Ֆրենսիս տուրբինի կիրառման շրջանակը

Ջրային տուրբինը հեղուկ մեքենաների մեջ տուրբինային մեխանիզմի տեսակ է: Մ.թ.ա. մոտ 100 թվականին ծնվել է ջրային տուրբինի նախատիպը՝ ջրային տուրբինը: Այդ ժամանակ հիմնական գործառույթը հացահատիկի մշակման և ոռոգման համար նախատեսված մեխանիզմների շարժումն էր: Ջրային տուրբինը, որպես ջրի հոսքով աշխատող մեխանիկական սարք, զարգացել է մինչև ներկայիս ջրային տուրբինը, և դրա կիրառման շրջանակը նույնպես ընդլայնվել է: Այդ դեպքում որտե՞ղ են հիմնականում օգտագործվում ժամանակակից ջրային տուրբինները:

Ջրային տուրբինը հիմնականում օգտագործվում է պոմպային կուտակիչ էլեկտրակայաններում: Երբ էներգահամակարգի բեռը ցածր է հիմնական բեռից, այն կարող է օգտագործվել որպես ջրային պոմպ՝ ավելորդ էլեկտրաէներգիայի արտադրության հզորությունն օգտագործելու համար՝ ջուրը ներքևի ջրամբարից վերևի ջրամբար մղելու և էներգիան պոտենցիալ էներգիայի տեսքով կուտակելու համար: Երբ համակարգի բեռը բարձր է հիմնական բեռից, այն կարող է օգտագործվել որպես ջրային տուրբին՝ էլեկտրաէներգիա արտադրելու համար՝ գագաթնակետային բեռը կարգավորելու համար: Հետևաբար, մաքուր պոմպային կուտակիչ էլեկտրակայանը չի կարող մեծացնել էներգահամակարգի հզորությունը, բայց կարող է բարելավել ջերմային էներգիայի արտադրության բլոկների շահագործման տնտեսողությունը և բարելավել էներգահամակարգի ընդհանուր արդյունավետությունը: 1950-ական թվականներից ի վեր պոմպային կուտակիչ բլոկները լայնորեն գնահատվել և արագ զարգացել են ամբողջ աշխարհում:

Վաղ փուլում մշակված կամ բարձր ջրի ճնշում ունեցող պոմպային կուտակիչ կայանները հիմնականում օգտագործում են երեք մեքենայական տեսակ, այսինքն՝ դրանք կազմված են գեներատորի շարժիչից, ջրային տուրբինից և հաջորդաբար միացված ջրային պոմպից։ Դրա առավելությունն այն է, որ ջրային տուրբինը և ջրային պոմպը նախագծված են առանձին, ինչը կարող է ունենալ բարձր արդյունավետություն, և կայանի պտտման ուղղությունը նույնն է արտադրության և պոմպման ժամանակ, ինչը կարող է արագ փոխակերպվել էլեկտրաէներգիայի արտադրությունից պոմպայինի կամ պոմպայինից էլեկտրաէներգիայի արտադրության։ Միևնույն ժամանակ, տուրբինը կարող է օգտագործվել կայանի մեկնարկի համար։ Դրա թերություններն են բարձր արժեքը և էլեկտրակայանի մեծ ներդրումները։

Թեք հոսքային պոմպային տուրբինի վազորդի շեղբերը կարող են պտտվել և պահպանել լավ աշխատանքային արդյունավետություն, երբ ջրի ճնշումը և բեռնվածությունը փոխվում են: Այնուամենայնիվ, հիդրավլիկ բնութագրերով և նյութի ամրությամբ սահմանափակված, դրա առավելագույն ջրի ճնշումը 1980-ականների սկզբին կազմել է ընդամենը 136.2 մ (Կոգենի թիվ 1 էլեկտրակայանը Ճապոնիայում): Ավելի բարձր ջրի ճնշումների համար անհրաժեշտ են Ֆրենսիս պոմպային տուրբիններ:

Պոմպային կուտակիչ էլեկտրակայանը հագեցած է վերին և ստորին ջրամբարներով: Նույն էներգիայի կուտակման դեպքում, ճնշման բարձրացումը կարող է նվազեցնել կուտակման հզորությունը, մեծացնել բլոկի արագությունը և նվազեցնել նախագծի արժեքը: Հետևաբար, 300 մետրից բարձր բարձրության վրա գտնվող էներգիայի կուտակիչ էլեկտրակայանները արագ զարգանում են: Հարավսլավիայի Բեյնաբաշտա էլեկտրակայանում տեղադրված է աշխարհում ամենաբարձր ջրային ճնշում ունեցող Ֆրենսիս պոմպային տուրբինը: Դրա մեկ բլոկի հզորությունը 315 ՄՎտ է, իսկ տուրբինի ջրային ճնշումը՝ 600.3 մետր: Պոմպն ունի 623.1 մ ճնշում և 428.6 պտույտ/րոպե պտտման արագություն: Այն շահագործման է հանձնվել 1977 թվականին: 20-րդ դարից ի վեր հիդրոէլեկտրակայանները զարգանում են բարձր պարամետրերով և մեծ հզորությամբ: Էներգետիկ համակարգում հրդեհային հզորության աճի և ատոմային էներգիայի զարգացման հետ մեկտեղ, ողջամիտ գագաթնակետային սափրման խնդիրը լուծելու համար, աշխարհի տարբեր երկրներ ակտիվորեն կառուցում են պոմպային կուտակիչ էլեկտրակայաններ, բացի խոշոր ջրային համակարգերում խոշորածավալ էլեկտրակայանների ակտիվ զարգացումից կամ ընդլայնումից: Հետևաբար, պոմպային տուրբինները արագ զարգացել են:

Որպես ջրի հոսքի էներգիան պտտվող մեխանիկական էներգիայի փոխակերպող հզոր մեքենա, ջրային տուրբինը ջրային տուրբին-գեներատորի անփոխարինելի մասն է կազմում։ Այսօր շրջակա միջավայրի պաշտպանության խնդիրը գնալով ավելի լուրջ է դառնում։ Հիդրոէներգիան՝ մաքուր էներգիա օգտագործող էներգիայի արտադրության մեթոդը, ընդլայնում է իր կիրառումը և առաջխաղացումը։ Տարբեր հիդրավլիկ ռեսուրսներից լիարժեք օգտվելու համար լայն ուշադրություն են գրավել նաև մակընթացությունները, ցածր անկումով հարթ գետերը և նույնիսկ ալիքները, ինչը հանգեցրել է խողովակաձև տուրբինների և այլ փոքր ագրեգատների արագ զարգացմանը։