Forskjellen mellom Kaplan og Francis Turbine

Kaplan vs Francis Turbine
 

Vann, alltid i bevegelse, bærer energi med det. Mennesker har alltid lurt på den enorme kraften og ofte utnyttet kraften. Men kun i løpet av 1800-tallet utviklet ingeniører maskiner for å utnytte denne energien med effektivitet. Turbiner er maskiner designet for å fange energien fra væskestrømmen og slå den til mekanisk energi.

Francis turbin og Kaplan turbinen er to typer reaksjonsturbiner brukt i kraftverk for å drive generatoren. De er de vanligste typene turbiner som brukes i moderne kraftverk.

Francis Turbine

Francis turbine ble utviklet av engelskmannen James B. Francis i 1849 mens han jobbet som sjefingeniør av Locks and Canals Company. Turbinen ble designet for å drive tekstilfabrikkmaskiner ved å bruke elven i nærheten. Ved hjelp av vitenskapelige metoder og eksperimenter ble han i stand til å utvikle design for å oppnå opptil 90% effektivitet. I dag er Francis turbiner de mest brukte turbiner i verden.

Francis turbin er omsluttet i et foringsrør, og bladene har spesielle buede egenskaper som er designet for å oppnå optimal ytelse fra turbinen. Francis turbiner opererer under et vannhode på 10-650 meter og generatoren drevet av turbinen kan gi en effekt på opptil 750 MW. Turbinene har et hastighetsområde fra 80 til 100 omdreininger per minutt.

Francis turbin har en vertikal akselmontering, og en horisontalt orientert rotoraggregat, som kalles løperen, som opererer under vann. Vanninnløpet er også vertikalt og er rettet mot løperen av kontrollerbare styreskinner. Løperen roterer hovedsakelig på grunn av vannets vekt / trykk.

Kaplan Turbine

Kaplan turbine ble utviklet i 1913 av den østrigske professoren Viktor Kaplan. Det er også kjent som propell turbin fordi løperen ligner propellen på et skip. Den har justerbare kniver og wicket porter for å oppnå optimal effektivitet i forskjellige trykk / hodeforhold. Derfor kan Kaplan turbin oppnå effektivitet på opptil 95% og operere under lav hodestilling som ikke er mulig i Francis turbiner.

I Kaplan turbinen er løperen drevet av trykket og vanninntaket styres av styreskovlene. Vannhodet til Kaplan turbinen varierer fra 10 til 70 meter og generatorens effektutgang kan være 5-120 MW. Runner diameteren er ca 2-8 meter og leverer 80-430 omdreininger per minutt. Siden Kaplan turbiner er i stand til å operere under lave hodeforhold, blir de brukt i høy-strøm, lav-hode kraftproduksjon over hele verden. 

Hva er forskjellen mellom Kaplan og Francis Turbines?

• I Kaplan turbin går vann aksialt og går aksielt, mens i Francis turbin går vann inn i løperen radialt og går ut aksialt.

• Kaplan turbine løperen har 3-8 kniver, mens Francis turbine løper har 15-25 kniver generelt.

• Kaplan turbin har høyere effektivitet enn Francis turbin.

• Kaplan turbin er mindre og kompakt sammenlignet med Francis turbin.

• Rotasjonshastigheten (RPM) er høyere enn for Francis turbinen.

• Kaplan turbin har mindre friksjonstap og høyere effektivitet.

• Kaplan turbiner kan operere under et bredt spekter av hodebetingelser, men Francis turbin krever forholdsvis høyere hodeforhold.

• Kaplan turbiner brukes i små vannkraftverk.