Ο υδροστρόβιλος είναι ένα είδος μηχανήματος στροβίλου σε μηχανήματα ρευστών. Ήδη από το 100 π.Χ. περίπου, γεννήθηκε το πρωτότυπο του υδροστροβίλου - ο υδροστρόβιλος. Εκείνη την εποχή, η κύρια λειτουργία του ήταν η κίνηση μηχανημάτων για την επεξεργασία σιτηρών και την άρδευση. Ο υδροστρόβιλος, ως μηχανική συσκευή που τροφοδοτείται από τη ροή του νερού, έχει εξελιχθεί στον σημερινό υδροστρόβιλο και το πεδίο εφαρμογής του έχει επίσης επεκταθεί. Τότε πού χρησιμοποιούνται κυρίως οι σύγχρονοι υδροστρόβιλοι;
Ο υδροστρόβιλος χρησιμοποιείται κυρίως για σταθμούς παραγωγής ενέργειας με αντλιοστάσια. Όταν το φορτίο του συστήματος ηλεκτρικής ενέργειας είναι χαμηλότερο από το βασικό φορτίο, μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως αντλία νερού για να χρησιμοποιήσει την πλεονάζουσα ισχύ παραγωγής ενέργειας για να αντλήσει νερό από την κατάντη δεξαμενή στην ανάντη δεξαμενή και να αποθηκεύσει ενέργεια με τη μορφή δυναμικής ενέργειας. Όταν το φορτίο του συστήματος είναι υψηλότερο από το βασικό φορτίο, μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως υδροστρόβιλος για να παράγει ηλεκτρική ενέργεια για να ρυθμίσει το μέγιστο φορτίο. Επομένως, ο καθαρός υδροστρόβιλος δεν μπορεί να αυξήσει την ισχύ του συστήματος ηλεκτρικής ενέργειας, αλλά μπορεί να βελτιώσει την οικονομία λειτουργίας των θερμικών μονάδων παραγωγής ενέργειας και τη συνολική απόδοση του συστήματος ηλεκτρικής ενέργειας. Από τη δεκαετία του 1950, οι μονάδες αποθήκευσης ενέργειας με αντλιοστάσια έχουν εκτιμηθεί ευρέως και έχουν αναπτυχθεί ραγδαία σε όλο τον κόσμο.
Οι μονάδες αντλιοταμίευσης που αναπτύσσονται σε πρώιμο στάδιο ή με υψηλό μανομετρικό ύψος υιοθετούν ως επί το πλείστον τους τρεις τύπους μηχανών, δηλαδή αποτελούνται από κινητήρα γεννήτριας, υδροστρόβιλο και αντλία νερού σε σειρά. Το πλεονέκτημά τους είναι ότι ο υδροστρόβιλος και η αντλία νερού σχεδιάζονται ξεχωριστά, γεγονός που μπορεί να έχει υψηλή απόδοση και η κατεύθυνση περιστροφής της μονάδας είναι η ίδια κατά την παραγωγή και την άντληση, η οποία μπορεί να μετατραπεί γρήγορα από παραγωγή ενέργειας σε άντληση ή από άντληση σε παραγωγή ενέργειας. Ταυτόχρονα, ο στρόβιλος μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την εκκίνηση της μονάδας. Τα μειονεκτήματά τους είναι το υψηλό κόστος και η μεγάλη επένδυση σε σταθμό παραγωγής ενέργειας.
Τα πτερύγια του κεκλιμένου δρομέα τουρμπίνας αντλίας ροής μπορούν να περιστρέφονται και να εξακολουθούν να έχουν καλή απόδοση λειτουργίας όταν αλλάζουν η υδρομετρική ικανότητα και το φορτίο. Ωστόσο, περιορισμένο από τα υδραυλικά χαρακτηριστικά και την αντοχή του υλικού, η μέγιστη υδρομετρική ικανότητα ήταν μόνο 136,2 m στις αρχές της δεκαετίας του 1980 (σταθμός παραγωγής ενέργειας Kogen Νο. 1 στην Ιαπωνία). Για υψηλότερες υδρομετρικές ικανότητες, απαιτούνται υδροστρόβιλοι Francis.
Ο σταθμός παραγωγής ενέργειας με αντλιοστάσια είναι εξοπλισμένος με άνω και κάτω δεξαμενές. Υπό την προϋπόθεση αποθήκευσης της ίδιας ενέργειας, η αύξηση του μανομετρικού ύψους μπορεί να μειώσει την χωρητικότητα αποθήκευσης, να αυξήσει την ταχύτητα της μονάδας και να μειώσει το κόστος του έργου. Επομένως, οι σταθμοί παραγωγής ενέργειας με υψηλή μανομετρική ύψος άνω των 300 μέτρων αναπτύσσονται ραγδαία. Ο στρόβιλος αντλίας Francis με το υψηλότερο μανομετρικό ύψος στον κόσμο είναι εγκατεστημένος στον σταθμό παραγωγής ενέργειας Beinabashta στη Γιουγκοσλαβία. Η ισχύς της ενιαίας μονάδας είναι 315 MW και το μανομετρικό ύψος του στροβίλου είναι 600,3 μέτρα. Η αντλία έχει μανομετρικό ύψος 623,1 m και ταχύτητα περιστροφής 428,6 R/min. Τέθηκε σε λειτουργία το 1977. Από τον 20ό αιώνα, οι υδροηλεκτρικές μονάδες αναπτύσσονται προς υψηλές παραμέτρους και μεγάλη χωρητικότητα. Με την αύξηση της δυναμικότητας καύσης στο σύστημα ηλεκτρικής ενέργειας και την ανάπτυξη της πυρηνικής ενέργειας, προκειμένου να λυθεί το πρόβλημα της λογικής μείωσης των αιχμών, χώρες σε όλο τον κόσμο κατασκευάζουν ενεργά σταθμούς παραγωγής ενέργειας με αντλιοστάσια, εκτός από την έντονη ανάπτυξη ή επέκταση μεγάλων σταθμών παραγωγής ενέργειας σε μεγάλα συστήματα ύδρευσης. Επομένως, οι στρόβιλοι αντλίας έχουν αναπτυχθεί ραγδαία.
Ως μηχανή ισχύος που μετατρέπει την ενέργεια της ροής του νερού σε περιστρεφόμενη μηχανική ενέργεια, ο υδροστρόβιλος αποτελεί αναπόσπαστο μέρος του σετ γεννητριών υδροστροβίλων. Στις μέρες μας, το πρόβλημα της προστασίας του περιβάλλοντος γίνεται ολοένα και πιο σοβαρό. Η υδροενέργεια, μια μέθοδος παραγωγής ενέργειας που χρησιμοποιεί καθαρή ενέργεια, αυξάνει την εφαρμογή και την προώθησή της. Προκειμένου να αξιοποιηθούν πλήρως οι διάφοροι υδραυλικοί πόροι, οι παλίρροιες, τα πεδινά ποτάμια με χαμηλή πτώση και ακόμη και τα κύματα έχουν επίσης προσελκύσει ευρεία προσοχή, γεγονός που οδήγησε στην ταχεία ανάπτυξη σωληνωτών στροβίλων και άλλων μικρών μονάδων.
Ώρα δημοσίευσης: 06 Απριλίου 2022
