Veeturbiin on vedelike masinate turbiinliik. Juba umbes 100 eKr sündis veeturbiini prototüüp – veeturbiin. Sel ajal oli selle peamine ülesanne teravilja töötlemise ja niisutamise masinate käitamine. Veeturbiin kui veevooluga töötav mehaaniline seade on arenenud praeguseks veeturbiiniks ja selle rakendusala on samuti laienenud. Kus aga peamiselt kasutatakse tänapäevaseid veeturbiine?
Veeturbiini kasutatakse peamiselt pump-akumulatsioonelektrijaamades. Kui elektrisüsteemi koormus on madalam kui baaskoormus, saab seda kasutada veepumbana, et ära kasutada liigset elektritootmisvõimsust vee pumpamiseks allavoolu reservuaarist ülesvoolu reservuaari ja energia salvestamiseks potentsiaalse energia kujul; kui süsteemi koormus on suurem kui baaskoormus, saab seda kasutada veeturbiinina elektri tootmiseks tippkoormuse reguleerimiseks. Seega ei saa puhas pump-akumulatsioonelektrijaam suurendada elektrisüsteemi võimsust, kuid see võib parandada soojuselektrijaamade töö ökonoomsust ja elektrisüsteemi üldist efektiivsust. Alates 1950. aastatest on pump-akumulatsioonüksused laialdaselt hinnatud ja kiiresti arenenud kogu maailmas.
Varajases etapis või suure veesurvega pump-akumulatsiooniseadmed kasutavad enamasti kolme masinatüüpi, st need koosnevad järjestikku ühendatud generaatormootorist, veeturbiinist ja veepumbast. Selle eeliseks on see, et veeturbiin ja veepump on eraldi konstrueeritud, mis võib olla suure efektiivsusega, ning seadme pöörlemissuund on nii genereerimisel kui ka pumpamisel sama, mistõttu saab seda kiiresti ümber lülitada elektrienergia tootmiselt pumpamisele või pumpamiselt elektrienergia tootmisele. Samal ajal saab turbiini kasutada seadme käivitamiseks. Selle puudusteks on kõrge hind ja suured investeeringud elektrijaama.
Kaldvoolupumba turbiini labad saavad pöörelda ja säilitada hea töötulemuse ka siis, kui veesurve ja koormus muutuvad. Hüdrauliliste omaduste ja materjali tugevuse tõttu oli selle maksimaalne veesurve 1980. aastate alguses aga vaid 136,2 m (Kogeni nr 1 elektrijaam Jaapanis). Suuremate veesurvete jaoks on vaja Francise pumba turbiine.
Pumpelektrijaam on varustatud ülemise ja alumise reservuaariga. Sama energia salvestamise tingimustes võib rõhu suurendamine vähendada salvestusmahtu, suurendada seadme kiirust ja vähendada projekti maksumust. Seetõttu arenevad kiiresti üle 300 meetri kõrgused suure rõhuga energiasalvestuselektrijaamad. Jugoslaavias asuvas Beinabashta elektrijaamas on paigaldatud Francise pumpturbiin, millel on maailma suurim veesurve. Selle üksikseadme võimsus on 315 MW ja turbiini veesurve on 600,3 meetrit; pumba rõhu all on 623,1 m ja pöörlemiskiirus 428,6 p/min. See võeti kasutusele 1977. aastal. Alates 20. sajandist on hüdroenergiaüksused arenenud kõrgete parameetrite ja suure võimsuse poole. Elektrisüsteemi tulevõimsuse suurenemise ja tuumaenergia arenguga ning mõistliku tippkoormuse vähendamise probleemi lahendamiseks ehitavad riigid üle kogu maailma aktiivselt pumpelektrijaamu ning arendavad või laiendavad jõuliselt suuremahulisi elektrijaamu suuremates veesüsteemides. Seetõttu on pumpturbiinid kiiresti arenenud.
Veeturbiin on veeturbiingeneraatori komplekti lahutamatu osa, kuna see muundab veevoolu energia pöörlevaks mehaaniliseks energiaks. Tänapäeval muutub keskkonnakaitse probleem üha tõsisemaks. Hüdroenergia kui puhast energiat kasutav energiatootmismeetod suurendab oma rakendamist ja edendamist. Erinevate hüdrauliliste ressursside täielikuks ärakasutamiseks on laialdast tähelepanu pälvinud ka looded, madala langusega jõed ja ühtlased lained, mis on viinud torukujuliste turbiinide ja muude väikeste seadmete kiire arenguni.
Postituse aeg: 06.04.2022
