Kaplanova turbína

Obrázek 1. Kaplanova turbína.

Kaplanova turbína je typ vrtulové vodní turbíny (konkrétně reakční turbíny) používané ve vodních elektrárnách. Voda proudí dovnitř i ven z kaplanových turbín podél své rotační osy (axiální tok). To, co dělá Kaplanovy turbíny zvláštními, je to, že lopatky mohou na požádání měnit svůj úhel, aby byla zachována maximální účinnost pro různé průtoky vody. Voda protékající kaplanovou turbínou ztrácí tlak, což znamená, že Kaplanova turbína je reakční turbína (podobná francisově turbíně).

Plocha, do které může voda vstupovat do těchto turbín, je velká, rovná se celé ploše, kterou lopatky zabírají. Velká plocha kaplanových turbín je činí nejužitečnějšími tam, kde proudí velké objemy vody, a lze je použít i v přehradách s relativně nízkou hlavou. To je obzvláště důležité, protože před vývojem Kaplanovy turbíny byla většina turbín vhodná pouze pro velké hlavy vody. Viktor Kaplan navrhl tuto turbínu mimo konstrukci lodních vrtulí, a proto fungují v podstatě opačným způsobem jako vrtule.

Design

Obrázek 2. Všimněte si, že voda proudí dovnitř a způsobuje, že turbína otáčí generátorem. Generátor pak vytváří elektřinu pro síť.

tyto turbíny musí být navrženy tak, aby umožňovaly protékat velkým množstvím vody, aniž by je poškodily. Způsob, jakým jsou Kaplanovy turbíny navrženy, se mírně liší od ostatních turbín. Tato turbína je mnohem jednodušší. K dispozici je průtokový průchod, který zavádí vodu v radiálním směru, a specializované vodicí lopatky – stacionární lopatky, které řídí vodu náhle tak, že vstupuje do turbíny v axiálním směru. Samotná turbína je vybavena několika lopatkami rotoru připevněnými přímo k centrálnímu hřídeli turbíny. Tyto lopatky jsou připevněny pohyblivými klouby, takže úhel může být změněn, což zajišťuje maximální účinnost pro daný průtok a vodní hlavu.

je důležité si uvědomit, že lopatky této turbíny nejsou ploché, místo toho se mírně otáčejí, protože vnější část lopatky se pohybuje rychleji než vnitřní část.

provoz

způsob pohybu vody kaplanovou turbínou se mírně liší od ostatních turbín. Nejprve je voda směrována směrem k turbíně radiálně, blížící se ze strany. Děje se to proto, že generátor je obvykle umístěn někde podél osy otáčení turbín, takže pokud by zde byl generátor umístěn, namočil by se. Místo toho vodicí lopatky rychle odvádějí vodu o devadesát stupňů, takže axiálně zasahují lopatky. Stejně jako přesměrování vody, tyto lopatky jsou vyrovnány, aby voda odpovídající množství „víření“.

voda se pak pohybuje dolů přes lopatky vrtule a otáčí ji „vířením“ vody. Tento typ turbíny je proto známý jako reakční turbína, protože reakční síla z tlaku vody na vrtuli nutí vrtuli k pohybu. Voda opouští turbínu axiálně.

pro více informací o provozu kaplanových turbín klikněte zde.

pro další čtení

• Francisova turbína
• Peltonova turbína
• Turgo turbína
• vodní elektrárna
• vodní elektrárna
• vodní elektrárna
• primární energie
• nebo prozkoumejte náhodnou stránku