Ковшовые турбины (Турбины Пелтона)
Этот тип турбин применяют при больших напорах.
Напорный трубопровод заходит в здание гидроэлектростанции и заканчивается соплом, направляющим струю на рабочее колесо турбины. Струя воды, вылетающая из сопла, прокатывается по вогнутой поверхности ковша и изменяет направление своего движения на противоположное.
Максимальный кпд будет в том случае, когда отразившаяся от ковша струя имеет нулевую скорость по отношению к корпусу. Это достигается, как показывает анализ, при окружной скорости ковша равной половине скорости струи.
Ковши в турбине делают спаренными и струю подают на стык ковшей для компенсации радиальных моментов на подшипники ротора.
ИНСЭТ разработала гидроагрегаты с ковшовыми турбинами на напоры от 150 до 450 метров и микро гидроэлектростанции на напоры от 40 до 250 метров.
Микрогидроэлектростанции с ковшовыми турбинами
Сопло турбины служит для регулировки количества поступающей воды. Игла, перемещаемая внутри сопла, меняет сечение канала и расход воды, поступающий на колесо турбины.
Кроме сопла для регулировки параметров турбины применяют дефлектор, представляющий собой препятствие, находящееся между соплом и ковшом, которое отклоняет струю и уменьшает силу воздействия струи на ротор гидроагрегата. Дефлектор позволяет избежать гидравлических ударов при регулировании турбины. При регулировании струи только иглой в случае резкого падения электрической нагрузки в сети игла перекрывает выход воды, что вызывает гидравлический удар в трубопроводе, и возможность его повреждения.
Отработанная вода стекает в нижний бьеф. Поэтому для уменьшения потерь напора сопло и турбина должна располагаться как можно ниже к уровню стока. Корпус турбины служит для защиты от брызг помещения гидроэлектростанции и делается больших размеров, чтобы отраженная от корпуса вода не попадала назад на ротор и не уменьшала КПД установки.
Рабочее колесо ковшовой турбины
Ковшовая турбина Гидроагрегата ГА-10 мощностью 630кВт на сборке
В ковшовых турбинах часто устанавливают несколько сопел разнесенных по окружности рабочего колеса: