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卡普兰涡轮机

卡普兰涡轮机基本上是一个螺旋桨可调节叶片内管。这是一个轴流式涡轮,这意味着当它穿过转子时流动方向不会改变。图1显示了一个简化的卡普兰涡轮机。

图1  -  Kaplan涡轮的基本布局

图1 - Kaplan涡轮的基本布局

进口导叶可以开启和关闭,以调节通过涡轮的流量。当完全关闭时,它们将完全停止水,使涡轮机休息。根据进口导叶的位置,他们引入不同数量的“漩涡”的流动,并确保水撞击转子在最有效的角度,以获得最高的效率。转子叶片间距可调,从非常低的平板翼型流动heavily-pitched剖面高流动(见图2)。这种适应性的进口导流叶片和转子叶片意味着流操作范围很广(进口导流叶片的特征)和涡轮效率高和效率曲线非常平坦(可调螺旋桨的特性允许叶片的最佳校准迎面而来的流)。

图2 -卡普兰涡轮转子叶片位置

图2 -卡普兰涡轮转子叶片位置

卡普兰式水轮机的头锥对于减少损失和防止核心“绳涡”的形成具有重要的水动力作用,同时也为内部复杂的叶片俯仰机制提供了空间。尾水管也是一个至关重要的部分。虽然是一个静态的制作部分,导流管的几何形状是精心设计的,以提取任何剩余的动能,通过减少水压力后的转子。

有卡普兰涡轮机的变型,只有可调节的入口导叶或可调节的转子叶片,它们被称为半kaplan。虽然在宽流量范围内运行时,Semi-Kaplan的性能受到损害,但对于流量不会变化的应用,它们可以是更具成本效益的选择。下面的图3显示了效率如何在整个Kaplan(曲线A)的操作流程范围内变化,该曲线A)是具有可调节刀片(曲线B)的半kaplan和具有可调节入口导叶(曲线D)的半kaplan。它还示出了螺旋桨涡轮机的效率曲线(具有固定刀片的Kaplan和固定入口导叶(曲线C)。

图3  -  Kaplan涡轮效率曲线比较

图3 - Kaplan涡轮效率曲线比较

Kaplan涡轮机可以在技术上跨越各种头部和流速工作,但由于其他涡轮机类型在更高的头部更有效,并且因为Kaplan相对昂贵,它们是具有高流速的下头网站的选择涡轮机。通常,它们在具有1.5到20米的净头的场地上使用,峰值流量为3 m3 / s至30 m 3 / s。在英国,这往往是低头头的低地河流(1.5到5米)和相对高的流速(高达30 m3 / s)。这种系统的电源输出范围从75 kW到1兆瓦。

图4 -一个典型的垂直轴卡普兰涡轮系统的截面

最小的良好质量卡普兰涡轮机可有转子直径600毫米,虽然这些往往是令人望而却步的昂贵,至少一个非常低的水头,所以一般来说,最小的转子是800毫米。最大的转子直径为3至5米。对于更大的场地,往往使用多台涡轮机,而不是进一步增加直径。卡普兰涡轮机可在三种基本配置;垂直轴,水平轴(也称为s型涡轮机)和球泡涡轮机。

图5 -一个典型的水平轴s-涡轮卡普兰涡轮系统的横截面

图5 -一个典型的水平轴s-涡轮卡普兰涡轮系统的横截面

目前在英国最常见的定位是垂直轴(至少可再生能源优先)。188足球直播app垂直轴卡普兰的优势是占地面积或占用土地最少。典型的布局如图4所示。卡普兰涡轮机被建造在混凝土结构中,入口蜗壳(基本上是一个蜗牛壳形状的管道,环绕着入口导流叶片,并在整个圆周上均匀地分配水)和导流管在施工阶段被浇筑在混凝土中。如此关键的是进气蜗壳和尾水管的完美几何形状,这是正常的做法,涡轮制造商为这些部件提供木制模板,以供土木工程承包商使用。

图6  - 典型灯泡Kaplan涡轮系统的横截面

图6 - 典型灯泡Kaplan涡轮系统的横截面

从技术上讲,水平轴或s轴涡轮机和球状涡轮机比垂直轴的卡普兰涡轮效率略高,因为进口气流不需要改变方向,因此应该有更低的水力损失。在现实中并没有明显的区别,所以定位的决定通常是通过供应商的选择和价格的选择。s型涡轮机需要更大的系统占地面积,这在空间有限的地方是一个缺点。典型的s型涡轮布局如图5所示。

灯泡卡普兰涡轮机拥有所有驱动系统和发电机,容纳在流线型的“灯泡”内,坐在主流内。它们只在大型水电项目上实用,在这种情况下,人们可以在物理上爬到灯泡以进行维护,188bet金宝博官网通常仅用于大型系统。典型的横截面如图6所示。

图7  -  OSSBERGER水平轴KAPLAN涡轮已抬起位置

图7 - OSSBERGER水平轴KAPLAN涡轮已抬起位置

下面的图7显示了HSI水平轴KAPLAN涡轮机,具有1米直径的转子被提升到位置。图8示出了操作中的S涡轮机。如果您想在Kaplan Turbine Hydro项目上首先使188足球直播app用可再生能源,请联系。

图8 - 操作中的Kaplan S汽轮机

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