công suất tác dụng và cách lắp đặt (đặt đứng hoặc nằm). Trên hình 1-9 là kết cấu tuabin chong chóng đặt đứng, gồm có các bộ phận :
+ Bánh xe cơng tác tuabin gồm có bầu và các cánh BXCT gắn cố định trên bầu, thông thường là 4 đến 8 cánh. Cánh BXCT có thể chế tạo cùng với bầu thành một khối hoặc chế tạo riêng rồi gắn chặt với bầu bằng bulông. BXCT là bộ phận chuyển hoá năng lượng nước. Khi nước chảy trên mặt cong của cánh, do nước phải đổi hướng nên tạo ra một áp lực tác dụng lên bề mặt cánh BXCT, gây nên mômen quay làm quay BXCT tuabin.
+ Buồng BXCT là chỗ lắp đặt BXCT. Buồng BXCT có
dạng hình trụ. Khe hở giữa buồng và cánh BXCT nằm trong phạm vi (0,0005 ÷ 0,001)D1, trong đó D1 là đường kính BXCT.
+ Buồng tuabin là bộ phận dẫn nước vào BXCT. Có nhiều loại buồng tuabin. Ở NMTĐ, buồng tuabin thường có dạng xoắn ốc, gọi là buồng xoắn. Kích thước, kết cấu buồng tuabin có ảnh hưởng quyết định đến kích thước NMTĐ.
+ Stato tuabin có nhiệm vụ truyền tải trọng nằm phía trên nó xuống móng
30
NMTĐ. Các tải trọng này gồm : trọng lượng bản thân các phần quay và không quay của tổ máy, áp lực thuỷ động dọc trục tác dụng lên BXCT, tải trọng sàn và bệ đỡ máy phát điện. Răng buồng xoắn cũng làm nhiệm vụ Stato.
+ Bộ phận hướng dịng (BPHD) nằm phía trong stato làm nhiệm vụ : - Thay đổi trị số và hướng của vận tốc dịng chảy trong khoảng khơng gian giữa BPHD và BXCT để tạo điều kiện thuận lợi cho dòng chảy đi vào cánh BXCT nhằm nâng cao hiệu suất tuabin.
- Thay đổi công suất của tuabin bằng cách thay đổi lưu lượng nước đi qua tuabin.
Để làm nhiệm vụ trên, các cánh hướng dịng được bố trí đều chung quanh BXCT và mỗi cánh hướng được gắn vào hai vành trên và dưới. Các cánh hướng dịng có thể quay được quanh trục cánh có ổ trục tại vành trên vành dưới và đầu trục gắn vào vành điều chỉnh qua hệ thống thanh kéo, thanh quay (hình 1-10)
Vành điều chỉnh được điều khiển từ động cơ secvô của máy điều tốc. Khi các cánh hướng dịng quay thì khơng những khoảng cách giữa các cánh hướng dòng (gọi là độ mở cánh hướng a0) thay đổi (nên lưu lượng đi vào tuabin thay đổi) mà cả hướng của vận tốc đi vào BXCT cũng thay đổi.
Số lượng cánh hướng dòng thường nằm trong khoảng từ 16 cánh đến 32 cánh. Tuabin nhỏ (D1< 225 cm) có 16 cánh. ở tuabin lớn, với D1 < 650 cm có 24
31
cánh, cịn với D1 > 700 cm có 32 cánh. Tuabin cực nhỏ, BPHD thường có cánh cố định chuyển hướng của vận tốc dòng chảy vào BXCT và thường có số cánh ít hơn (10 ÷ 14 cánh). Để giảm bớt tổn thất thuỷ lực ở BPHD, hình dáng các cánh hướng dịng phải thuận dịng và bề mặt tiếp xúc với nước phải nhẵn và phải phối hợp với buồng tuabin, trụ stato sao cho góc tới của dòng chảy trong các chế độ làm việc của tuabin là bé nhất.
Hiện tại, đối với tuabin phản kích đặt đứng thường dùng BPHD kiểu trụ như theo hình 1-10 .
Ngồi các bộ phận trên cịn có nắp tuabin và bộ phận đỡ trục (ổ hướng của tuabin) v.v..
Bánh xe công tác của tua bin cánh quay ;
Tuabin cánh quay (còn gọi là tuabin Kaplan) :
Thuộc loại tuabin phản kích, thường gặp ở các NMTĐ vừa và lớn với cột nước thấp và trung bình. Mẫu tuabin này do kỹ sư Vikto Kaplan người Tiệp Khắc đề xuất (1913). Cột nước làm việc của tuabin H = 6 ÷ 80m.
Mặc dù các bộ phận nói chung giống tuabin chong chóng, song kết cấu tuabin Kaplan phức tạp hơn (xem hình 1-12 và 1-13).
Hình 1-11: Cắt dọc NMTĐ với
tuabin Kaplan
Sự khác nhau chủ yếu ở chỗ cánh BXCT 1và bầu BXCT 4 được chế tạo riêng biệt. Ở đây cánh BXCT có trục quay cánh 2 và ổ đỡ nên cánh có thể quay
32
được. Bên trong bầu BXCT 4 lắp đặt pittơng động cơ secvơ 7 có các tai nối với các cánh BXCT qua thanh kéo 6 và thanh quay 5 làm quay đồng thời các cánh BXCT 1. Nhờ vậy, khi cột nước làm việc và lưu lượng của tuabin thay đổi ta có thể thay đổi góc đặt cánh của tuabin để q trình chuyển hố năng lượng đạt kết quả cao nhất.
Hình 1- 13: Kết cấu tuabin Kaplan
Buồng bánh xe công tác.