Peltonturbine

Die Peltonturbine ist eine Wasserturbine. Bei der Peltonturbine handelt es sich um eine Gleichdruckturbine. Sie eignet sich vorwiegend zum Einsatz in Wasserkraftwerken mit großen Fallhöhen zwischen 100 m und 2.000 m und geringen Volumenströmen von 0,1 m³/s bis 20 m³/s. Die Peltonturbine wird häufig in Speicherwasserkraftwerken mit einer Leistung von bis zu 300 MW eingesetzt. Die Peltonturbine erreicht Wirkungsgrade von 85 Prozent bis zu 95 Prozent. Die Peltonturbine weist auch im Teillastbetrieb einen hohen Wirkungsgrad auf.

Das Triebwasser wird durch Druckrohrleitungen oder Druckstollen auf die Peltonturbine geleitet. Hierbei tritt der Wasserstrahl als Freistrahl mit hoher Geschwindigkeit aus Düsen aus. Das Triebwasser strömt tangential auf die halbschalenförmigen Laufschaufeln. Diese punktuelle Belastung des Laufrads führt dazu, dass die Laufschaufeln großen Lastwechseln ausgesetzt sind. Das Funktionsprinzip ist in Abbildung 1a dargestellt. Um die Wasserturbine im Störfall möglichst schnell runter zu fahren, sind hinter dem Düsenaustritt Strahlablenker installiert. Die Strahlablenker können den Volumenstrom zur Peltonturbine unterbrechen, indem sie das Triebwasser ablenken.

Eine Peltonturbine kann bis zu 40 Laufschaufeln aufweisen. Die einzelnen Schaufelblätter sind in zwei Halbschaufeln unterteilt. Das Profil einer Laufschaufel ist in Abbildung 1b dargestellt. Die tangentiale Anströmung auf die Schaufeln ermöglicht eine maximale Umsetzung des Impulses in eine Drehbewegung. Peltonturbinen rotieren dabei mit einer Drehzahl von bis zu 3.000 Umdrehungen pro Minute.

Durch die Installation einer Einlaufspirale kann die Peltonturbine an bis zu sechs Stellen tangential beaufschlagt werden. Die Einlaufspirale ist dabei um den gesamten Umfang der Peltonturbine konstruiert. Demnach werden ebenfalls bis zu sechs Düsen, zur Umwandlung von Druck in Bewegungsenergie, installiert. Die maximale Geschwindigkeit des Wassers am Austritt der Düse beträgt 500 km/h. Diese Geschwindigkeit wird ab einer Fallhöhe von 1.000 m erreicht.

Synonym(e):

Freistrahlturbine

Englische Übersetzung(en):

Pelton wheel