Turbina pelton

Turbina de cubo (turbina de cubo de chorro) - turbina hidráulica activautilizado a presiones muy altas. También conocida comúnmente como la "turbina Pelton" en honor al inventor estadounidense Lester A. Pelton .

Las turbinas de cubo son estructuralmente muy diferentes de las turbinas de chorro más comunes ( radiales-axiales , de paletas rotativas ), en las que el impulsor está en la corriente de agua. En las turbinas de cubeta, el agua se suministra a través de boquillas tangencialmente a un círculo que pasa por el centro de la cubeta. Al mismo tiempo, el agua, al pasar por la boquilla, forma un chorro que vuela a alta velocidad y golpea la pala de la turbina, después de lo cual la rueda gira y realiza un trabajo. Después de la desviación de una pala, otra se sustituye bajo el chorro. El proceso de uso de la energía del chorro se lleva a cabo a presión atmosférica, y la producción de energía se realiza solo a expensas de la energía cinética del agua. Las palas de la turbina son bicóncavas con una hoja afilada en el medio; la tarea de la pala es dividir el chorro de agua para aprovechar mejor la energía y evitar la rápida destrucción de las palas. Se pueden instalar hasta 40 álabes en el impulsor.

El impulsor con palas se puede montar tanto en ejes horizontales como verticales [1] [2] . Con una disposición de eje horizontal, se pueden suministrar hasta dos boquillas a cada impulsor; dado que el rendimiento de cada boquilla es limitado, a caudales de agua elevados, se instalan dos impulsores en un eje o se utiliza una turbina vertical. A este último se le pueden suministrar hasta seis boquillas. El caudal de agua de las boquillas depende de la presión y puede alcanzar valores importantes, del orden de 500 a 600 km/h. La velocidad de rotación de la turbina también es muy alta, hasta 3000 rpm.

Se emitió una patente para una turbina de cubo al ingeniero estadounidense A. Pelton en 1889 [3] .

Las turbinas hidráulicas Pelton se utilizan a alturas de más de 200 metros (la mayoría de las veces de 300 a 500 metros o más), con caudales de hasta 100 m³/s. La potencia de las turbinas de cubo más grandes puede alcanzar 200-250 MW y más. A presiones de hasta 700 metros, las turbinas de cangilones compiten con las radiales-axiales, a presiones superiores su uso no tiene alternativa [4] . Por regla general, las centrales hidroeléctricas con turbinas de cangilones se construyen según el esquema de desvío , ya que es problemático obtener presiones tan importantes utilizando una presa.

Las turbinas Pelton se utilizan muy a menudo en pequeñas centrales hidroeléctricas construidas en pequeños ríos con grandes cascadas en zonas montañosas.

Las ventajas de las turbinas de cubo son la posibilidad de utilizar cabezales muy altos, así como caudales de agua bajos. Las desventajas de la turbina son la ineficiencia a bajas presiones, la imposibilidad de ser utilizada como bomba, los altos requisitos para la calidad del agua suministrada (varias inclusiones, como la arena, provocan un rápido desgaste de la turbina).

Las turbinas Pelton más grandes del mundo están instaladas en la central hidroeléctrica de Biedron en Suiza , con una capacidad de 423 MW. La misma central hidroeléctrica ostenta el récord mundial en términos de altura de unidades hidroeléctricas, que es de 1.869 m. Antes de la puesta en marcha de esta central hidroeléctrica en 1998, durante 40 años, la central hidroeléctrica austriaca Reißeck ocupó el liderazgo en términos de cabeza - 1.773 m.

Central hidroeléctrica rusa con turbinas hidráulicas de cubo

Las turbinas Pelton aún no han encontrado una amplia aplicación en la práctica de la construcción hidroeléctrica rusa debido al enfoque existente en la construcción de centrales hidroeléctricas predominantemente de baja y media presión. A partir de 2022, se han construido una central hidroeléctrica grande y cinco pequeñas con turbinas de cubo.

• Zaramagskaya HPP-1 . La central hidroeléctrica en funcionamiento más grande de Rusia con unidades hidroeléctricas de cubo. La estación está ubicada en el río Ardon en Osetia del Norte , puesta en servicio en 2019. La potencia de la central hidroeléctrica es de 346 MW, en el edificio de la central están instaladas 2 unidades hidroeléctricas que operan a una altura de 619 m.
• Central hidroeléctrica de Gizeldon . Lanzado en el río Gizeldon en 1934 , una de las centrales hidroeléctricas más antiguas de Rusia. La potencia de la UHE es de 22,94 MW, en el edificio de la estación se encuentran instaladas cuatro unidades hidráulicas horizontales, operando a una altura de 289 m.
• Central hidroeléctrica Kurushskaya . Botado en el río Usukhchay en 1951 . La potencia de la UHE es de 0,48 MW, en el edificio de la estación se encuentran instaladas dos unidades hidráulicas horizontales importadas.
• CH Malaya Krasnopolyanskaya . Botado en el río Beshenka en 2005 . La capacidad de HPP es de 1,5 MW, se instala 1 unidad hidráulica horizontal en el edificio de la estación.
• HPP "Jazator" . Lanzado en el río Tyun en 2007 . La potencia de la UHE es de 0,63 MW, en el edificio de la estación se encuentran instaladas dos unidades hidráulicas horizontales, operando a una altura de 140 m.
• Central hidroeléctrica de Fasnal . La estación está ubicada en el río Songutidon en Osetia del Norte y se inauguró en 2009 . La potencia de la central hidroeléctrica es de 6,4 MW, en el edificio de la central están instaladas 4 unidades hidroeléctricas, de las cuales tres son radiales-axiales y una horizontal de cangilones.

El uso de turbinas de cubo también está previsto en el proyecto HPP Verkhnebaksanskaya.

HPP de Kazajstán con turbinas de cubo

• CH Verkhne-Almatinskaya . La estación está ubicada en el río. Bolshaya Almatinka , lanzada en 1953 . La potencia de la central hidroeléctrica es de 15,6 MW, en el edificio de la central están instaladas 3 unidades hidroeléctricas que operan a una altura de 581 m.
• Almaty HPP No. 2 . La estación está ubicada en el río. Bolshaya Almatinka, lanzada en 1959 . La potencia de la central hidroeléctrica es de 14,3 MW, en el edificio de la central están instaladas 3 unidades hidroeléctricas que operan a una altura de 516 m.
• Central hidroeléctrica de Moinak . La estación está ubicada en el río. Charyn , ha estado en construcción desde 1985 , la finalización de la construcción está prevista para 2011. La capacidad prevista de la HPP es de 300 MW; en el edificio de la estación se deben instalar 2 unidades hidroeléctricas que operen a una caída de unos 500 m.

HPPs de Armenia con turbinas de cangilones

• Central hidroeléctrica de Tatev . La estación está ubicada en el río Vorotan . Hay 3 unidades hidráulicas verticales instaladas en el edificio de la UHE, operando a una altura de 569 m.
• Yeghesis HPP. El edificio de la UHE alberga dos unidades hidráulicas verticales con una capacidad de 6,46 MW cada una, operando a una caída de 250 m La estación se puso en funcionamiento en 2006 [5] .

HPP de Georgia con turbinas de cubo

• Khrami HPP-1 . La estación está ubicada en el río Khrami . Capacidad HPP - 112,5 MW. Hay 3 unidades hidráulicas verticales instaladas en el edificio HPP, operando a una cabeza de diseño de 370 m (máximo - 420 m).
• Central hidroeléctrica de Shaori . La estación está ubicada en el río Shaori . Capacidad HPP - 40 MW. En el edificio HPP, se instalan 4 unidades hidráulicas verticales de dos boquillas, que operan a una altura de diseño de 478 m (máximo - 538 m).
• Central hidroeléctrica Bzhuzhskaya . La estación está ubicada en el río Bzhuzha . Capacidad HPP - 12,24 MW. En el edificio HPP, se instalan 3 unidades hidráulicas horizontales de dos boquillas, que operan a una altura de diseño de 291 m (máximo - 300 m).

Véase también

• Turbina radial-axial (turbina Francis)
• turbina Kaplan
• Turbina de flujo cruzado (turbina Bankey-Mitchell-Ossberger)

Notas

1. ↑ 14.2. Turbinas y su instalación en edificios HPP, 14.2.1. Turbinas activas Archivado el 21 de junio de 2015 en Wayback Machine / Ingeniería hidráulica y recuperación de tierras
2. ↑ Turbina hidráulica de cubo // Gran enciclopedia soviética  : [en 30 volúmenes]  / cap. edición A. M. Projorov . - 3ra ed. - M.  : Enciclopedia soviética, 1969-1978.
3. ↑ CUBO HIDROTURBINA: BES (enlace inaccesible) . Fecha de acceso: 21 de enero de 2009. Archivado desde el original el 2 de junio de 2007. (indefinido) 
4. ↑ Sitio web oficial de OJSC Power Machines / Productos / Equipos para la producción de electricidad / Equipos para centrales hidroeléctricas / Turbinas hidráulicas (enlace inaccesible) . Fecha de acceso: 21 de enero de 2009. Archivado desde el original el 28 de diciembre de 2005. (indefinido) 
5. ↑ Productos Mavel . Consultado el 26 de marzo de 2011. Archivado desde el original el 20 de marzo de 2011. (indefinido)

diccionarios y enciclopedias	gran noruego gran ruso Britannica (en línea)
En catálogos bibliográficos	TIERRA : 4304689-7 NKC : ph162644