Vandturbiner er en slags turbinemaskineri i fluidmaskineri. Så tidligt som omkring 100 f.Kr. blev prototypen på vandturbinen – vandturbinen – født. På det tidspunkt var hovedfunktionen at drive maskiner til kornforarbejdning og kunstvanding. Vandturbiner, som en mekanisk anordning drevet af vandstrøm, har udviklet sig til den nuværende vandturbine, og dens anvendelsesområde er også blevet udvidet. Hvor anvendes moderne vandturbiner så primært?
Vandturbinen bruges hovedsageligt til pumpekraftværker. Når belastningen på elsystemet er lavere end grundbelastningen, kan den bruges som en vandpumpe til at udnytte den overskydende kraftproduktionskapacitet til at pumpe vand fra det nedstrøms reservoir til det opstrøms reservoir og lagre energi i form af potentiel energi. Når systembelastningen er højere end grundbelastningen, kan den bruges som en vandturbine til at generere elektricitet for at justere spidsbelastningen. Derfor kan rene pumpekraftværker ikke øge elsystemets effekt, men de kan forbedre driftsøkonomien for termiske kraftværker og forbedre elsystemets samlede effektivitet. Siden 1950'erne har pumpekraftværker været bredt værdsat og udviklet sig hurtigt over hele verden.
Pumpelagringsenheder, der er udviklet i den tidlige fase eller med høj vandsøjle, anvender for det meste tre maskintyper, dvs. de er sammensat af en generatormotor, en vandturbine og en vandpumpe i serie. Fordelen er, at vandturbinen og vandpumpen er designet separat, hvilket kan have høj effektivitet, og enhedens rotationsretning er den samme under generering og pumpning, hvilket hurtigt kan omstilles fra kraftproduktion til pumpning eller fra pumpning til kraftproduktion. Samtidig kan turbinen bruges til at starte enheden. Ulemperne er høje omkostninger og store investeringer i kraftværker.
Vingerne på den skråpumpende turbineløber kan rotere og stadig have god driftsydelse, når vandsøjlen og belastningen ændrer sig. Begrænset af de hydrauliske egenskaber og materialets styrke var dens maksimale vandsøjle dog kun 136,2 m i begyndelsen af 1980'erne (Kogen nr. 1 kraftværk i Japan). For højere vandsøjler kræves Francis-pumpeturbiner.
Pumpekraftværket er udstyret med øvre og nedre reservoirer. Under forudsætning af at lagre den samme energi kan en forøgelse af løftehøjden reducere lagerkapaciteten, øge enhedshastigheden og reducere projektomkostningerne. Derfor udvikles kraftværker med høj løftehøjde over 300 meter hurtigt. Francis-pumpeturbinen med verdens højeste vandsøjle er installeret på Beinabashta-kraftværket i Jugoslavien. Dens enhedseffekt er 315 MW, og turbinens vandsøjle er 600,3 meter. Pumpen har et løftehøjde på 623,1 m og en rotationshastighed på 428,6 o/min. Den blev taget i brug i 1977. Siden det 20. århundrede har vandkraftværker udviklet sig mod høje parametre og stor kapacitet. Med stigningen i elsystemets ildkapacitet og udviklingen af atomkraft, for at løse problemet med rimelig spidsafskrabning, bygger lande over hele verden aktivt pumpekraftværker ud over kraftig udvikling eller udvidelse af store kraftværker i større vandsystemer. Derfor har pumpeturbiner udviklet sig hurtigt.
Som en kraftmaskine, der omdanner energien fra vandstrømmen til roterende mekanisk energi, er vandturbinen en uundværlig del af et vandturbinegeneratorsæt. I dag bliver problemet med miljøbeskyttelse mere og mere alvorligt. Vandkraft, en kraftproduktionsmetode, der bruger ren energi, bliver i stigende grad anvendt og promoveret. For at udnytte forskellige hydrauliske ressourcer fuldt ud har tidevand, sløve floder med lavt fald og jævne bølger også tiltrukket sig udbredt opmærksomhed, hvilket har ført til den hurtige udvikling af rørformede turbiner og andre små enheder.
Opslagstidspunkt: 6. april 2022
