и.
Гідротурбіни, що використовують хоча б частково потенційну енергію тиску, процес перетворення енергії в яких відбувається в замкнутих, ізольованих від навколишнього середовища установках, називають реактивними. У них процес перетворення енергії відбувається при тиску на вході, що перевищує атмосферне. При цьому частково використовується і швидкісний напір.
Самі терміни - «активного» і «реактивного» дії - є, як це випливає з їх визначення, великою мірою умовними. Здійснити чисто реактивна дія практично неможливо, так як потік, підходячи до робочого колеса, вже має кінетичної енергією. Однак ці назви турбін стали традиційними і використовуються в практиці фахівцями у всьому світі.
Турбіни поділяються на класи, системи та типи/класи турбін -активний і реактивний, як ми бачили, відрізняються характером перетворення енергії робочому колесі.
Системи турбін відрізняються структурою потоку і характерними особливостями проточної частини. У системах прийняті наступні назви та умовні позначення: пропелерні турбіни (Пр), поворотно-лопатеві (ПЛ), радіально-осьові (РО), діагональні (Д), ковшові (К). Типи турбін відрізняються відносними розмірами і конфігурацією елементів проточної частини. У кожній системі, таким чином, може застосовуватися кілька типів, в яких буде аналогічною конфігурація проточних елементів. Різниця буде лише в розмірах. Геометрично подібні турбіни одного типу різних розмірів утворюють серію.
Турбіни проектуються у взаємній ув'язці з усіма елементами турбінної установки. Турбинная установка (турбінний блок ГЕС) радіально-осьової турбіни на прикладі Саяно-Шушенській ГЕС складається з водоприймача обладнаного сороудержівающеі гратами. Турбінний водовід має перед входом пази для установки ремонтних затворів. Для захисту турбіни у разі відмови направляючого апарату є спеціальні пази, де встановлені бистропадающіе затвори (аварійні), які опускаються від дії автоматичних пристроїв, контролюючих неприпустиме підвищення частоти обертання агрегату. Бистропадающій затвор приводиться в дію гідропод'ёмніком. Для ремонту всього гідромеханічного обладнання водоприймальниками передбачені спеціальні козлові крани.
Робоче колесо турбіни розташовується в камері і складається з трьох жорстко пов'язаних частин - обода, маточини, між якими розташовуються лопаті складної просторової форми. Число лопатей турбіни може коливатися від 9 для низьконапірних до 21 для високонапірних турбін.
Підведення води від турбінних водоводів до робочого колеса здійснюється через спіральну камери, що має в плані форму равлики (тора змінного перерізу). Біля входу в турбінний водовід, де найбільші витрати води, площа перетину спіральної камери найбільша.
З боку турбіни в спіральній камері є виріз циліндричної форми - вхід з спіральної камери в камеру робочого колеса. Виріз розділений на кілька прольотів колонами статора, який утримує масу обертових частин агрегату верхній частині спіральної камери і частково вага залізобетонного масиву над камерою. По колу, перед входом в камеру робочого колеса розташований направляючий апарат у вигляді вертикально розташованих лопаток, здатних повертатися навколо вертикальної осі (типу жалюзі) аж до повного закриття межлопаточного простору. Лопатки при їх повороті забезпечують зміна витрати води (потужності) через турбіну і оптимальне обтікання лопатей робочого колеса, що підвищує ККД турбіни. При необхідності, закриваючи лопатки направляючого апарату, проводять зупинку турбіни. Лопатки направляючого апарату приводяться в рух сервомоторами. Відведення води від турбіни відбувається через відсмоктувальну трубу, де гаситися майже вся що залишається енергія потоку. Відсмоктуюча труба має на виході пази, в які опускається ремонтний затвор за допомогою козлового крана.
У машинному залі ГЕС розташована маслонапірні установка (МНУ) для забезпечення гідравлічного приводу лопаток направляючого апарату. За допомогою вала турбіна зчленовується з генератором, створюючи єдине ціле - агрегат. Генератор спирається (обертається частина) через опору на кришку турбіни, яка в свою чергу передає зусилля від усіх обертових частин на колони статора турбіни. Для обслуговування всього обладнання машинного залу передбачені мостові крани. Електроенергія від генератора через систему струмопроводів і підвищувальний трансформатор передається за допомогою системи повітряних проводів і розподільного пристрою в електричну мережу (про це в наступному розділі).
Турбінні установки з горизонтальними капсульними осьовими турбінами знайшли широке застосування на низьконапірних рівнинних гидроузлах. Їх основна перевага (і перевага перед вертикальними осьовими турбінами) - можливість розміщення гідроагрегатів в тілі водоскидні греблі без значного заглиблення, не...
