Статьи / Основы гидроэнергетики. Горизонтальные поворотно-лопастные гидроагрегаты

Полезные материалы для участников Олимпиады
Блог РусГидро

Как мы уже знаем, поворотно-лопастные турбины наиболее эффективны при относительно невысоких напорах. При этом, на напорах более 10–15 м используются гидротурбины с вертикальным положением вала; если же напор ниже, то более целесообразным становится использование турбин с горизонтальным расположением вала. В этом случае, стоимость строительных работ оказывается существенно меньше, хотя сама турбина может оказаться и дороже. Кроме того, горизонтальные турбины имеют и другие полезные особенности – им не нужна спиральная камера, поток воды проходит через них более спокойно, что обеспечивает меньшее травмирование рыбы. В то же время, при такой компоновке турбины возникает проблема размещения генератора, которая может решаться разными способами.


Взято отсюда

Классический и наиболее распространенный вариант – горизонтальные капсульные гидроагрегаты. Генератор и часть механизмов турбины помещаются в специальную капсулу, для доступа в которую сооружается шахта. Выглядит это примерно так:

Взято отсюда

Мощности таких турбин могут быть весьма значительны – так, на строящейся бразильской ГЭС «Santo Antonio» устанавливаются турбины мощностью 75 МВт и диаметром 7,5 м. В России же такие турбины пока не очень распространены – в нашей стране они есть на Саратовской ГЭС (2 турбины по 54 МВт, в настоящее время в стадии реконструкции), Шекснинской ГЭС (4 турбины по 20–22 МВт) и Камской ГЭС (одна опытная, с 1992 года не работающая турбина). Была такая турбина и на Кислогубской приливной станции.

Другое решение – при горизонтальной турбине разместить генератор вертикально. При этом облегчается обслуживание генератора, но требуется специальный механизм для изменения направления вращения. Такие гидроагрегаты известны под названием PIT Kaplan, используются они обычно на некрупных ГЭС.

В России ГЭС с подобными гидроагрегатами есть, а вот в Белоруссии строится Гродненская ГЭС, где монтируются такие турбины чешского производства.

Можно пойти и другим путем – поместить турбину как-бы внутри генератора, окружающего ее кольцом. Такая система известна как турбина STRAFLO:

Взято отсюда

Ну и наконец, можно разместить генератор в отдельном помещении, выведя вал за пределы проточного тракта. Для этого, необходимо S-образно изогнуть отсасывающую трубу. Эти турбины так и называют – S-образные, и применяют их обычно на малых ГЭС.


Взято отсюда

Горизонтальные поворотно-лопастные турбины очень активно используются в развитых странах, где большая часть гидропотенциала уже использована и осуществляется активное строительство низконапорных малых ГЭС. Для России это пока скорее экзотика.