A vízturbina egyfajta turbinagép a fluid gépekben. Már Kr. e. 100 körül megszületett a vízturbina prototípusa – a vízturbina. Abban az időben a fő funkció a gabonafeldolgozó és öntözőgépek meghajtása volt. A vízturbina, mint vízáramlás által hajtott mechanikus eszköz, a jelenlegi vízturbinává fejlődött, és alkalmazási köre is kibővült. Akkor hol használják elsősorban a modern vízturbinákat?
A vízturbinát 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, vízturbinaként használható villamos energia előállítására a csúcsterhelés szabályozására. Ezért a tisztán szivattyús energiatározós erőmű nem tudja növelni az energiarendszer teljesítményét, de javíthatja a hőerőmű-egységek üzemgazdaságosságát és az energiarendszer általános hatékonyságát. Az 1950-es évek óta a szivattyús energiatározó egységek széles körben elismertek és gyorsan fejlődtek világszerte.
A korai szakaszban kifejlesztett vagy nagy vízmagasságú szivattyús energiatároló egységek többnyire három géptípust alkalmaznak, azaz sorba kapcsolt generátormotorból, vízturbinából és vízszivattyúból állnak. Előnye, hogy a vízturbina és a vízszivattyú különállóan van kialakítva, ami nagy hatásfokot biztosít, és az egység forgásiránya azonos a termelés és a szivattyúzás során, ami gyorsan átalakítható energiatermelésről szivattyúzásra, vagy szivattyúzásról energiatermelésre. Ugyanakkor a turbina felhasználható az egység indítására is. Hátrányai a magas költségek és az erőművi nagy beruházási igények.
A ferde áramlású szivattyú turbina futóművének lapátjai foroghatnak, és továbbra is jó működési teljesítményt nyújtanak, amikor a vízoszlop és a terhelés változik. A hidraulikai jellemzők és az anyag szilárdsága miatt azonban a maximális vízoszlop az 1980-as évek elején mindössze 136,2 m volt (Kogen 1. számú erőmű Japánban). Nagyobb vízoszlopokhoz Francis szivattyúturbinákra van szükség.
A szivattyús-tározós erőmű felső és alsó tárolókkal van felszerelve. Azonos energia tárolásának feltétele mellett a nyomás növelése csökkentheti a tárolókapacitást, növelheti az egység sebességét és csökkentheti a projekt költségeit. Ezért a 300 méter feletti nagynyomású energiatároló erőművek gyorsan fejlődnek. A világ legnagyobb vízmagasságú Francis szivattyúturbináját a jugoszláviai Beinabashta erőműben telepítették. Egyetlen egység teljesítménye 315 MW, a turbina vízmagassága pedig 600,3 méter; A szivattyú nyomása 623,1 m, forgási sebessége pedig 428,6 R/perc. 1977-ben helyezték üzembe. A 20. század óta a vízerőművek a magas paraméterek és a nagy kapacitás felé fejlődnek. Az energiarendszer tűzkapacitásának növekedésével és az atomenergia fejlődésével, a csúcsteljesítmény csökkentésének problémájának megoldása érdekében a világ minden táján az országok aktívan építenek szivattyús-tározós erőműveket, emellett erőteljesen fejlesztenek vagy bővítenek nagyméretű erőműveket a nagyobb vízrendszerekben. Ezért a szivattyús turbinák gyorsan fejlődtek.
A vízturbina, mint erőgép, amely a víz áramlási energiáját forgó mechanikai energiává alakítja, nélkülözhetetlen része a vízturbina-generátoroknak. Napjainkban a környezetvédelem problémája egyre komolyabbá válik. A vízenergia, mint tiszta energiát felhasználó energiatermelési módszer, egyre nagyobb mértékben kerül alkalmazásra és népszerűsítésre. A különféle hidraulikai erőforrások teljes kihasználása érdekében az árapály, az 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. április 6.
