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卡普兰涡轮机

卡普兰涡轮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,这意味着流动方向不改变,因为它穿过转子。图1显示了一个简化的卡普兰涡轮。

图1 -基本布局的卡普兰涡轮机

图1 -基本布局的卡普兰涡轮机

进口导叶可以打开和关闭,以调节可以通过涡轮的流量。当完全关闭时,它们将完全停止水,使涡轮机静止。根据进口导叶位置的不同,它们会给气流带来不同数量的涡流,并确保水以最有效的角度撞击转子,从而获得最高效率。转子叶片的螺距也是可调的,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(一个特征可调的转子叶片允许最佳对准的叶片迎面而来的流动)。

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(Kaplan)涡轮的头锥在水动力方面非常重要,它可以减少损失,防止核心“绳涡”的形成,还可以为内部复杂的叶片俯角机制提供空间。尾水管也是极其重要的部件。虽然是一个静态制造的部分,但尾水管的几何形状是精心设计的,通过降低转子后的水压力,从流动中提取任何剩余的动能。

有卡普兰涡轮的变种,只有可调进口导叶或可调转子叶片,这被称为半卡普兰的。尽管在较大的流量范围内作业时,半卡普兰的性能会受到影响,但对于流量变化不大的应用来说,半卡普兰是一种更具成本效益的选择。下面的图3显示了如何操作中效率不同的流量范围为full-Kaplan(曲线),与可调叶片semi-Kaplan(曲线B)和semi-Kaplan可调进口导流叶片曲线(D)。这也显示了涡轮螺旋桨的效率曲线(卡普兰和固定刀片和固定进口导流叶片(曲线C)。

图3 -卡普兰涡轮效率曲线比较

图3 -卡普兰涡轮效率曲线比较

卡普兰涡轮机在技术上可以工作在一个广泛的水头和流量范围,但由于其他涡轮类型在更高的水头更有效,因为卡普兰的相对昂贵,他们是低水头位置的高流量涡轮机的选择。一般情况下,它们用于净水头为1.5至20米、峰值流量为3至30立方米/秒的地点。在英国,这往往是低水头(1.5至5米)和相对较高的流量(高达30立方米/秒)的低地河流。这种系统的功率输出范围从75千瓦到1兆瓦。

图4 -典型的垂直轴卡普兰涡轮系统的截面

最小的优质卡普兰涡轮转子直径600毫米,虽然这些往往是望而却步的昂贵,至少一个非常低的头,所以一般来说,最小的转子是800毫米。可用的最大转子直径为3至5米。对于更大的场地,多涡轮机倾向于使用,而不是进一步增加直径。卡普兰涡轮机有三种基本配置;垂直轴、水平轴(也称s涡轮)和灯泡涡轮。

图5 -一个典型的水平轴s-涡轮卡普兰涡轮系统的截面

图5 -一个典型的水平轴s-涡轮卡普兰涡轮系统的截面

目前在英国(至少是可再生能源第一)安装的最常见的方向是垂直轴。国家授权正规彩票app垂直轴卡普兰的优势是需要最小的足迹或土地占用。典型的布局如图4所示。卡普兰涡轮是在混凝土结构中建造的,在施工阶段,有进口蜗壳(基本上是一个螺壳形状的管道,包裹在进口导流叶片上,并将水均匀地分布在整个圆周上)和尾水管浇筑在混凝土中。因此,至关重要的是完美的几何进气蜗壳和尾水管,这是正常的做法,涡轮机制造商提供这些部分的木制模板,以供土木工程承包商使用。

图6 -典型灯泡卡普兰涡轮系统的截面

图6 -典型灯泡卡普兰涡轮系统的截面

水平轴或' s涡轮机'和灯泡涡轮机在技术上略比垂直轴的卡普兰更有效率,因为进口流动不需要改变方向,因此应该有更低的水力损失。在现实中没有明显的区别,所以通常是通过供应商和价格的选择来做出定位的决定。s型涡轮机确实需要更大的系统足迹,这可能是一个缺点,在空间有限的地点。典型的s型涡轮布局如图5所示。

灯泡卡普兰涡轮机有所有的驱动系统和发电机容纳在一个流线型的“灯泡”内,坐在主要的流。它们只适用于大型水电项目,在那里人们可以爬到灯泡里进行维护,通常只用于大型系统买足球彩票软件哪个安全。一个典型的截面如图6所示。

图7 -奥斯伯格水平轴卡普兰涡轮机被提升到位置

图7 -奥斯伯格水平轴卡普兰涡轮机被提升到位置

下面的图7显示了一个HSI水平轴卡普兰涡轮机与1米直径的转子被提升到位置。图8显示了运行中的s型涡轮机。如果您想与可再生能源首先在卡普兰涡轮机水电项目,请联系。国家授权正规彩票app

图8 -运行中的卡普兰s型涡轮机

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