Pelton turbin

Skopturbin (jet-skopturbin) - aktiv hydraulisk turbin som används vid mycket höga tryck. Även allmänt känd som "Pelton-turbinen" efter den amerikanske uppfinnaren Lester A. Pelton .

Peltonturbiner skiljer sig strukturellt mycket från de vanligaste jetturbinerna ( radial-axial , roterande blad), där pumphjulet är i vattenflödet. I skopturbiner tillförs vatten genom munstycken tangentiellt till en cirkel som går genom skopans mitt. Samtidigt bildar vatten, som passerar genom munstycket, en jet som flyger i hög hastighet och träffar turbinbladet, varefter hjulet vrids och utför arbete. Efter avböjningen av ett blad ersätts ett annat under strålen. Processen att använda strålens energi sker vid atmosfärstryck, och produktionen av energi sker endast på bekostnad av vattnets kinetiska energi. Turbinbladen är bikonkava med ett vasst blad i mitten; bladets uppgift är att dela vattenstrålen för att bättre använda energi och förhindra snabb förstörelse av klingorna. Upp till 40 blad kan installeras på pumphjulet.

Fläkthjulet med blad kan monteras på både horisontella och vertikala axlar [1] [2] . Med ett horisontellt axelarrangemang kan upp till två munstycken levereras till varje pumphjul; eftersom genomströmningen av varje munstycke är begränsad, vid höga vattenflöden, installeras två pumphjul på en axel eller så används en vertikal turbin. Upp till sex munstycken kan levereras till den senare. Vattenflödet från munstyckena beror på trycket och kan nå betydande värden, i storleksordningen 500–600 km/h. Turbinens rotationshastighet är också mycket hög, upp till 3000 rpm.

Ett patent på en skopturbin utfärdades till den amerikanske ingenjören A. Pelton 1889 [3] .

Peltons hydrauliska turbiner används vid fallhöjder över 200 meter (oftast 300-500 meter eller mer), vid flödeshastigheter upp till 100 m³/s. Effekten hos de största skopturbinerna kan nå 200-250 MW och mer. Vid tryck upp till 700 meter konkurrerar skopturbiner med radiella axiala, vid högre tryck har deras användning inget alternativ [4] . Som regel byggs HPP med skopturbiner enligt avledningsschemat , eftersom det är problematiskt att få så betydande tryck med hjälp av en damm.

Peltonturbiner används mycket ofta i små vattenkraftverk byggda på små floder med stora fall i bergsområden.

Fördelarna med skopturbiner är möjligheten att använda mycket höga tryckhöjder, samt låga vattenflöden. Nackdelarna med turbinen är ineffektivitet vid låga tryck, omöjligheten att användas som pump, höga krav på kvaliteten på det tillförda vattnet (olika inneslutningar, som sand, orsakar snabbt slitage på turbinen).

Världens största Pelton-turbiner installeras vid Biedrons vattenkraftverk i Schweiz , med en kapacitet på 423 MW. Samma vattenkraftverk innehar världsrekordet i fråga om tryckkraft på vattenkraftverk, vilket är 1 869 m. Innan detta vattenkraftverk togs i drift 1998, under 40 år, hade det österrikiska vattenkraftverket Reißeck ledningen när det gäller huvud - 1 773 m.

Ryskt vattenkraftverk med skopvattenturbiner

Peltonturbiner har ännu inte funnit någon bred tillämpning i praktiken av rysk vattenkraftkonstruktion på grund av det befintliga fokuset på konstruktion av övervägande låg- och medeltryckskraftverk. Från och med 2022 har en stor och fem små HPP med skopturbiner byggts.

• Zaramagskaya HPP-1 . Det största operativa vattenkraftverket i Ryssland med skopvattenkraftverk. Stationen ligger vid Ardonfloden i Norra Ossetien , som togs i drift 2019. Vattenkraftverkets effekt är 346 MW, 2 vattenkraftverk är installerade i stationsbyggnaden, med en höjd av 619 m.
• Gizeldon vattenkraftverk . Lanserades på Gizeldonfloden 1934 , ett av de äldsta vattenkraftverken i Ryssland. Effekten av HPP är 22,94 MW, fyra horisontella hydrauliska enheter är installerade i stationsbyggnaden, som arbetar med en höjd av 289 m.
• Kurushskaya vattenkraftverk . Lanserades på Usukhchayfloden 1951 . Effekten av HPP är 0,48 MW, två importerade horisontella hydrauliska enheter är installerade i stationsbyggnaden.
• Malaya Krasnopolyanskaya HPP . Lanserades på Beshenkafloden 2005 . HPP-kapaciteten är 1,5 MW, 1 horisontell hydraulenhet är installerad i stationsbyggnaden.
• HPP "Jazator" . Lanserades på Tyunfloden 2007 . Effekten av HPP är 0,63 MW, två horisontella hydrauliska enheter är installerade i stationsbyggnaden, som arbetar på en höjd av 140 m.
• Fasnal vattenkraftverk . Stationen ligger vid Songutidonfloden i Norra Ossetien , som sjösattes 2009 . Vattenkraftverkets effekt är 6,4 MW, 4 vattenkraftsaggregat är installerade i stationsbyggnaden, varav tre är radiella axiella och en horisontell skopa.

Användningen av skopturbiner planeras också i Verkhnebaksanskaya HPP-projektet.

HPPs i Kazakstan med skopturbiner

• Verkhne-Almatinskaya HPP . Stationen ligger vid floden. Bolshaya Almatinka , lanserad 1953 . Vattenkraftverkets effekt är 15,6 MW, 3 vattenkraftverk är installerade i stationsbyggnaden, med en höjd av 581 m.
• Almaty HPP nr 2 . Stationen ligger vid floden. Bolshaya Almatinka, lanserad 1959 . Vattenkraftverkets effekt är 14,3 MW, 3 vattenkraftverk är installerade i stationsbyggnaden, som arbetar på en höjd av 516 m.
• Moinak vattenkraftverk . Stationen ligger vid floden. Charyn , har varit under uppbyggnad sedan 1985 , färdigställande av bygget är planerat till 2011. Den planerade kapaciteten för HPP är 300 MW, 2 vattenkraftverk som arbetar med en höjd av cirka 500 m bör installeras i stationsbyggnaden.

HPPs i Armenien med skopturbiner

• Tatev vattenkraftverk . Stationen ligger vid floden Vorotan . Det finns 3 vertikala hydrauliska enheter installerade i HPP-byggnaden, som arbetar med en höjd av 569 m.
• HPP Yeghesis. HPP-byggnaden inrymmer två vertikala hydrauliska enheter med en kapacitet på 6,46 MW vardera, med en höjd av 250 m. Stationen togs i drift 2006 [5] .

HPP of Georgia med skovelturbiner

• Khrami HPP-1 . Stationen ligger vid floden Khrami . HPP-kapacitet - 112,5 MW. Det finns 3 vertikala hydrauliska enheter installerade i HPP-byggnaden, som arbetar med en designhöjd på 370 m (max - 420 m).
• Shaori vattenkraftverk . Stationen ligger vid Shaorifloden . HPP-kapacitet - 40 MW. I HPP-byggnaden är 4 vertikala tvåmunstyckshydraulikenheter installerade, som arbetar med en designhöjd på 478 m (max - 538 m).
• Bzhuzhskaya vattenkraftverk . Stationen ligger vid Bzhuzha- floden . HPP-kapacitet - 12,24 MW. I HPP-byggnaden är 3 horisontella hydraulenheter med två munstycken installerade, som arbetar med en designhöjd på 291 m (max - 300 m).

Se även

• Radial-axiell turbin (Francis turbin)
• Kaplan turbin
• Tvärflödesturbin (Bankey-Mitchell-Ossberger-turbin)

Anteckningar

1. ↑ 14.2. Turbiner och deras installation i HPP-byggnader, 14.2.1. Aktiva turbiner arkiverade 21 juni 2015 vid Wayback Machine / Hydraulic Engineering and Land Reclamation
2. ↑ Hydraulisk turbin med skopa // Great Soviet Encyclopedia  : [i 30 volymer]  / kap. ed. A. M. Prokhorov . - 3:e uppl. - M .  : Soviet Encyclopedia, 1969-1978.
3. ↑ BUCKET HYDROTURBINE: BES (otillgänglig länk) . Tillträdesdatum: 21 januari 2009. Arkiverad från originalet den 2 juni 2007. (obestämd) 
4. ↑ Officiell webbplats för OJSC Power Machines / Produkter / Utrustning för produktion av el / Utrustning för vattenkraftverk / Hydrauliska turbiner (otillgänglig länk) . Tillträdesdatum: 21 januari 2009. Arkiverad från originalet den 28 december 2005. (obestämd) 
5. ↑ Mavel-produkter . Hämtad 26 mars 2011. Arkiverad från originalet 20 mars 2011. (obestämd)

Ordböcker och uppslagsverk	Stor norsk Stor ryss Britannica (online)
I bibliografiska kataloger	GND : 4304689-7 NKC : ph162644