STRUKE:

Peltonova turbina

Peltonova turbina [pe'ltən~], vodna turbina slobodnoga mlaza (akcijska turbina), koju je 1880. patentirao amer. inženjer Lester Allan Pelton (1829–1908). Voda se dovodi na rotor (radno kolo) tangencijalno, tlačnim cjevovodom koji na svojem kraju ima jednu ili više mlaznica smještenih u kućištu turbine. Po obodu rotora razmještene su lopatice, njih 12 do 40. Mlaz vode velikom brzinom izlazi iz mlaznice, udara u rotorsku lopaticu i mijenja smjer. Zbog skretanja mlaza, odn. promjene količine gibanja, na lopaticu djeluje aktivna sila koja razvija zakretni moment što pokreće rotor. Iskoristivost je najveća kada se rotor vrti obodnom brzinom koja je nešto manja od polovice brzine mlaza vode. Budući da je voda nestlačivi fluid, gotovo sva raspoloživa energija pretvara se u jednom stupnju turbine pa Peltonova turbina ima samo jedan rotor u nizu (za razliku od turbina koje rade sa stlačivim fluidima). Ipak, nerijetko se postavljaju dva rotora, jedan kraj drugoga, ili s obje strane generatora. Prema raspoloživoj količini vode, Peltonova turbina gradi se s jednom do šest mlaznica. Turbine s jednom i s dvije mlaznice imaju vodoravno vratilo, dok se turbine s više mlaznica grade s uspravnim vratilom. Velike brzine strujanja u mlaznici i na njezinu izlazu uzrokuju znatne hidrodinamičke gubitke pa se velike turbine projektiraju s promjerom mlaza većim od 55 mm. Zbog vrlo velikih brzina vode, lopatice Peltonove turbine zasvođena, školjkasta oblika, moraju biti hidrodinamički optimalno konstruirane. Vrh lopatice oblikuje se s izrezom, jer je istodobno nekoliko lopatica u dodiru s mlazom. Središnji dio lopatice, koji dijeli mlaz na dva jednaka dijela, naziva se nožem lopatice. Lopatice se na rotor pričvršćuju svornjacima ili steznim prstenom, a rjeđe se izvode rotori kojima su disk i lopatice izrađeni od jednoga komada, jer tada nije moguća zamjena lopatica. Mlaznica i rotor nalaze se u kućištu iznad razine vode pa se rotor vrti u zraku. Kućište Peltonove turbine izvodi se kako bi neutraliziralo izlazni mlaz vode te omogućilo njezino odvođenje u odvodni kanal. Zbog toga se na unutrašnjoj strani kućišta postavljaju obloge od čeličnoga lima. Snaga turbine regulira se promjenom dotoka vode na rotor, i to pomičnom iglom u mlaznici i skretačem mlaza, s pomoću kojega se na putu mlaza postavlja ploča za njegovo otklanjanje. U incidentnim situacijama u radu (ispad generatora iz mreže, kvar na turbini ili generatoru i sl.) potrebno je brzo zaustaviti turbinu otklonom vodenoga mlaza, jer bi naglim zatvaranjem gl. turbinskoga ventila mogao nastati hidraulični udar. U takvim se situacijama skretačem mlaza potpuno otklanja privod vode rotoru, pa se gl. turbinski ventil može zatvoriti. Slično je i pri naglom smanjivanju snage turbine, kada skretač otklanja samo dio mlaza, a igličasti se ventil polagano zatvara do položaja koji odgovara novomu režimu rada.

Peltonove turbine grade se za velike geodetske padove (od 250 do 2000 m), razmjerno malene protoke, te snage do 250 MW. Zato je njihova specifična brzina vrtnje malena. Mogu biti različitih veličina i snaga. Postoje rotori s masom manjom od jednoga kilograma i promjerom od nekoliko centimetara, ali i oni s masom većom od deset tona i promjerom od nekoliko metara. Jedna od najvećih Peltonovih turbina (masa rotora 23,5 t, promjer 4,1 m, brzina vrtnje 300 min–1) nalazi se u hidroelektrani San Carlos u Kolumbiji. U Hrvatskoj su Peltonove turbine ugrađene samo u hidroelektranu Vinodol. To su tri para turbina, svaka s dvije mlaznice, vodoravnim vratilom i ukupnom snagom većom od 80 MW. (→ vodna turbina)

Citiranje:
Peltonova turbina. Hrvatska enciklopedija, mrežno izdanje. Leksikografski zavod Miroslav Krleža, 2020. Pristupljeno 30. 10. 2020. <http://www.enciklopedija.hr/Natuknica.aspx?ID=47415>.