توربين فرانسيس هو أحد أكثر أنواع التوربينات استخدامًا، ويجمع بين خصائص التدفق الإشعاعي والتدفق المحوري. يدخل الماء إلى العضو الدوار في البداية بشكل إشعاعي ثم يتحول تدريجيًا إلى تدفق محوري. هذا التصميم الفريد يجعل أداؤه جيدًا تحت ضغط متوسط ومرتفع (30-700 متر) وظروف تدفق متوسطة.
يستخدم مشاية ذات تصميم شفرة ملتوية في الفراغ، مما يمكنه من تحويل الطاقة الحركية والطاقة الضغطية لتدفق المياه بكفاءة إلى طاقة ميكانيكية. وهو النموذج الرئيسي في محطات الطاقة الكهرومائية الحديثة المتوسطة والكبيرة.
نطاق واسع من الكفاءة العالية: يمكنه الحفاظ على كفاءة عالية تزيد عن 85% ضمن نطاق الحمل من 50% إلى 100%، ويمكن أن تصل كفاءة الذروة لبعض النماذج المتقدمة إلى 94%.
هيكل قوي وموثوق: يعتمد توربين فرانسيس على عجلة دوارة مصنوعة من الفولاذ المقاوم للصدأ عالي القوة، وتتميز بمقاومة ممتازة للتآكل الكهربائي وعمر افتراضي يزيد عن 30 عامًا.
تشغيل مرِن: مزود بآلية لتوجيه الشفرات القابلة للتعديل، ويمكنه الاستجابة السريعة لتغيرات حمل الشبكة الكهربائية، ويمتاز بأداء ممتاز في تنظيم التردد والرفع.
سهل الصيانة: يعتمد توربين فرانسيس على تصميم عجلة دوارة مجزأة وقابلة للفك وبنية قابلة للفصل، مما يسهل الفحص والصيانة في الموقع.
الموديل | القدرة (kW) | الرأس (م) | التدفق (متر مكعب/ثانية) | الطاقة الخارجة (كيلوواط) | سرعة التقييم (دورة/دقيقة) | الصمام (ملم) |
ES-HL30-8 | 30 | 21.1 | 0.203 | 34.2 | 750 | 500 |
ES-HL40-8 | 40 | 24.5 | 0.229 | 45.2 | ||
إس-إتش إل55-8 | 55 | 29.7 | 0.263 | 61.6 | ||
إس-إتش إل75-6 | 75 | 38.0 | 0.277 | 84.3 | 1000 | |
إس-إتش إل100-6 | 100 | 44.2 | 0.313 | 111.1 | ||
إس-إتش إل125-6 | 125 | 50.4 | 0.345 | 138.1 | ||
إس-إتش إل160-6 | 160 | 60.0 | 0.378 | 175.8 | ||
إس-إتش إل200-6 | 200 | 72.5 | 0.409 | 221 | ||
إس-إتش إل250-6 | 250 | 82.4 | 0.459 | 274.7 | ||
إس-إتش إل320-6 | 320 | 73.0 | 0.584 | 340.8 | 1000 | 500 |
إس-إتش إل400-6 | 400 | 86.0 | 0.643 | 433.4 | ||
إس-إتش إل500-6 | 500 | 81.0 | 0.815 | 537.6 | 1000 | 500 |
تُعتبر توربينات فرانسيس مناسبة بشكل خاص للعمل في محطات الطاقة ذات الرؤوس المتوسطة والمرتفعة في الأنهار الجبلية، وتُستخدم على نطاق واسع في محطات الطاقة الكهرومائية المتطورة على شكل سلسلة، حيث يتراوح ارتفاع الرأس بين 100 إلى 400 متر. كما أنها تتميز بأداء ممتاز عندما تُستخدم كتوربينات مضخة في محطات الطاقة الكهرومائية التخزينية بالضخ.
تُستخدم توربينات فرانسيس عادةً في المحطات الكهرومائية الكبيرة، حيث تصل قدرة الوحدة الواحدة إلى 800 ميغاواط أو أكثر.