A vízturbina egy turbingép a folyadékgépészetben. Már Kr. e. 100 körül megszületett a vízturbina prototípusa, a vízkerék. Abban az időben a fő funkció a gabonafeldolgozó és öntözőgépek meghajtása volt. A vízkerék, mint a víz áramlását energiaként használó mechanikus eszköz, a jelenlegi vízturbinává fejlődött, és alkalmazási köre is kibővült. Hol használják főként a modern vízturbinákat?
A turbinákat főként szivattyús energiatározós erőművekben használják. Amikor az energiarendszer terhelése alacsonyabb, mint az alapterhelés, vízszivattyúként használható a felesleges energiatermelő kapacitás felhasználásával, hogy vizet szivattyúzzanak az alsó tárolóból a felső tárolóba, és energiát tároljanak potenciális energia formájában; amikor a rendszer terhelése magasabb, mint az alapterhelés, hidraulikus turbinaként használható, és áramot termel a csúcsterhelések szabályozására. Ezért a tisztán szivattyús energiatározós erőmű nem tudja növelni az energiarendszer teljesítményét, de javíthatja a hőerőmű-egységek üzemgazdaságosságát és az energiarendszer általános hatásfokát. Az 1950-es évek óta a szivattyús energiatározó egységek széles körben elismertek és gyorsan fejlődtek a világ számos országában.
A korai szakaszban kifejlesztett vagy nagy vízmagasságú szivattyús energiatároló egységek többsége háromgépes típust alkalmaz, azaz egy generátormotorból, egy vízturbinából és egy sorba kapcsolt vízszivattyúból állnak. Előnye, hogy a turbina és a vízszivattyú külön van kialakítva, így mindegyik nagyobb hatásfokkal rendelkezik, és az egység ugyanabba az irányba forog áramtermelés és vízszivattyúzás közben, így gyorsan át tud állni áramtermelésről szivattyúzásra, vagy szivattyúzásról áramtermelésre. Ugyanakkor a turbina az egység indítására is használható. Hátránya a magas költség és az erőművi beruházás nagysága.
A ferde áramlású szivattyúturbina futókerekének lapátjai forgathatók, és továbbra is jó üzemi teljesítményt nyújt a vízoszlop és a terhelés változása esetén. A hidraulikai jellemzők és az anyagszilárdság korlátozottsága miatt azonban az 1980-as évek elejére a nettó nyomás mindössze 136,2 méter volt. (Japán Takagen Első Erőmű) Nagyobb nyomáshoz Francis szivattyúturbinákra van szükség.
A szivattyús energiatározós erőmű felső és alsó tározókkal rendelkezik. Azonos energia tárolásának feltétele mellett a szállítási magasság növelése csökkentheti a tárolókapacitást, növelheti az egység sebességét és csökkentheti a projekt költségeit. Ezért a 300 méter feletti nagynyomású energiatározós erőművek gyorsan fejlődtek. A világ legnagyobb vízmagasságú Francis szivattyúturbináját a jugoszláviai Baina Basta Erőműben telepítették. 1910-ben üzembe helyezték. A 20. század óta a vízerőművek a magas paraméterek és a nagy kapacitás irányába fejlődnek. Az energiarendszer hőteljesítményének növekedésével és az atomenergia fejlődésével, az ésszerű csúcsidőszaki szabályozás problémájának megoldása érdekében, a nagyobb vízrendszerekben lévő nagyméretű erőművek erőteljes fejlesztése vagy bővítése mellett a világ országai aktívan építenek szivattyús energiatározós erőműveket, ami a szivattyús turbinák gyors fejlődéséhez vezet.
A víz áramlási energiáját forgó mechanikai energiává alakító erőgépként a vízturbina nélkülözhetetlen része a vízerőmű-aggregátnak. Napjainkban a környezetvédelem problémája egyre komolyabbá válik, és a tiszta energiát felhasználó vízenergia alkalmazása és népszerűsítése növekszik. A különféle hidraulikai erőforrások teljes kihasználása érdekében az árapály, a nagyon alacsony esésű sík folyók és az egyenletes hullámzás is széles körű figyelmet kapott, ami a csőturbinák és más kis egységek gyors fejlődéséhez vezetett.
Közzététel ideje: 2022. márc. 23.
