Turbina wodna jest maszyną przepływową w maszynie płynów.Już około 100 roku p.n.e. narodził się prototyp turbiny wodnej, koło wodne.W tym czasie główną funkcją było kierowanie maszynami do obróbki zboża i nawadniania.Koło wodne, jako urządzenie mechaniczne wykorzystujące przepływ wody jako siłę, rozwinęło się w obecną turbinę wodną, a także rozszerzono zakres jego zastosowania.Gdzie więc stosuje się głównie nowoczesne turbiny wodne?
Turbiny stosowane są głównie w elektrowniach szczytowo-pompowych.Gdy obciążenie systemu elektroenergetycznego jest mniejsze niż obciążenie podstawowe, można go wykorzystać jako pompę wodną, aby wykorzystać nadwyżkę mocy wytwarzania energii do pompowania wody z dolnego zbiornika do górnego zbiornika w celu magazynowania energii w postaci energii potencjalnej;gdy obciążenie systemu jest wyższe niż obciążenie podstawowe, może być używany jako turbina hydrauliczna, wytwarza energię elektryczną w celu regulacji obciążeń szczytowych.Dlatego czysta elektrownia szczytowo-pompowa nie może zwiększyć mocy systemu elektroenergetycznego, ale może poprawić ekonomię operacyjną jednostek wytwórczych energii cieplnej i poprawić ogólną sprawność systemu elektroenergetycznego.Od lat 50. elektrownie szczytowo-pompowe są szeroko cenione i szybko rozwijane w krajach na całym świecie.
Większość jednostek szczytowo-pompowych opracowanych na wczesnym etapie lub z wysokim spadkiem wody przyjmuje typ trójmaszynowy, to znaczy składają się one z silnika generatora, turbiny wodnej i pompy wodnej w układzie szeregowym.Jego zaletą jest to, że turbina i pompa wody są projektowane osobno, z których każda może mieć wyższą wydajność, a jednostka obraca się w tym samym kierunku podczas wytwarzania energii elektrycznej i pompowania wody i może szybko przejść z wytwarzania energii na pompowanie lub z pompowania na wytwarzanie energii.Jednocześnie turbina może być wykorzystana do uruchomienia jednostki.Jego wadą jest wysoki koszt i duża inwestycja w elektrownię.
Łopatki wirnika turbiny pompy o ukośnym przepływie można obracać i nadal ma dobrą wydajność roboczą, gdy zmienia się wysokość podnoszenia wody i obciążenie.Jednak ze względu na ograniczenia właściwości hydraulicznych i wytrzymałości materiału na początku lat 80. jego spad netto wynosił zaledwie 136,2 metra.(Japońska pierwsza elektrownia Takagen).W przypadku wyższych wysokości podnoszenia wymagane są turbiny pomp Francisa.
Elektrownia szczytowo-pompowa posiada zbiorniki górny i dolny.Pod warunkiem przechowywania tej samej energii, zwiększenie windy może zmniejszyć pojemność magazynu, zwiększyć prędkość jednostki i obniżyć koszty projektu.W związku z tym szybko rozwinęła się elektrownia wysokiego składowania energii powyżej 300 metrów.Turbina pompowo-pompowa Francisa z najwyższym na świecie spadkiem wody została zainstalowana w elektrowni Baina Basta w Jugosławii.rok od uruchomienia.Od XX wieku elektrownie wodne rozwijają się w kierunku wysokich parametrów i dużej mocy.Wraz ze wzrostem mocy cieplnej w systemie elektroenergetycznym i rozwojem energetyki jądrowej, w celu rozwiązania problemu rozsądnej regulacji szczytowej, oprócz energicznego rozwoju lub rozbudowy dużych elektrowni w głównych systemach wodnych, kraje na całym świecie aktywnie budują elektrownie szczytowo-pompowe, co skutkuje szybkim rozwojem turbin pompowych.
Jako maszyna energetyczna, która zamienia energię przepływu wody na obrotową energię mechaniczną, turbina wodna jest nieodzowną częścią hydrozespołu.W dzisiejszych czasach problem ochrony środowiska staje się coraz poważniejszy, wzrasta zastosowanie i promocja energetyki wodnej wykorzystującej czystą energię.Aby w pełni wykorzystać różne zasoby hydrauliczne, szerokie zainteresowanie wzbudziły również pływy, nizinne rzeki o bardzo niskim spadku, a nawet fale, co spowodowało szybki rozwój turbin rurowych i innych małych jednostek.
Czas publikacji: 23.03.-2022
