La turbina ad acqua è una turbomacchina nella macchina a fluido.Già intorno al 100 aC nacque il prototipo della turbina ad acqua, la ruota idraulica.A quel tempo, la funzione principale era quella di guidare i macchinari per la lavorazione del grano e l'irrigazione.La ruota idraulica, come dispositivo meccanico che utilizza il flusso d'acqua come potenza, si è sviluppata nell'attuale turbina idraulica e anche il suo campo di applicazione è stato ampliato.Allora, dove vengono utilizzate principalmente le moderne turbine idrauliche?
Le turbine sono utilizzate principalmente nelle centrali elettriche di pompaggio.Quando il carico del sistema elettrico è inferiore al carico di base, può essere utilizzato come pompa dell'acqua per utilizzare la capacità di generazione di energia in eccesso per pompare acqua dal serbatoio a valle al serbatoio a monte per immagazzinare energia sotto forma di energia potenziale;quando il carico del sistema è superiore al carico di base, può essere utilizzato come turbina idraulica, genera elettricità per regolare i picchi di carico.Pertanto, la centrale ad accumulo di pompaggio puro non può aumentare la potenza del sistema elettrico, ma può migliorare l'economia operativa delle unità di generazione di energia termica e migliorare l'efficienza complessiva del sistema elettrico.Dagli anni '50, le unità di stoccaggio con pompaggio sono state ampiamente apprezzate e sviluppate rapidamente nei paesi di tutto il mondo.
La maggior parte degli accumulatori pompati sviluppati in fase iniziale o con battente d'acqua elevato adottano il tipo a tre macchine, ovvero sono composti da un motore generatore, una turbina idraulica e una pompa dell'acqua in serie.Il suo vantaggio è che la turbina e la pompa dell'acqua sono progettate separatamente, ciascuna delle quali può avere una maggiore efficienza, e l'unità ruota nella stessa direzione durante la generazione di elettricità e il pompaggio dell'acqua e può passare rapidamente dalla produzione di energia al pompaggio o dal pompaggio a produzione di energia.Allo stesso tempo, la turbina può essere utilizzata per avviare l'unità.Il suo svantaggio è che il costo è elevato e l'investimento nella centrale elettrica è elevato.
Le pale del corridore della turbina della pompa a flusso obliquo possono essere ruotate e ha ancora buone prestazioni operative quando cambiano la prevalenza e il carico dell'acqua.Tuttavia, a causa della limitazione delle caratteristiche idrauliche e della resistenza del materiale, all'inizio degli anni '80 il suo salto netto era di soli 136,2 metri.(La prima centrale elettrica di Takagen in Giappone).Per prevalenze superiori sono necessarie le turbine con pompa Francis.
La centrale di pompaggio ha serbatoi superiori e inferiori.A condizione di immagazzinare la stessa energia, l'aumento dell'ascensore può ridurre la capacità di stoccaggio, aumentare la velocità dell'unità e ridurre il costo del progetto.Pertanto, la centrale di accumulo di energia ad alta prevalenza sopra i 300 metri si è sviluppata rapidamente.La pompa-turbina Francis con la prevalenza d'acqua più alta del mondo è installata nella centrale elettrica di Baina Basta in Jugoslavia.anno di funzionamento.Dal 20 ° secolo, le unità idroelettriche si sono sviluppate nella direzione di parametri elevati e grande capacità.Con l'aumento della capacità termica nel sistema elettrico e lo sviluppo dell'energia nucleare, al fine di risolvere il problema di una ragionevole regolazione dei picchi, oltre a sviluppare o espandere vigorosamente centrali elettriche su larga scala nei principali sistemi idrici, paesi di tutto il mondo stanno costruendo attivamente centrali elettriche ad accumulo di pompaggio, con conseguente rapido sviluppo di pompe-turbine.
In quanto macchina elettrica che converte l'energia del flusso d'acqua in energia meccanica rotante, una turbina idraulica è una parte indispensabile di un gruppo idrogeneratore.Oggigiorno il problema della tutela dell'ambiente sta diventando sempre più serio e l'applicazione e la promozione dell'energia idroelettrica, che utilizza energia pulita, è in aumento.Al fine di sfruttare appieno le varie risorse idrauliche, anche le maree, i fiumi di pianura con dislivello molto basso e persino le onde hanno attirato un'attenzione diffusa, determinando il rapido sviluppo di turbine tubolari e altre piccole unità.
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