Разлика между Каплан и Франсис Турбина

Каплан срещу Франсис Турбина
 

Водата, винаги в движение, носи енергия със себе си. Хората винаги са се чудили на огромната сила на него и често са използвали силата. Но едва след 19-ти век инженерите разработват машини, които да използват тази енергия с ефективност. Турбините са машините, предназначени да улавят енергията от потока на течността и да я превръщат в механична енергия.

Френсис турбината и турбината Каплан са два типа реакционни турбини, използвани в водноелектрическите централи за задвижване на генератора. Те са най-често срещаните видове турбини, които се използват в съвременните електроцентрали.

Франциск Турбина

Френската турбина е разработена от англичанина Джеймс Б. Франсис през 1849 г., докато работи като главен инженер на компанията за брави и канали. Турбината е проектирана за захранване на машините за производство на текстилни фабрики, използвайки реката наблизо. Използвайки научни методи и експерименти, той успя да разработи дизайна, за да постигне до 90% ефективност. Днес турбините на Франсис са най-използваните турбини в света.

Френсис турбината е затворена в корпус, а лопатките имат специални извити характеристики, проектирани да получат оптимални характеристики от турбината. Турбините Франсис работят под водна глава от 10-650 метра, а генераторът, задвижван от турбината, може да даде мощност до 750 MW. Турбините имат диапазон на скоростта от 80 до 100 оборота в минута.

Турбината Франсис има вертикален вал и хоризонтално ориентиран ротор, наречен бегач, който работи под вода. Входът за вода също е вертикален и е насочен към водача чрез управляеми направляващи лопатки. Бегачът се върти главно поради теглото / налягането на водата.

Каплан турбина

Капланната турбина е разработена през 1913 г. от австрийския професор Виктор Каплан. Известен е и като витла турбина защото неговият бегач прилича на витлото на кораб. Той има регулируеми остриета и врати за калитки за постигане на оптимална ефективност при различни условия на налягане / глава. Следователно турбината Kaplan може да увеличи ефективността до 95% и да работи при ниско ниво на главата, което не е възможно при турбините на Francis.

В турбината Kaplan също бегачът се задвижва от налягането и нивото на входящата вода се контролира от водещите лопатки. Водната глава на турбината Kaplan варира от 10-70 метра, а мощността на генератора може да бъде от 5-120 MW. Диаметърът на бегача е около 2-8 метра и осигурява 80-430 оборота в минута. Тъй като турбините Kaplan са в състояние да работят при условия на ниска глава, те се използват при производство на електроенергия с голям дебит и ниска глава в целия свят. 

Каква е разликата между Каплан и Франсис Турбин?

• В турбината на Каплан водата влиза аксиално и тръгва аксиално, докато във Френсис турбината вода навлиза радиално и изтича аксиално.

• Турбинният двигател Kaplan има 3-8 остриета, докато Francis турбинният бегач има общо 15-25 остриета.

• Турбината Kaplan има по-висока ефективност от Франсис турбината.

• Турбината Kaplan е по-малка и компактна в сравнение с турбината Francis.

• Скоростта на въртене (RPM) е по-висока от тази на Франсис турбината.

• Турбината Kaplan има по-малка загуба на триене и по-висока ефективност.

• Турбините Kaplan могат да работят в широк диапазон от условия на главата, но Francis турбината изисква относително по-високи условия на главата.

• Каплан турбини се използват в малки водноелектрически централи.