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Turbinentypen Die frühen Vorläufer der heutigen Turbinen waren verschiedene Formen von Wasserrädern. Die strömungsmechanischen Grundlagen der Turbinenberechnung wurden schon im 18. Jahr- hundert von dem schweizer Mathematiker Leonhard Euler gelegt. Er hat auch eine Reaktions- turbine mit einem Leitapparat konzipiert. Die Francis Turbine wurde von James Francis im Jahre 1849 erfunden. Bei dieser Turbine wird das Druckwasser durch ein Spiralgehäuse gleichmäßig auf den Umfang des Laufrades aufgeteilt und durch eine Leiteinrichtung auf die Laufradblätter gelenkt. Der Wasseraustritt erfolgt axial. Hier handelt es sich um eine Überdruckturbine (s. Bilder unten). Dieser Turbinentyp wird gängig in Speicherkraftwerken (s. Kraftwerkstypen) mit Fallhöhen bis 700 m eingesetzt. Die Pelton Turbine ist eine Erfindung des Amerikaners Lester Pelton aus dem Jahre 1889. Diese Turbine nutzt die kinetische Energie von Wasserstrahlen, die aus speziellen Düsen tangential auf becherförmige Schaufeln des Laufrades treffen. Sie ist eine Freistrahlturbine. Mit dieser Turbinenart können Fallhöhen bis zu 2000 m genutzt werden. Die Turgo Turbine ist auch eine Freistrahlturbine, die aber eine höhere spezifische Drehzahl bei geringerer Fallhöhe aufweist. Dadurch kann ein Übersetzungsgetriebe zwischen Turbine und Generator vermieden werden. Die Kaplan Turbine wurde von dem Österreicher Victor Kaplan im Jahre 1913 konzipiert. Das Laufrad hat die Form einer Schiffschraube (Propeller). Der Wasserstrom wird von dem verstellbaren Leitwerk auf die ebenfalls verstellbaren Flügelblätter des Laufrades geleitet. Diese Turbine nutzt geringere Fallhöhen von bis zu ca. 60 m, und sie eignet sich besonders für Laufwasserkraftwerke mit größeren Durchflussmengen. Die Rohrturbine, die S-Turbine, die Straflo-Turbine und TAT-Turbine stellen Varianten der Kaplan Turbine dar. Turbine Types The earlier precursors of the modern turbines were various forms of water wheels for mills. The fluid-mechanic basics of the turbine calculations have been established already in the 18th century by the Swiss mathematician Leonhard Euler. He has also conceived a reaction turbine with a control device to direct the water stream. The Francis Turbine has been invented by James Francis already in 1849. This turbine type is built with a spiral case that distributes the head water uniformly around the circumference of the runner, and with radial guide vanes that lead the water on the runner blades. The water exits axially. In this case we are speaking about a reaction turbine (see the pictures below). This turbine type is usually installed in accumulation power plants (s. Types of Power Plants) at heads until ca. 700 m. The Pelton Turbine is an invention of the American Lester Pelton, who constructed it in 1899. This turbine uses the kinetic energy of water jets, which exit from special nozzles and hit tan- gentially on the cups of the Pelton Wheel. Therefore it is an impulse turbine. This kind of turbine can use pressure heads till to 2000 m. The Turgo Turbine is also an impulse turbine. But it has an higher specific rotation speed at lower heads. This way an expensive transmission gear between turbine and generator can be avoided in the most cases. The Kaplan Turbine has been constructed by the Austrian inventor Viktor Kaplan in 1913. The runner of this turbine is formed like a ship screw (propeller).The water current is lead by an adjustable guiding gear on the also adjustable blades of the runner. This type of turbine is mostly installed at river applications with low heads (<= 60 m) and with larger amounts of water. The Bulb Turbine, the Propeller Turbine, the Straflo (straight flow) Turbine and the TAT (tubular axial) Turbine are variants of the Kaplan Turbine. |
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