Водяная турбина — это вид турбинного оборудования в гидротехнике. Еще около 100 г. до н. э. появился прототип водяной турбины — водяная турбина. В то время основной функцией был привод машин для обработки зерна и орошения. Водяная турбина, как механическое устройство, приводимое в действие потоком воды, развилась до нынешней водяной турбины, и сфера ее применения также была расширена. Где же в основном используются современные водяные турбины?
Водяная турбина в основном используется для гидроаккумулирующей электростанции. Когда нагрузка энергосистемы ниже базовой нагрузки, ее можно использовать в качестве водяного насоса для использования избыточной мощности генерации электроэнергии для перекачки воды из нижнего водохранилища в верхнее водохранилище и хранения энергии в форме потенциальной энергии; Когда нагрузка системы выше базовой нагрузки, ее можно использовать в качестве водяной турбины для выработки электроэнергии для регулировки пиковой нагрузки. Таким образом, чистая гидроаккумулирующая электростанция не может увеличить мощность энергосистемы, но может улучшить экономичность эксплуатации тепловых энергоблоков и повысить общую эффективность энергосистемы. С 1950-х годов гидроаккумулирующие установки широко ценились и быстро развивались во всем мире.
Гидроаккумулирующие установки, разработанные на ранней стадии или с высоким напором воды, в основном используют тип трех машин, то есть они состоят из двигателя-генератора, водяной турбины и водяного насоса последовательно. Его преимущество заключается в том, что водяная турбина и водяной насос спроектированы отдельно, что может иметь высокую эффективность, а направление вращения агрегата одинаково при генерации и перекачке, что позволяет быстро переходить от выработки электроэнергии к перекачке или от перекачки к выработке электроэнергии. В то же время турбина может использоваться для запуска агрегата. Его недостатками являются высокая стоимость и большие инвестиции в электростанцию.
Лопасти ротора турбины наклонного насоса могут вращаться и при этом сохранять хорошие эксплуатационные характеристики при изменении напора воды и нагрузки. Однако, из-за ограничений гидравлических характеристик и прочности материала, максимальный напор воды в начале 1980-х годов составлял всего 136,2 м (электростанция Коген № 1 в Японии). Для более высоких напоров воды требуются турбины насоса Фрэнсиса.
Гидроаккумулирующая электростанция оснащена верхним и нижним резервуарами. При условии хранения той же энергии увеличение напора может уменьшить емкость хранилища, увеличить скорость агрегата и снизить стоимость проекта. Поэтому электростанции с высоким напором свыше 300 метров быстро развиваются. Турбина насоса Фрэнсиса с самым высоким напором воды в мире установлена на электростанции Бейнабашта в Югославии. Ее единичная мощность составляет 315 МВт, а напор воды турбины составляет 600,3 метра; Насос имеет напор 623,1 м и скорость вращения 428,6 об / мин. Он был введен в эксплуатацию в 1977 году. С 20-го века гидроагрегаты развиваются в направлении высоких параметров и большой мощности. С ростом огневой мощности в энергосистеме и развитием ядерной энергетики, чтобы решить проблему разумного сглаживания пиков, страны во всем мире активно строят гидроаккумулирующие электростанции в дополнение к энергичному развитию или расширению крупных электростанций в основных водных системах. Поэтому турбинные насосы получили быстрое развитие.
Как энергетическая машина, преобразующая энергию потока воды в вращательную механическую энергию, водяная турбина является незаменимой частью в установке водяной турбины-генератора. В настоящее время проблема защиты окружающей среды становится все более серьезной. Гидроэнергетика, метод производства электроэнергии с использованием чистой энергии, все больше находит применение и популяризацию. Для того чтобы в полной мере использовать различные гидравлические ресурсы, приливы, равнинные реки с низким падением и даже волны также привлекли широкое внимание, что привело к быстрому развитию трубчатых турбин и других небольших агрегатов.
Время публикации: 06.04.2022
