수차는 유체 기계의 한 종류인 터빈 기계입니다. 기원전 100년경에 수차의 원형인 수차가 탄생했습니다. 당시 주요 기능은 곡물 가공과 관개용 기계를 구동하는 것이었습니다. 물의 흐름으로 구동되는 기계 장치인 수차는 현재의 수차로 발전했으며, 그 응용 범위 또한 확대되었습니다. 그렇다면 현대 수차는 주로 어디에 사용됩니까?
수차는 주로 양수 발전소에 사용됩니다. 전력 계통의 부하가 기준 부하보다 낮을 때는 수차로 사용하여 잉여 발전 용량을 활용하여 하류 저수지의 물을 상류 저수지로 펌핑하여 위치 에너지 형태로 에너지를 저장할 수 있습니다. 계통 부하가 기저 부하보다 높을 때는 수차로 사용하여 최대 부하를 조절하는 발전이 가능합니다. 따라서 순수 양수 발전소는 전력 계통의 출력을 증가시킬 수는 없지만, 화력 발전 유닛의 운영 효율을 개선하고 전력 계통의 전반적인 효율을 향상시킬 수 있습니다. 1950년대 이후 양수 발전소는 전 세계적으로 널리 평가되고 빠르게 발전해 왔습니다.
초기 단계 또는 고낙차 양수기에 개발된 양수 장치는 대부분 삼중 기계식, 즉 발전기 모터, 수차, 수차 펌프가 직렬로 구성된 방식을 채택합니다. 이 방식의 장점은 수차와 수차 펌프가 별도로 설계되어 높은 효율을 얻을 수 있고, 발전과 양수 시 장치의 회전 방향이 동일하여 발전에서 양수로 또는 양수에서 발전으로 신속하게 전환할 수 있다는 것입니다. 또한, 터빈을 사용하여 장치를 기동할 수 있습니다. 단점으로는 비용이 많이 들고 발전소 투자가 많다는 것입니다.
경사류 펌프 터빈 러너의 블레이드는 회전이 가능하며 수두와 부하가 변하더라도 양호한 운전 성능을 유지합니다. 그러나 수리학적 특성과 재료 강도의 제약으로 인해 1980년대 초 최대 수두는 136.2m에 불과했습니다(일본 코겐 1호 발전소). 더 높은 수두를 위해서는 프랜시스 펌프 터빈이 필요합니다.
양수 발전소는 상부 및 하부 저수지를 갖추고 있습니다. 동일한 에너지를 저장하는 조건에서 양정을 높이면 저장 용량을 줄이고, 단위 속도를 높이며, 프로젝트 비용을 절감할 수 있습니다. 따라서 300m 이상의 고양정 에너지 저장 발전소가 빠르게 개발되고 있습니다. 세계에서 가장 높은 수두를 가진 프랜시스 펌프 터빈은 유고슬라비아의 베이나바슈타 발전소에 설치되어 있습니다. 단일 단위 출력은 315MW이고 터빈의 수두는 600.3m입니다. 펌프의 양정은 623.1m이고 회전 속도는 428.6R/min이며, 1977년에 가동되었습니다. 20세기 이후 수력 발전은 높은 매개변수와 대용량으로 발전해 왔습니다. 전력 시스템의 화력 발전 용량 증가와 원자력 발전의 발전으로 합리적인 피크 저감 문제를 해결하기 위해 전 세계 국가들은 주요 수계에 대규모 발전소를 적극적으로 개발하거나 확장하는 것 외에도 양수 발전소를 적극적으로 건설하고 있습니다. 따라서 펌프 터빈이 급속히 발전하게 되었다.
수차는 물의 흐름 에너지를 회전하는 기계 에너지로 변환하는 동력 장치로서 수차 발전기 세트의 필수 요소입니다. 오늘날 환경 보호 문제가 점점 더 심각해지고 있습니다. 청정 에너지를 이용한 발전 방식인 수력 발전은 그 응용 및 홍보가 확대되고 있습니다. 다양한 수력 자원을 최대한 활용하기 위해 조수, 낙차가 낮은 평야 하천, 심지어 파도까지 다양한 수력 자원이 널리 주목을 받고 있으며, 이로 인해 관형 터빈과 기타 소형 장치가 빠르게 발전하고 있습니다.
게시 시간: 2022년 4월 6일
