Поворотно-лопастная гидротурбина

Определение "Поворотно-лопастная гидротурбина" в Большой Советской Энциклопедии

Поворотно-лопастная гидротурбина, реактивная гидротурбина двойного регулирования, в которой изменение мощности осуществляется одновременным поворотом лопаток направляющего аппарата и лопастей рабочего колеса. Патент на П.-л. г. в 1920 получил австрийского инженера В. Каплан.

В П.-л. г. лопасти рабочего колеса могут быть как перпендикулярны к оси турбины (осевая П.-л. г.), так и образовывать с ней острый угол (диагональная гидротурбина). Поворотные лопасти П.-л. г. имеют цапфы, которые установлены в окнах втулки рабочего колеса. Внутри втулки находится сервомотор, поворачивающий лопасти. Осевую П.-л. г. за рубежом обычно называют турбиной Каплана, а в СССР — собственно П.-л. г.

Различают вертикальные и горизонтальные П.-л. г. Вертикальные обычно применяются на ГЭС с напорами 15—60 м. Горизонтальные используются в прямоточных агрегатах на ГЭС с напорами 15—30 м. В вертикальной П.-л. г. поток воды, поступающий из подводящего трубопровода, закручивается в спиральной камере, а затем попадает в статор (который вносит осевую симметрию в движение воды) и в радиальный направляющий аппарат гидротурбины с поворотными лопатками. Перед рабочим колесом направление потока при помощи обтекателя переводится из радиального в осевое.
В горизонтальной П.-л. г. прямоточного агрегата капсульного типа спиральный подвод отсутствует и применяется диагональный направляющий аппарат.
Отсасывающая труба вертикальной П.-л. г. изогнутая, горизонтальной — прямоосная.

Для заданных значений мощности агрегата и напора ГЭС П.-л. г. имеет однозначно определяемые значения углов поворота лопаток направляющего аппарата и лопастей рабочего колеса, которые обеспечивают в этом режиме максимальное значение кпд. В регуляторе П.-л. г. устанавливается комбинатор гидротурбины. По сравнению с радиально-осевыми гидротурбинами имеет более пологую рабочую характеристику при одном и том же напоре и более высокие значения мощности и частоты вращения при одном и том же диаметре рабочего колеса и напоре. По своим прочностным и противокавитационным свойствам П.-л. г. уступает радиально-осевой гидротурбине, что делает неэффективным её применение на ГЭС с напорами выше 60—70 м. Мощность П.-л. г. достигает 200 Мвт и более. Крупнейшие по размерам П.-л. г. работают в СССР на Саратовской ГЭС: 21 вертикальная турбина с диаметром рабочего колеса 10,3 м и 2 горизонтальные с диаметром 7,5 м (1974).
Лит.: Этинберг И. Э., Теория и расчет проточной части поворотнолопастных гидротурбин, М. — Л., 1965; Ковалев Н. Н., Гидротурбины, 2 изд., Л., 1971.