Ковшовая турбина
Ковшо́вая турби́на (струйно-ковшовая турбина) — активная гидравлическая турбина, используемая при очень больших напорах. Широко известна также как «турбина Пелтона» в честь американского изобретателя [англ.].
Ковшовые турбины конструктивно сильно отличаются от наиболее распространённых реактивных гидротурбин (радиально-осевых, поворотно-лопастных), у которых рабочее колесо находится в потоке воды. В ковшовых турбинах вода подаётся через сопла по касательной к окружности, проходящей через середину ковша. При этом вода, проходя через сопло, формирует струю, летящую с большой скоростью и ударяющую о лопатку турбины, после чего колесо проворачивается, совершая работу. После отклонения одной лопатки под струю подставляется другая. Процесс использования энергии струи происходит при атмосферном давлении, а производство энергии осуществляется только за счёт кинетической энергии воды. Лопатки турбины имеют двояковогнутую форму с острым лезвием посередине; задача лезвия — разделять струю воды с целью лучшего использования энергии и предотвращения быстрого разрушения лопаток. На рабочем колесе может быть установлено до 40 лопаток.
Рабочее колесо с лопатками может быть установлено как на горизонтальном, так и на вертикальном валу. При горизонтальном расположении вала, к каждому рабочему колесу может подводиться до двух форсунок; поскольку пропускная способность каждой форсунки ограничена, при больших расходах воды применяют установку на одном валу двух рабочих колёс либо используют вертикальную турбину. К последней может подводиться до шести форсунок. Скорость потока воды из форсунок зависит от напора и может достигать значительных величин, порядка 500—600 км/ч. Скорость вращения турбины также весьма велика, до 3000 об.мин.
Патент на ковшовую турбину был выдан американскому инженеру А. Пелтону в 1889 году.
Ковшовые гидротурбины применяются при напорах более 200 метров (чаще всего 300—500 метров и более), при расходах до 100 м³/с. Мощность наиболее крупных ковшовых турбин может достигать 200—250 МВт и более. При напорах до 700 метров ковшовые турбины конкурируют с радиально-осевыми, при бо́льших напорах их использование безальтернативно. Как правило, ГЭС с ковшовыми турбинами построены по деривационной схеме, поскольку получить столь значительные напоры при помощи плотины проблематично.
Ковшовые турбины очень часто применяются на малых ГЭС, сооружаемых на небольших реках с большими падениями в горных районах.
Преимуществами ковшовых турбин является возможность использования очень больших напоров, а также небольших расходов воды. Недостатки турбины — неэффективность при небольших напорах, невозможность использования как насоса, высокие требования к качеству подаваемой воды (различные включения, такие как песок, вызывают быстрый износ рабочего колеса турбины).
Крупнейшие в мире ковшовые турбины установлены на швейцарской ГЭС Бьедрон, их мощность составляет 423 МВт. Эта же ГЭС является мировым рекордсменом по напору на гидроагрегатах, составляющему 1 869 м. До ввода этой ГЭС в 1998 году, в течение 40 лет первенство по напору принадлежало австрийской ГЭС (Reißeck) — 1773 м.
ГЭС России с ковшовыми гидротурбинами
В практике российского гидроэнергостроительства ковшовые турбины пока не нашли широкого применения по причине существовавшей ориентации на строительство преимущественно низко- и средненапорных ГЭС. По состоянию на 2022 год, построены одна крупная и пять малых ГЭС с ковшовыми турбинами.
- Зарамагская ГЭС-1. Крупнейшая действующая ГЭС в России с ковшовыми гидроагрегатами. Станция расположена на реке Ардон в Северной Осетии, введена в эксплуатацию в 2019 году. Мощность ГЭС — 346 МВт, в здании станции установлены 2 гидроагрегата, работающих при напоре 619 м.
- Гизельдонская ГЭС. Пущена на реке Гизельдон в 1934 году, одна из старейших ГЭС России. Мощность ГЭС — 22,94 МВт, в здании станции установлено четыре горизонтальных гидроагрегата, работающих при напоре 289 м.
- Курушская ГЭС. Пущена на реке Усухчай в 1951 году. Мощность ГЭС — 0,48 МВт, в здании станции установлено два горизонтальных гидроагрегата импортного производства.
- Малая Краснополянская ГЭС. Пущена на реке Бешенка в 2005 году. Мощность ГЭС — 1,5 МВт, в здании станции установлен 1 горизонтальный гидроагрегат.
- ГЭС «Джазатор». Пущена на реке Тюнь в 2007 году. Мощность ГЭС — 0,63 МВт, в здании станции установлено два горизонтальных гидроагрегата, работающих на напоре 140 м.
- Фаснальская ГЭС. Станция расположена на реке Сонгутидон в Северной Осетии, пущена в 2009 году. Мощность ГЭС — 6,4 МВт, в здании станции установлены 4 гидроагрегата, из них три радиально-осевых и один горизонтальный ковшовый.
Применение ковшовых турбин также планируется в проекте Верхнебаксанской ГЭС.
Планирующиеся ГЭС России с ковшовыми гидротурбинами
В настоящее время в России строится малая ГЭС «Барс» на высоком напоре (200 м) с использованием ковшовых гидротурбин. Также ведётся проектирование 6-ти 11-16 также с использованием ковшовых гидротурбин. Локализацию производства и поставки гидротурбин ковшового типа на МГЭС «Барс» и Самурские МГЭС обеспечивает российско-китайская компания «».
ГЭС Казахстана с ковшовыми турбинами
- Верхне-Алматинская ГЭС. Станция расположена на р. Большая Алматинка, пущена в 1953 году. Мощность ГЭС — 15,6 МВт, в здании станции установлено 3 гидроагрегата, работающих при напоре 581 м.
- Алматинская ГЭС № 2. Станция расположена на р. Большая Алматинка, пущена в 1959 году. Мощность ГЭС — 14,3 МВт, в здании станции установлены 3 гидроагрегата, работающих при напоре 516 м.
- Мойнакская ГЭС. Станция расположена на р. Чарын, находится в стадии строительства с 1985 года, окончание строительства намечено на 2011 год. Планируемая мощность ГЭС — 300 МВт, в здании станции должны быть установлены 2 гидроагрегата, работающих при напоре около 500 м.
ГЭС Армении с ковшовыми турбинами
- Татевская ГЭС. Станция расположена на реке Воротан. В здании ГЭС установлено 3 вертикальных гидроагрегата, работающих при напоре 569 м.
- ГЭС Yeghesis. В здании ГЭС размещены два вертикальных гидроагрегата мощностью по 6,46 МВт, работающих на напоре 250 м. Станция введена в эксплуатацию в 2006 году.
ГЭС Грузии с ковшовыми турбинами
- Храми ГЭС-1. Станция расположена на реке Храми. Мощность ГЭС — 112,5 МВт. В здании ГЭС установлено 3 вертикальных гидроагрегата, работающих при расчётном напоре 370 м (максимальный — 420 м).
- Шаори ГЭС. Станция расположена на реке Шаори. Мощность ГЭС — 40 МВт. В здании ГЭС установлено 4 вертикальных двухсопловых гидроагрегата, работающих при расчётном напоре 478 м (максимальный — 538 м).
- Бжужская ГЭС. Станция расположена на реке . Мощность ГЭС — 12,24 МВт. В здании ГЭС установлено 3 горизонтальных двухсопловых гидроагрегата, работающих при расчётном напоре 291 м (максимальный — 300 м).
См. также
- Радиально-осевая турбина (турбина Френсиса)
- Поворотно-лопастная турбина
- Турбина поперечного потока ( турбина Банки-Митчелла-Оссбергера)
Примечания
- 14.2. Турбины и их установка в зданиях ГЭС, 14.2.1. Активные турбины Архивная копия от 21 июня 2015 на Wayback Machine / Гидротехника и Мелиорация
- Ковшовая гидротурбина // Большая советская энциклопедия : [в 30 т.] / гл. ред. А. М. Прохоров. — 3-е изд. — М. : Советская энциклопедия, 1969—1978.
- КОВШОВАЯ ГИДРОТУРБИНА : БЭС. Дата обращения: 21 января 2009. Архивировано из оригинала 2 июня 2007 года.
- Официальный сайт компании ОАО «Силовые машины» / Продукция / Оборудование для производства электроэнергии / Оборудование для ГЭС / Гидравлические турбины. Дата обращения: 21 января 2009. Архивировано из оригинала 28 декабря 2005 года.
- В Северной Осетии планируется строительство малой ГЭС в горах — Деловой Подход (27 октября 2023). Дата обращения: 10 января 2024. Архивировано 10 января 2024 года.
- Самурские МГЭС. ecoenergy.group. Дата обращения: 10 января 2024. Архивировано 6 января 2024 года.
- ria. В Дагестане создают производство гидроагрегатов для малых ГЭС - РИА Дербент. Новости Дагестана (19 ноября 2023). Дата обращения: 10 января 2024. Архивировано 6 января 2024 года.
- Mavel Products. Дата обращения: 26 марта 2011. Архивировано 20 марта 2011 года.
Википедия, чтение, книга, библиотека, поиск, нажмите, истории, книги, статьи, wikipedia, учить, информация, история, скачать, скачать бесплатно, mp3, видео, mp4, 3gp, jpg, jpeg, gif, png, картинка, музыка, песня, фильм, игра, игры, мобильный, телефон, Android, iOS, apple, мобильный телефон, Samsung, iphone, xiomi, xiaomi, redmi, honor, oppo, nokia, sonya, mi, ПК, web, Сеть, компьютер, Информация о Ковшовая турбина, Что такое Ковшовая турбина? Что означает Ковшовая турбина?
Kovsho vaya turbi na strujno kovshovaya turbina aktivnaya gidravlicheskaya turbina ispolzuemaya pri ochen bolshih naporah Shiroko izvestna takzhe kak turbina Peltona v chest amerikanskogo izobretatelya angl Ustrojstvo vertikalnoj kovshovoj turbiny predostavleno Voith Siemens Rabochee koleso kovshovoj turbiny Kovshovye turbiny konstruktivno silno otlichayutsya ot naibolee rasprostranyonnyh reaktivnyh gidroturbin radialno osevyh povorotno lopastnyh u kotoryh rabochee koleso nahoditsya v potoke vody V kovshovyh turbinah voda podayotsya cherez sopla po kasatelnoj k okruzhnosti prohodyashej cherez seredinu kovsha Pri etom voda prohodya cherez soplo formiruet struyu letyashuyu s bolshoj skorostyu i udaryayushuyu o lopatku turbiny posle chego koleso provorachivaetsya sovershaya rabotu Posle otkloneniya odnoj lopatki pod struyu podstavlyaetsya drugaya Process ispolzovaniya energii strui proishodit pri atmosfernom davlenii a proizvodstvo energii osushestvlyaetsya tolko za schyot kineticheskoj energii vody Lopatki turbiny imeyut dvoyakovognutuyu formu s ostrym lezviem poseredine zadacha lezviya razdelyat struyu vody s celyu luchshego ispolzovaniya energii i predotvrasheniya bystrogo razrusheniya lopatok Na rabochem kolese mozhet byt ustanovleno do 40 lopatok Rabochee koleso s lopatkami mozhet byt ustanovleno kak na gorizontalnom tak i na vertikalnom valu Pri gorizontalnom raspolozhenii vala k kazhdomu rabochemu kolesu mozhet podvoditsya do dvuh forsunok poskolku propusknaya sposobnost kazhdoj forsunki ogranichena pri bolshih rashodah vody primenyayut ustanovku na odnom valu dvuh rabochih kolyos libo ispolzuyut vertikalnuyu turbinu K poslednej mozhet podvoditsya do shesti forsunok Skorost potoka vody iz forsunok zavisit ot napora i mozhet dostigat znachitelnyh velichin poryadka 500 600 km ch Skorost vrasheniya turbiny takzhe vesma velika do 3000 ob min Odin iz patentov Peltona 1880Shema osnovnogo principa raboty kovshej turbinyGorizontalnaya dvuhkolyosnaya kovshovaya turbina Patent na kovshovuyu turbinu byl vydan amerikanskomu inzheneru A Peltonu v 1889 godu Kovshovye gidroturbiny primenyayutsya pri naporah bolee 200 metrov chashe vsego 300 500 metrov i bolee pri rashodah do 100 m s Moshnost naibolee krupnyh kovshovyh turbin mozhet dostigat 200 250 MVt i bolee Pri naporah do 700 metrov kovshovye turbiny konkuriruyut s radialno osevymi pri bo lshih naporah ih ispolzovanie bezalternativno Kak pravilo GES s kovshovymi turbinami postroeny po derivacionnoj sheme poskolku poluchit stol znachitelnye napory pri pomoshi plotiny problematichno Kovshovye turbiny ochen chasto primenyayutsya na malyh GES sooruzhaemyh na nebolshih rekah s bolshimi padeniyami v gornyh rajonah Preimushestvami kovshovyh turbin yavlyaetsya vozmozhnost ispolzovaniya ochen bolshih naporov a takzhe nebolshih rashodov vody Nedostatki turbiny neeffektivnost pri nebolshih naporah nevozmozhnost ispolzovaniya kak nasosa vysokie trebovaniya k kachestvu podavaemoj vody razlichnye vklyucheniya takie kak pesok vyzyvayut bystryj iznos rabochego kolesa turbiny Krupnejshie v mire kovshovye turbiny ustanovleny na shvejcarskoj GES Bedron ih moshnost sostavlyaet 423 MVt Eta zhe GES yavlyaetsya mirovym rekordsmenom po naporu na gidroagregatah sostavlyayushemu 1 869 m Do vvoda etoj GES v 1998 godu v techenie 40 let pervenstvo po naporu prinadlezhalo avstrijskoj GES Reisseck 1773 m GES Rossii s kovshovymi gidroturbinamiV praktike rossijskogo gidroenergostroitelstva kovshovye turbiny poka ne nashli shirokogo primeneniya po prichine sushestvovavshej orientacii na stroitelstvo preimushestvenno nizko i srednenapornyh GES Po sostoyaniyu na 2022 god postroeny odna krupnaya i pyat malyh GES s kovshovymi turbinami Zaramagskaya GES 1 Krupnejshaya dejstvuyushaya GES v Rossii s kovshovymi gidroagregatami Stanciya raspolozhena na reke Ardon v Severnoj Osetii vvedena v ekspluataciyu v 2019 godu Moshnost GES 346 MVt v zdanii stancii ustanovleny 2 gidroagregata rabotayushih pri napore 619 m Gizeldonskaya GES Pushena na reke Gizeldon v 1934 godu odna iz starejshih GES Rossii Moshnost GES 22 94 MVt v zdanii stancii ustanovleno chetyre gorizontalnyh gidroagregata rabotayushih pri napore 289 m Kurushskaya GES Pushena na reke Usuhchaj v 1951 godu Moshnost GES 0 48 MVt v zdanii stancii ustanovleno dva gorizontalnyh gidroagregata importnogo proizvodstva Malaya Krasnopolyanskaya GES Pushena na reke Beshenka v 2005 godu Moshnost GES 1 5 MVt v zdanii stancii ustanovlen 1 gorizontalnyj gidroagregat GES Dzhazator Pushena na reke Tyun v 2007 godu Moshnost GES 0 63 MVt v zdanii stancii ustanovleno dva gorizontalnyh gidroagregata rabotayushih na napore 140 m Fasnalskaya GES Stanciya raspolozhena na reke Songutidon v Severnoj Osetii pushena v 2009 godu Moshnost GES 6 4 MVt v zdanii stancii ustanovleny 4 gidroagregata iz nih tri radialno osevyh i odin gorizontalnyj kovshovyj Primenenie kovshovyh turbin takzhe planiruetsya v proekte Verhnebaksanskoj GES Planiruyushiesya GES Rossii s kovshovymi gidroturbinamiV nastoyashee vremya v Rossii stroitsya malaya GES Bars na vysokom napore 200 m s ispolzovaniem kovshovyh gidroturbin Takzhe vedyotsya proektirovanie 6 ti 11 16 takzhe s ispolzovaniem kovshovyh gidroturbin Lokalizaciyu proizvodstva i postavki gidroturbin kovshovogo tipa na MGES Bars i Samurskie MGES obespechivaet rossijsko kitajskaya kompaniya GES Kazahstana s kovshovymi turbinamiVerhne Almatinskaya GES Stanciya raspolozhena na r Bolshaya Almatinka pushena v 1953 godu Moshnost GES 15 6 MVt v zdanii stancii ustanovleno 3 gidroagregata rabotayushih pri napore 581 m Almatinskaya GES 2 Stanciya raspolozhena na r Bolshaya Almatinka pushena v 1959 godu Moshnost GES 14 3 MVt v zdanii stancii ustanovleny 3 gidroagregata rabotayushih pri napore 516 m Mojnakskaya GES Stanciya raspolozhena na r Charyn nahoditsya v stadii stroitelstva s 1985 goda okonchanie stroitelstva namecheno na 2011 god Planiruemaya moshnost GES 300 MVt v zdanii stancii dolzhny byt ustanovleny 2 gidroagregata rabotayushih pri napore okolo 500 m GES Armenii s kovshovymi turbinamiTatevskaya GES Stanciya raspolozhena na reke Vorotan V zdanii GES ustanovleno 3 vertikalnyh gidroagregata rabotayushih pri napore 569 m GES Yeghesis V zdanii GES razmesheny dva vertikalnyh gidroagregata moshnostyu po 6 46 MVt rabotayushih na napore 250 m Stanciya vvedena v ekspluataciyu v 2006 godu GES Gruzii s kovshovymi turbinamiHrami GES 1 Stanciya raspolozhena na reke Hrami Moshnost GES 112 5 MVt V zdanii GES ustanovleno 3 vertikalnyh gidroagregata rabotayushih pri raschyotnom napore 370 m maksimalnyj 420 m Shaori GES Stanciya raspolozhena na reke Shaori Moshnost GES 40 MVt V zdanii GES ustanovleno 4 vertikalnyh dvuhsoplovyh gidroagregata rabotayushih pri raschyotnom napore 478 m maksimalnyj 538 m Bzhuzhskaya GES Stanciya raspolozhena na reke Moshnost GES 12 24 MVt V zdanii GES ustanovleno 3 gorizontalnyh dvuhsoplovyh gidroagregata rabotayushih pri raschyotnom napore 291 m maksimalnyj 300 m Sm takzheRadialno osevaya turbina turbina Frensisa Povorotno lopastnaya turbina Turbina poperechnogo potoka turbina Banki Mitchella Ossbergera Primechaniya14 2 Turbiny i ih ustanovka v zdaniyah GES 14 2 1 Aktivnye turbiny Arhivnaya kopiya ot 21 iyunya 2015 na Wayback Machine Gidrotehnika i Melioraciya Kovshovaya gidroturbina Bolshaya sovetskaya enciklopediya v 30 t gl red A M Prohorov 3 e izd M Sovetskaya enciklopediya 1969 1978 KOVShOVAYa GIDROTURBINA BES neopr Data obrasheniya 21 yanvarya 2009 Arhivirovano iz originala 2 iyunya 2007 goda Oficialnyj sajt kompanii OAO Silovye mashiny Produkciya Oborudovanie dlya proizvodstva elektroenergii Oborudovanie dlya GES Gidravlicheskie turbiny neopr Data obrasheniya 21 yanvarya 2009 Arhivirovano iz originala 28 dekabrya 2005 goda V Severnoj Osetii planiruetsya stroitelstvo maloj GES v gorah Delovoj Podhod rus 27 oktyabrya 2023 Data obrasheniya 10 yanvarya 2024 Arhivirovano 10 yanvarya 2024 goda Samurskie MGES rus ecoenergy group Data obrasheniya 10 yanvarya 2024 Arhivirovano 6 yanvarya 2024 goda ria V Dagestane sozdayut proizvodstvo gidroagregatov dlya malyh GES RIA Derbent rus Novosti Dagestana 19 noyabrya 2023 Data obrasheniya 10 yanvarya 2024 Arhivirovano 6 yanvarya 2024 goda Mavel Products neopr Data obrasheniya 26 marta 2011 Arhivirovano 20 marta 2011 goda Kovshovaya turbina Mediafajly na Vikisklade
