Kaplan vs Francis Turbine
Vatten, alltid i rörelse, bär energi med sig. Människor har alltid undrat över den enorma kraften i det och ofta använt makten. Men först i början av 1800-talet utvecklade ingenjörer maskiner för att utnyttja denna energi med effektivitet. Turbiner är maskinerna som är konstruerade för att fånga upp energin från vätskeflödet och göra den till mekanisk energi.
Francis-turbinen och Kaplan-turbinen är två typer av reaktionsturbiner som används i vattenkraftverk för att driva generatorn. De är de vanligaste typerna av turbiner som används i moderna kraftverk.
Francis Turbine
Francis-turbinen utvecklades av engelsmannen James B. Francis 1849 medan han arbetade som huvudingenjör för Locks and Canals Company. Turbinen var konstruerad för att driva textilfabriksmaskiner med floden i närheten. Med hjälp av vetenskapliga metoder och experiment kunde han utveckla designen för att uppnå upp till 90% effektivitet. Idag är Francis-turbiner de mest använda turbinerna i världen.
Francis-turbinen är innesluten i ett hölje, och knivarna har speciella böjda funktioner som är utformade för att få optimal prestanda från turbinen. Francis-turbiner arbetar under ett vattenhuvud på 10-650 meter och generatorn som drivs av turbinen kan ge en effekt på upp till 750 MW. Turbinerna har ett hastighetsområde från 80 till 100 varv per minut.
Francis-turbinen har en vertikal axelanordning och en horisontellt orienterad rotorenhet, kallad löparen, som arbetar under vatten. Vatteninloppet är också vertikalt och är riktat mot löparen av styrbara styrblad. Löparen roterar främst på grund av vattnets vikt / tryck.
Kaplan Turbine
Kaplanturbinen utvecklades 1913 av den österrikiska professorn Viktor Kaplan. Det är också känt som propellturbinen eftersom dess löpare liknar propeller på ett fartyg. Den har justerbara blad och gångportar för att uppnå optimal effektivitet under olika tryck / huvudförhållanden. Därför kan Kaplans turbin få effektivitet upp till 95% och fungera under lågt huvudförhållande vilket inte är möjligt i Francis-turbiner.
I Kaplan-turbinen drivs också löparen av trycket och vattenintagets nivå styrs av styrskenorna. Kaplan-turbinens vattenhuvud sträcker sig från 10-70 meter och generatorns effekt kan vara från 5-120 MW. Löparens diameter är cirka 2-8 meter och levererar 80-430 varv per minut. Eftersom Kaplans turbiner kan arbeta under förhållanden med lågt tryck används de i högflödesproduktion med lågt huvudvärme över hela världen.
Vad är skillnaden mellan Kaplan och Francis Turbines?
• I Kaplan kommer turbinvatten in axiellt och lämnar axiellt, medan det i Francis kommer turbinvatten in i löparen radiellt och går ut axiellt.
• Kaplans turbinlöpare har 3-8 blad medan Francis turbinlöpare har 15-25 blad i allmänhet.
• Kaplan-turbinen har högre verkningsgrad än Francis-turbinen.
• Kaplanturbinen är mindre och kompakt jämfört med Francis-turbinen.
• Rotationshastigheten (RPM) är högre än Francis-turbinens.
• Kaplanturbinen har mindre friktionsförlust och högre effektivitet.
• Kaplanturbiner kan arbeta under ett stort antal huvudförhållanden, men Francis-turbinen kräver relativt högre huvudförhållanden.
• Kaplanturbiner används i små vattenkraftverk.
