Turbina idroelettrica Pelton

Le turbine a impulso sono turbine ad acqua che utilizzano l'energia cinetica di correnti a getto ad alta pressione per svolgere il lavoro.L'acqua ad alta pressione viene convertita in flussi a getto ad alta velocità attraverso gli ugelli della turbina, che colpiscono i secchi della turbina, facendo ruotare la turbina e eseguendo il lavoro.
Esistono tre tipi principali di turbine a impulso:Turbine idroelettriche Pelton, Turbine idroelettricheQuesta sezione presenta le turbine Pelton e le turbine Turgo più comunemente utilizzate.

Corridore e principio di funzionamento

La figura 1 mostra il conduttore di una turbina Pelton, con la vista anteriore a sinistra e la vista laterale a destra.Quindi si chiama anche una turbina a secchio.

Figura-1 Pelton turbine runner

La figura 2 mostra una sezione trasversale di un secchio, che è composta da due corpi a forma di cucchiaio disposti uno accanto all'altro.Il flusso d'acqua viene gettato nei due corpi a forma di cucchiaio, spingendo il corridore a ruotare.

Figura 2 vista della sezione trasversale di un secchio

La figura 3 è un diagramma del principio di funzionamento di una turbina Pelton.L' energia cinetica dell' acqua spinge i secchiLe linee blu indicano il flusso d'acqua spruzzato dall'ugello e il flusso d'acqua riflesso dal corridore.

Figura 3 - Principio di funzionamento della turbina Pelton

La figura 4 è un diagramma che mostra la direzione del flusso dell'acqua che si getta sui secchi.è diviso dal bordo di entrata alle superfici di lavoro su entrambi i latiDopo essere stato riflesso dai secchi, il flusso a getto ad alta velocità trasferisce la sua energia cinetica ai secchi, spingendoli avanti.

Figura 4 getto di flusso del turbinatore Pelton

Meccanismo di iniezione

Il meccanismo di iniezione, denominato in breve ugello, è composto principalmente da un ugello, un ago e un meccanismo di movimento dell'ago.La dimensione dell'uscita dell'ugello viene modificata spostando l'ago all'interno dell'ugello, modificando così il flusso d'acqua dall'ugello per regolare la potenza della turbina.in cui l'ago è ritirato nel tubo e l'ugello è in stato aperto.

Figura 5 - struttura dell'entrata del tubo e del meccanismo di iniezione

Il movimento dell'ago è effettuato dal meccanismo di movimento dell'ago.modificando così il flusso d'acqua dell'ugelloPer le turbine idrauliche su larga scala, vengono utilizzati meccanismi servo idraulici o elettrici per muovere l'ago.I suddetti meccanismi di movimento sono installati all'esterno del tubo e appartengono al meccanismo di iniezione controllato esternamenteC'è un altro tipo di meccanismo di iniezione installato all'interno dell'ugello, che non ha una canna di ago che si estenda al di fuori del tubo e non richiede un gomito.portando grande comodità al layout del gasdottoTuttavia, non sarà introdotto qui.

A sinistra della figura 6, l'ago è nella posizione di lavoro normale e il flusso d'acqua è diretto verso il secchio.l' ago si muove in avanti per bloccare l' apertura dell' ugello, e l'ugello è in uno stato chiuso.

Figura 6Controllo del flusso d'acqua spostando l'ago

Deflettore

Le turbine Pelton sono turbine ad alta potenza con una portata di diverse centinaia di metri a oltre mille metri.I condotti dal serbatoio alla turbina possono essere lunghi da un chilometro a diversi chilometriIn caso di guasto della rete elettrica causando una rottura, il sistema di distribuzione di corrente deve essere installato in un impianto di alimentazione.la fonte d'acqua deve essere immediatamente spenta per fermare la turbinaIn caso contrario, la turbina perderà carico, causando un rapido aumento della velocità di rotazione e danni all'unità.la grande quantità di acqua che si muove all'interno non può smettere di fluire rapidamenteSe le condotte vengono chiuse rapidamente, si genererà una pressione d'acqua estremamente elevata, mettendo seriamente in pericolo la sicurezza delle penstocks.L'unica soluzione è quella di reindirizzare l'acqua spruzzata verso la turbina in modo che non colpisca la turbina, piuttosto che interrompere il flusso d'acqua.
L'installazione di un deflettore di fronte all'ugello è il metodo più semplice.e la turbina funziona normalmente (a sinistra della figura 7)Quando il deflettore viene abbassato, il flusso d'acqua dall'ugello viene bloccato dal deflettore e reindirizzato verso la presa inferiore (a destra della figura 7) e la turbina cessa di funzionare.Il deflettore può essere girato nella posizione di blocco entro 1-2 secondi.

Figura 7 - Principio di funzionamento del deflettore

La figura 8 è l'animazione principale di una turbina Pelton. Le piccole perline verdi indicano il flusso d'acqua riflesso dal lato anteriore del corridoio,e le piccole perline arancioni indicano il flusso d'acqua riflesso dal retro del corridoreLa linea centrale del flusso d'acqua espulso dall'ugello è tangente al cerchio di passo del corridore.da qui il nome "turbina Pelton" (letteralmente "turbina a impatto tangenziale").