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斜冲式水轮机

2018-09-19 09:15:45
斜冲式水轮机与发电机组成水轮发电机组的示意图

斜冲式水轮机[1]英语:Turgo turbine)为一种应用于中水头水理环境的冲击式水轮机类型。这种类型水轮机的运转效率高达百分之87。并且,在工厂的出厂测试以及实验室模型测试中斜冲式水轮机试运转时,出现过运转效率高达百分之90的状况。斜冲式水轮机适合安装于15至300米之间水头高度的水理环境[2]

斜冲式水轮机最初于1919年时,由英国的吉尔伯特 吉尔克斯&戈登有限公司以佩尔顿式水轮机为原形改良研发而成。并且,在某些水理因素之下,斜冲式水轮机比起法兰西斯式水轮机及佩尔顿式水轮机的构造上更具有优势。

首先,比起佩尔顿式水轮机,斜冲式水轮机的动轮造价更为低廉。再者,他不需要像法兰西斯式水轮机一样必须要有完全气密的水轮机蜗壳。第三,这种类型的水轮机运转时,能有较高的定速,并且能比起相同动轮直径的佩尔顿式水轮机处理更大量的水流,这样的优势也从而降低了整体发电机组与安装时所产生的成本。

斜冲式水轮机的设计适用水头范围与法兰西斯式和佩尔顿式水轮机的设计适用水头相互重叠到,不过,鉴于低廉的安装成本,因此大型的斜冲式水轮机仍受到许多发电厂的采用,在低水头的水力发电厂也同样受到欢迎。

不过,斜冲式水轮机就像许多利用喷嘴射出水柱驱动动轮旋转的水轮机,如佩尔顿式水轮机,必须防止喷嘴受到异物堵塞而让高压水流无法射出发生危险的状况。

安装在新西兰米尔福德峡湾的小型斜冲式水轮机

目录

  • 1 运转理论
  • 2 参见
  • 3 资料来源
  • 4 外部链接

运转理论

斜冲式水轮机是属于一种冲击式水轮机,当水流透过喷嘴冲入水轮机导叶时,并不会改变水压。水会借由喷嘴的射流,由位能转换为动能,然后高速的冲入水轮机导叶中,以反向的斜转能量驱动水轮机动轮,再带动水轮机的主轴及联动的发电机转子旋转,借此发电。当水离开水轮机时,其所剩余的能量非常的少,因此斜冲式水轮机的动轮在能量的利用上非常有效率。

斜冲式水轮机的动轮,乍看之下,就像是分割成一半的佩尔顿式水轮机动轮。在相同输出功率的机组之下,斜冲式水轮机的动轮直径仅有佩尔顿式动轮的一半,因此斜冲式比佩尔顿式水轮机运转时有更高两倍的定速。斜冲式也比起佩尔顿式能够冲入更大的水流量,因为它不像佩尔顿式的动轮一样,当水冲入动轮上的水斗并离开时,会干扰到其他的水斗。[3]

斜冲式水轮机动轮转速定值介于法兰西斯式以及佩尔顿式之间。并可设计成单支喷嘴或多支喷嘴来射流。不过,要增加喷嘴的数量需借由预估增加后的动轮定速与喷嘴数量之间平方根而定。(相同的水轮机中,比起一支喷嘴喷流所产生的定速,安装四支喷嘴时更事倍功半)。

参见

  • 水轮机
  • 法兰西斯式水轮机
  • 佩尔顿式水轮机
  • 水力发电

资料来源

  1. ^ 斜冲式水轮机Turgo turbine. 国家教育研究院. [2016-06-26]. [永久失效链接]
  2. ^ Jonker Klunne, Wim. Turgo turbine. hydropower.net. hydropower.net. [2016-03-07]. [永久失效链接]
  3. ^ Darling, David. Turgo turbine. Encyclopedia of Alternative Energy. The Worlds of Dvid Darling. [2016-03-07]. 

外部链接

  • Turgo turbine math, Czech

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