Transtech Power Transmissions

TRANSTECH – DRIVING INDUSTRY

Vannkraft

Du kan også laste ned dette dokumentet som PDF

OSSBERGER-Turbin

OSSBERGER GmbH + Co 
Otto-Rieder-Strasse 7 
91781 Weissenburg/Bayern 
Germany/Alemania 768.
Telefon +49 (0) 91 41 - 97 7 - 0 
Telefax +49 (0) 91 41 - 97 7 - 20 
E-Mail : ossberger@ossberger.de 
www.ossberger.de

Transtech AS 
LÅGAVEIEN 5, N-3262 LARVIK Norway 
P.O.BOX 319 , N-3251 LARVIK
TELEPHONE: (47) 33 14 06 00
TELEFAX: (47) 33 14 06 01 
E-Mail : transtech@transtech.no 
www.transtech.no

Den Orginale OSSBERGGER® Turbinen

Anvendelsesområde: 
Fallhøyde, H = 1…200 m 
Vannmengde, Q = 0,025…13 m³/s 
Effektområde, N = 1…2.000 kW

    

 Prinsipp og strømningsforløp i en OSSBERGER-Turbin

Ossberger turbinen er en radial gjennomstrømsturbin. På grunn av sitt spesifikke turtall regnes den som en langsomløpende turbin. Vannstrømmen formes via et ledeapparat til en rektangulær stråle som treffer løpehjulet radielt. Vannstrålen bøyes av i skovlene og rettes inn mot senter av løpehjulet for deretter å passere ut igjen på motsatt side. 

Dette strømningsforløpet gir OSSBERGER-Turbinen det fortrinn at løv, gress og eventuell våt snø som blir presset inn mellom skovlene på inntakssiden, vil bli spylt ut igjen på motsatt side etter ca. en halv omdreining. Det vil si at strømningsforløpet sammen med sentrifugalkraften gir løpehjulet en selvrensende effekt. Dersom vannføringen tilsier det, bygges OSSBERGER-Turbinen med flere kammer. Den mest vanlige inndelingen er to kammer med delingsforholdet 1:2. Det minste kammeret benyttes ved liten vannføring og det største kammeret ved middels vannføring. Begge kammerne er operative ved maksimal vannføring. På grunn av denne inndelingen i flere kammer, kan turbinen arbeide med maksimal virkningsgrad fra full vannmengde helt ned til 1/6 av denne. 

Dette betyr at OSSBERGER-Turbinen er særdeles effektiv i vassdrag med varierende vannmengder.

Virkningsgrad

Den midlere totale virkningsgraden for de minste OSSBERGER-Turbinene er beregnet til 80 % over hele arbeids-området. Ved målinger har det vist seg at virkningsgraden er enda høyere. For de middels store og største turbinene er virkningsgraden målt helt opp til 86 %. 

Figur 4 viser virkningsgradkurven for en 2-kammer turbin målt i forhold til tilført vannmengde. 

Som det framgår har OSSBERGER-Turbinen en relativ flat virkningsgrad-kurve i området fra 100 % og helt ned til 17 % av maksimal vannføring. 
Ikke regulerte vassdrag har ofte liten vannføring i store perioder av året. Hvorvidt det kan produseres strøm i slike perioder, avhenger av den enkelte turbins virkningsgradkarakteristikk. 

På grunn av turbinens spesielle egenskaper, vil den gjennomsnittlige årsproduksjonen av kraft være større i en OSSBERGER-Turbin enn i en turbin som har en høy virkningsgrad ved fullast og en dårlig virkningsgrad ved dellast.

Figur 4. Virkningsgradkurve for en OSSBERGER-Turbin med to kammer 

 

Ledeapparat

I OSSBERGER-Turbinen med to kammer styres vannstrømmen ved hjelp av to profilformede ledeskovler. Ledeskovlene vil under drift ha en relativt begrenset belastning. Dette på grunn av et såkalt kraftutlignende design av ledeskovler og turbinhus. Ledeskovlene deler vannstrømmen, retter den inn og lar den strømme støtfritt inn i løpehjulet - dette uavhengig av reguleringsåpningen. Begge ledeskovlene er nøyaktig tilpasset turbinhuset. De er i stand til å holde lekkasjevannmengdene på et så lavt nivå, at ledeskovlene alene kan benyttes som avstengingsventil ved små fallhøyder. I slike tilfeller er det ikke nødvendig med ekstra ventil mellom trykkrør og turbin. Begge ledeskovlene kan opereres uavhengig av hverandre. Enten manuelt eller over det automatiske reguleringssystemet. 

Turbinhus 

Turbinhuset i OSSBERGER-Turbinen er produsert i stål. Det er uovertruffent når det gjelder robusthet, er lettere enn støpejernshus og er dessuten støt- og frostsikkert.

Løpehjul

Løpehjulet er turbinens mest sentrale komponent. Det er utstyrt med skovler produsert i kaldtrukket profilstål. Skovlene er sveiset etter en spesiell prosedyre til de to endeskivene. 

Alt etter turbinens størrelse, kan løpehjulet ha opptil 37 skovler. Skovlene har en krummet og lineær profil som bevirker små aksialkrefter på løpehjulet. Dette fører til at behovet for separate aksiallager bortfaller med de fordeler dette har. På løpehjul med større bredder, er skovlene i tillegg understøttet av flere mellomskiver. Løpehjulene blir nøye avballansert før montasje i turbinhuset.

Opplagring

Hovedlagrene i OSSBERGER-Turbinen er bygget opp av standard sfæriske rullelager. Disse lagrene sentrerer løpehjulet i forhold til turbinhuset. 

Anvendelse av rullelager i vannturbiner er fordelaktig, men man må under konstruksjon av lagerhusene ta hensyn til at utførelsen blir tett slik at lekkasjevann og annen fuktighet ikke trenger inn eller dannes i lagerhuset. Dette er hensyntatt i den patenterte lagerkonstruksjonen i OSSBERGER-Turbinen. Vedlikeholdsfrie tetningselementer er en selvfølgelig del av denne løsningen. 
Ut over den årlige utskiftningen av smøremiddel, trenger lagrene ikke noe vedlikehold. 

SugerørOSSBERGER-Turbinen er i prinsippet en fristråleturbin. Men i anlegg hvor man har midlere eller små fallhøyder bør turbinen utstyres med et sugerør. Dette tjener som en sikring mot høyvann samt at den totale fallhøyden utnyttes maksimalt. En fristråleturbin som skal operere innenfor et vidt belastningsområde, legges ut som en sugerørsturbin 
og det er da ønskelig å kunne kontrollere sugevannssøylen. Dette gjøres ved hjelp av en regulerbar lufteventil som påvirker undertrykket i turbinhuset. På grunn av dette, kan man utnytte fallhøyder helt ned til 1 meter med OSSBERGER-Turbinen i utførelse som sugerørsturbin. 
Sugerøret utformes som et stålbend og reduserer utbygningskostnadene vesentlig i anlegg som har små fallhøyder. I mange tilfeller kan det være denne besparelsen som avgjør om utbygningen er lønnsom. 

Driftsforhold På grunn av sitt spesielle design, oppstår det ikke kavitasjon i OSSBERGER-turbinen. Av denne grunn er det ikke nødvendig med bygging av kostnadskrevende innretninger under vannspeilet. Maksimalt turtall på turbinen uten last ligger på ca. 1,8 ganger nominelt turtall. Dette muliggjør derfor anvendelse av serieproduserte generatorer.

Enkel i sitt prinsipp” var mottoet ved utviklingen av OSSBERGER-turbinen. Den er konstruert for pålitelig drift i årtier uten noen krav til spesielt vedlikehold. Den blir ofte montert og satt i drift av ikke-fagfolk, dette spesielt i den tredje verden.

Horisontal vanntilførsel
 

Ossberger GmbH +Co,
Weissenburg

Vertikal vanntilførsel
 

Kostnadseffektiv byggeresept

Gjennom økende miljøbevissthet tilstrebes det å utnytte den fornybare energien uten for store inngrep i naturen. Produksjon av energi ved hjelp av vannkraft har en lang og stolt tradisjon i vårt land. Imidlertid ser det ut til at det ikke er politisk vilje til videre utbygning av større anlegg i framtiden. Dette har ført til at det nå er satt fokus på bygging av mini- mikro- og småkraftverk i Norge. 

Investeringsutgifter som er knyttet til prosjektering og planlegging, dimensjonering, konstruksjon og bygging av maskiner og anlegg er relativt høye innenfor vannkraft-utbygging. Rådgivende ingeniører og turbinprodusenter har derfor gjennom standardisering forsøkt å redusere utgiftene. Standardisering har vært mulig i større anlegg, men har ikke vært særlig effektivt i små og mindre anlegg hvor man i prosjekteringen også må ta hensyn til varierende vannføring gjennom året. 

OSSBERGER-turbinen består imidlertid av standardiserte enkeltkomponenter. 
Dette byggeklosskonseptet muliggjør en kostnadseffektiv produksjon samt sikrer allikevel en turbinløsning som er skreddersydd til det enkelte prosjekt.

OSSBERGER-Turbinen er i prinsippet tilpasset det enkelte anlegg med hensyn til fallhøyde og vannmengde. Over 9000 kraftverk er levert i over 100 land fordelt på 5 kontinenter.