Tua-bin Cáp-lăng

Bách khoa toàn thư mở Wikipedia
Bước tới: menu, tìm kiếm

tua-bin Kaplan là một loại tua-bin nước cánh quạt có thể điều chỉnh cánh. Nó được phát triển vào năm 1913 bởi giáo sư Áo Viktor Kaplan, kết hợp cánh quạt tự động điều chỉnh với các cửa wicket tự động điều chỉnh để đạt được hiệu quả trên một phạm vi rộng của dòng chảy và mực nước.

Các tua-bin Kaplan là một sự tiến hóa của tua-bin Francis. Phát minh của nó cho phép sản xuất điện hiệu quả thấp cột nước ứng dụng đó không phải là có thể với các tua-bin Francis. Cột nước khoảng từ 10-70 mét và công suất từ 5 đến 120 MW. Đường kính bánh xe công tác từ 2 đến 8 mét. Tốc độ của tuabin là 79-429 rpm. Tua-bin Kaplan được sử dụng rộng rãi trên khắp thế giới trong dòng chảy cao, sản xuất năng lượng cột nước thấp.

Phát triển[sửa | sửa mã nguồn]

Viktor Kaplan sống tại Brno, Moravia, Cộng hòa Séc, thu được bằng sáng chế đầu tiên của mình cho một tua-bin cánh quạt có thể điều chỉnh cánh vào năm 1912. Nhưng sự phát triển của một máy thương mại thành công sẽ phải mất một thập kỷ khác. Kaplan vật lộn với vấn đề cavitation, và vào năm 1922 đã từ bỏ nghiên cứu của ông vì lý do sức khỏe.

Năm 1919, Kaplan đã cài đặt một đơn vị trình diễn tại Poděbrady, Tiệp Khắc. Năm 1922 Voith giới thiệu một tua-bin Kaplan 1100 HP (khoảng 800 kW) cho sử dụng chủ yếu trên sông. Năm 1924, một đơn vị 8 MW đã đi vào dòng tại Lilla Edet, Thụy Điển. Điều này đánh dấu sự thành công thương mại và chấp nhận rộng rãi của tua-bin Kaplan.

Lý thuyết hoạt động[sửa | sửa mã nguồn]

Tuabin Kaplan là một dòng chảy vào bên trong tua-bin phản lực, có nghĩa là thay đổi áp suất chất lỏng làm việc di chuyển qua các tua-bin và cho năng lượng của nó. Thiết kế kết hợp tính năng bố trí hình tròn và trục.

Đầu vào là một ống cuộn hình kết thúc tốt đẹp xung quanh cửa wicket của tua-bin. Nước là hướng tiếp tuyến thông qua cổng wicket và hình xoắn ốc cho một bánh xe công tác hình cánh quạt, gây ra nó để quay.

Bộ gom nước là một ống dự thảo hình dạng đặc biệt giúp giảm tốc nước và phục hồi động năng.

Các tua-bin không cần phải có điểm thấp nhất của dòng nước miễn là ống dự thảo vẫn còn đầy nước. Một tua-bin vị trí cao hơn, tuy nhiên, làm tăng hút được truyền đạt trên các cánh tua-bin của ống dự thảo. Sự sụt giảm áp suất kết quả có thể dẫn đến cavitation.

Biến hình học của các cửa wicket và cánh tua-bin cho phép hoạt động hiệu quả cho một loạt các điều kiện dòng chảy. Hiệu suất tua-bin Kaplan thường là trên 90%, nhưng có thể thấp hơn trong các ứng dụng cột nước rất thấp.

Các khu vực hiện tại của nghiên cứu bao gồm CFD cải thiện hiệu quả điều khiển và các thiết kế mới nâng cao tỷ lệ sống của cá đi qua.

Bởi vì các cánh quạt được quay bằng dầu thuỷ lực cao áp, một yếu tố quan trọng của Kaplan thiết kế là để duy trì một con dấu tích cực để ngăn chặn phát thải của dầu vào đường thủy. Xả dầu ra sông là không được phép.

Ứng dụng[sửa | sửa mã nguồn]

Tua-bin Cáp-lăng được sử dụng rộng rãi trên toàn thế giới để sản xuất điện năng. Chúng bao gồm các vị trí có chiều cao cột nước thấp nhất và đặc biệt phù hợp với điều kiện dòng chảy cao.

Các tua-bin nhỏ rẻ tiền trên mô hình tua-bin Cáp-lăng được sản xuất cho sản xuất điện cá nhân với chiều cao cột nước chỉ 2 phít.

Các tua-bin Cáp-lăng lớn được thiết kế riêng cho mỗi vị trí để hoạt động hiệu quả cao nhất có thể, thường trên 90%. Chúng rất đắt tiền để thiết kế, sản xuất và cài đặt, nhưng hoạt động trong nhiều thập kỷ.

Biến thể[sửa | sửa mã nguồn]

Các tua-bin Cáp-lăng là sử dụng rộng rãi nhất của các tua-bin loại cánh quạt, nhưng một số biến thể khác tồn tại:

Tua-bin Propeller "'" có cánh quạt chân vịt không thể điều chỉnh. Chúng được sử dụng trong phạm vi của người đứng đầu không phải là lớn. Sản phẩm thương mại tồn tại để sản xuất vài trăm watt chỉ từ cột nước có chiều cao một vài phít. Tua-bin cánh quạt lớn hơn sản xuất hơn 100 MW. Tại Trạm thủy điện La Grande-1 ở phía bắc Quebec, 12 tua-bin cánh quạt tạo ra 1.368 MW [1].

Tua-bin bóng đèn hoặc tua-bin ống được thiết kế vào ống cấp nước. Một bóng đèn lớn là trung tâm trong các đường ống nước nắm giữ các máy phát điện, cổng wicket và Á hậu. Tua bin hình ống này là một thiết kế đầy đủ trục, trong khi các tua-bin Cáp-lăng có một cổng wicket xuyên tâm.

Tua-bin Pit: tuabin bóng đèn với một hộp số. Điều này cho phép một máy phát điện và bóng đèn nhỏ hơn.

Tua-bin Straflo: tua-bin trục với máy phát điện bên ngoài của kênh nước, kết nối ngoại vi của Á hậu.

S-tua-bin loại bỏ sự cần thiết cho một nhà ở bóng đèn bằng cách đặt các máy phát điện bên ngoài của kênh nước. Điều này được thực hiện với chạy bộ trong các kênh nước và một trục kết nối các Á hậu và máy phát điện.

Tuabin VLH một dòng mở đầu rất thấp "Kaplan" tua-bin nghiêng một góc với dòng chảy nước. Nó có đường kính lớn, là tốc độ thấp bằng cách sử dụng một phát điện nam châm vĩnh cửu với quy định điện điện tử và rất thân thiện cá (<5% tỷ lệ tử vong). Tua-bin VLH

Tua-bin Tysonlà một tua-bin cánh quạt cố định được thiết kế để được đắm mình trong một dòng sông chảy nhanh, hoặc vĩnh viễn neo trong lòng sông, hoặc gắn một chiếc thuyền hoặc sà lan.

Tham khảo[sửa | sửa mã nguồn]

  1. ^ Société d'Energie de la Baie James (1996). Le Complexe hydroélectrique de La Grande Rivière: Réalisation de la deuxième giai đoạn. Montreal: Société d'Energie de la Baie James. tr. 397. ISBN 2921077272.  Đã bỏ qua văn bản “ ngôn ngữ Pháp” (trợ giúp)

Xem thêm[sửa | sửa mã nguồn]

Tham khảo[sửa | sửa mã nguồn]

Bản mẫu:Thủy điện