Turbine Francis Applications

Application

Turbines Francis peuvent être conçues pour différentes têtes et débits. Cette polyvalence et ce rendement élevé en font les turbines les plus utilisées au monde. Les unités Francis ont des têtes allant de 40 à 600 mètres (130 à 2 000 pieds) et elles sont connectées à des générateurs avec des sorties allant de quelques kilowatts à 1 000 mégawatts. Les grandes turbines Francis sont conçues individuellement pour chaque site afin de fonctionner au rendement le plus élevé possible pour un débit et une hauteur d'eau donnés, généralement supérieurs à 90 % (jusqu'à 99 %).Par rapport aux turbines Pelton, les turbines Francis sont toujours dans le meilleur état d'être remplies d'eau. Les turbines et les canaux de sortie peuvent être placés sous le niveau externe du lac ou de la mer, ce qui réduit la cavitation.En plus de la production d'électricité, ils peuvent également être utilisés pour le stockage hydraulique par pompage, où les réservoirs sont remplis par des turbines (agissant comme des pompes) et les générateurs agissent comme de gros moteurs électriques pendant les périodes de faible demande d'électricité, puis inversés et utilisés pour produire de l'électricité pendant les périodes de la demande de pointe. Ces réservoirs de stockage pompés agissent comme un stockage d'énergie à grande échelle, stockant l'électricité « excédentaire » sous forme d'eau dans des réservoirs surélevés. C'est l'une des rares méthodes qui permet de stocker une capacité excédentaire temporaire pour une utilisation ultérieure.

Tube d'aspiration

Le tube d'aspiration est un tube d'aspiration installé à la sortie de la roue de turbine qui est utilisé pour utiliser l'énergie cinétique de l'eau à la sortie de la roue.Un tube de tirage à l'extrémité de la turbine augmente la pression du fluide sortant au détriment de sa vitesse. Cela signifie que le turbo peut réduire la pression dans une plus grande mesure sans se soucier du reflux de la poupée mobile.Dans les turbines à impulsion, la chute utile est si élevée que le rendement n'est pas significativement affecté si la turbine est placée à quelques mètres au-dessus de la poupée mobile. Mais avec les turbines à réaction, si la chute nette est faible et que la turbine est montée au-dessus de la poupée mobile, il y a peut être une perte importante de charge disponible pour alimenter la turbine.De plus, si la pression du fluide dans le sillage est supérieure à la pression à la sortie de la turbine, le reflux de fluide dans la turbine peut causer de graves dommages.En plaçant un tube de guidage (également connu sous le nom de diffuseur ou tube de tirage) à la sortie de la turbine, la tête de turbine est augmentée en réduisant la vitesse de sortie, augmentant ainsi l'efficacité globale et la sortie de la turbine. Le principe de fonctionnement du tube de tirage est convertir une partie de l'énergie cinétique en sortie de roue de turbine en énergie de pression utile.L'utilisation d'un tube de tirage présente également l'avantage supplémentaire de permettre à la structure de la turbine d'être positionnée au-dessus de la poupée mobile, ce qui facilite les inspections nécessaires et réduit la quantité d'excavation requise pour la construction.

Types de tube de tirage

1. Diffuseur conique ou tube divergent droit - Ce type de tube de tirage se compose d'un diffuseur conique avec un demi-angle généralement de 10 ° ou moins pour empêcher la séparation du flux. Généralement utilisé pour les turbines Francis à arbre vertical à faible vitesse spécifique. Ces buses sont à 90 % efficace.

2. Le tube de tirage coudé simple se compose d'un tube de tirage coudé allongé. Généralement utilisé lorsque la turbine doit être placée près du chemin de fuite. Pour aider à réduire les coûts d'excavation, le diamètre de sortie doit être aussi grand que possible pour récupérer l'énergie cinétique au niveau du runner outlet.Ce tube de déviation est près de 60% moins efficace.

3. Coude à section variable similaire au tuyau de tirage coudé, sauf que la partie incurvée est à section variable et que la sortie est rectangulaire. La partie horizontale du tube de tirage est généralement inclinée vers le haut pour empêcher l'air d'entrer à la sortie fin.