Menu

Turbina Deriaza

Turbiny Deriaza stosuje się na spady od 13 do około 300 m. Przy spadach powyżej 36 m stosowanie turbin Deriaza jest bardziej korzystne niż stosowania turbin Kaplana ze względów ekonomicznych. Ze względu na dobre rezultaty osiągane w pracach pompowych turbiny te są stosowane w siłowniach wodnych pompowych. Wirnik turbiny Deriaza wyposażony jest łopatki obracane dookoła zamocowanych w piaście czopów, których osie ustawione są ukośnie do osi wirnika.  Turbina Deriaza często wykorzystywana jest do pracy odwracalnej (pompoturbina). Przykładem takiej instalacji jest elektrownia Niagara. Przy pracy turbinowej woda jest doprowadzana do wirnika 1 przez spiralę 2. Odprowadzenie wody następuje typową rurą ssawną 3. Turbina napędza bezpośrednio silniko-prądnicę 4, pracującą w tym momencie jako prądnica. Przejście do pracy pompowej wymaga zmiany kierunku ruchu obrotowego i odpowiedniego ustawienia regulowanych łopatek pompoturbiny. Woda dopływa wtedy przez rurę ssawną 3, a wypływa przez spiralę 2. Silniko- prądnica 4 pracuje przy tym jako silnik napędowy. Pompoturbiny są budowane przeważnie w układzie pionowym, przy czym całość rozwiązania jest analogiczna jak w turbozespołach klasycznych. 

ozewod21.gif

Rys. Pompoturbina Deriaza w elektrowni wodnej Niagara. Ozn.- wirnik turbiny, 2-spirala, 3-rura ssawna, 4-silnik (pradnica), 5-dźwig montażowy

 

Przepływ wody przez wirnik Deriaza jest promieniowo-osiowy, co wpływa na to, że dla tych samych powierzchni prądowych prędkości obwodowe na wylocie wirnika mają mniejsze wartości od prędkości obwodowych na jego wlocie. W przypadku turbin Kaplana owe prędkości są równe. Tak, więc gdy zostaną zaprojektowane dla tych samych warunków turbiny Kaplana i Dderiaz1.jpgeriaza to mniejszą prędkość obwodową na wylocie wirnika będzie miała turbina Deriaza. Możliwość powstania kawitacji w turbinie jest tym mniejsza  im mniejsze są prędkości obwodowe na wylocie wirnika, stąd wynika większa odporność turbiny Deriaza na powstanie kawitacji niż turbiny Kaplana. Wirnik Deriaza sprawia mniejsze trudności konstrukcyjne niż wirnik Kaplana przeznaczony do pracy pod wysokimi spadami. Łopatki w wirniku Kaplana mają obrotowe osie ustawione prostopadle do osi wirnika, a w przypadku wirnika Deriaza owe osie są pochylone 30°,45° lub 60°, więc napór hydrauliczny na pojedyncze łopatki w wirniku Kaplana jest zawsze większy niż w przypadku łopatek wirnika Deriaza. Łopatki w turbinie Deriaza mają cieńsze czopy niż ma to miejsce w turbinie Kaplana. Turbiny Deriaza oraz turbiny Kaplana mają większe sprawności niż turbiny Francisa przy napełnieniach częściowych. W przypadku turbiny Deriaza liczba łopatek wynosi od 3 do 6, które są zazwyczaj odlewane ze staliwa stopowego. W czasie pracy łopatki tej turbiny są przestawiane za pomocą czopa obrotowego przez siłownik regulatora hydraulicznego.

 

Rys.2. Mechanizm przestawiania łopatek wirnika turbiny Deriaza. 1 – czop, 2 – tarcza, 3 – dźwignia,
4 – sworzeń, 5 – kamień ślizgowy, 6 – cylinder, 7 – skrzydełkowy wirnik siłownika.

 

W turbinie Deriaza czop działa za pomocą tarczy osadzonej na jego końcu na dźwignie przymocowane do czopów łopatek. Mechanizm może uruchamiać się przy pomocy wirnika siłownika olejowego (rys. 2b), który jest samoczynnie sterowany za pomocą regulatora prędkości. Kierownice w turbinach Deriaza mogą być ukośne lub też takie same jak w turbinach Francisa. W turbinie Deriaza oraz w turbinie Kaplana mechanizm przestawiający łopatki kierownicy jest sprzężony z mechanizmem przestawiającym łopatki wirnika. Rura ssawna w turbinie Deriaza jest taka sama jak w przypadku turbiny Francisa. W turbinie Deriaza zazwyczaj stosowane są wały pionowe, a turbiny te umieszczane są w komorach metalowych.

Fot. Turbina Deriaza.

(adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});