Wasserturbinenlaufrad

Das Wasserturbinenlaufrad ist das wichtigste und kritischste Bauteil einer Wasserturbine und wird als das „Herz“ der Wasserturbine bezeichnet. Es ist direkt dafür verantwortlich, die kinetische und potenzielle Energie des Wasserstroms effizient in mechanische Rotationsenergie umzuwandeln, um den Generator anzutreiben und Strom zu erzeugen.

Nachdem das Wasser mit einem bestimmten Druck und Durchfluss durch das Spiralgehäuse und die verstellbaren Leitschaufeln der Wasserturbine geleitet wurde, wird es zum Laufrad geleitet. Die Schaufeln des Laufrads werden durch die Aufprallkraft des Wasserstroms (Peltonturbine) oder die Reaktionskraft (Francisturbine) beaufschlagt, wodurch sich das Laufrad dreht. Dabei wird die Energie des Wasserstroms (Druckenergie, kinetische Energie) effektiv auf das Laufrad übertragen und in mechanische Energie umgewandelt, die die Hauptwelle antreibt.

Die Nabe ist der zentrale Teil des Laufrads und in der Regel über eine Keil- oder Flanschverbindung starr mit der Hauptwelle der Wasserturbine verbunden, um das Drehmoment zu übertragen. Die Schaufeln sind flügelförmige Strukturen, die gleichmäßig um die Nabe herum verteilt sind. Die Form, Anzahl, der Winkel und die Oberflächenbeschaffenheit der Schaufeln sind entscheidende Faktoren für den Wirkungsgrad, die Kavitationsleistung und die Betriebsstabilität der Wasserturbine. Die Schaufeln können fest (z. B. bei Diagonal- und Axialturbinen mit festen Schaufeln) oder drehbar (z. B. bei Axialturbinen mit verstellbaren Schaufeln) sein. Der Wasseraustrittsring befindet sich am Laufradausgang oder am unteren Ring und leitet den Wasserstrom reibungslos aus dem Laufrad in das Saugrohr, wodurch hydraulische Verluste und Vibrationen reduziert werden. Bei Diagonallaufrädern verbinden in der Regel ein oberer Kranz und ein unterer Ring die Schaufeln zu einer Einheit.

Der Produktionsprozess von Wasserturbinenlaufrädern integriert eine Reihe fortschrittlicher Fertigungstechnologien wie fortschrittliche CNC-Bearbeitung, Spezialschweißen, Präzisionsmessung und zerstörungsfreie Prüfung sowie digitale Simulation. Die Produkte werden hauptsächlich im Bereich der sauberen Energie eingesetzt, insbesondere in großen Wasserkraft- und Pumpspeicherkraftwerken, und sind eine wichtige Grundlage für die Förderung der Energiewende und die Gewährleistung der Netzsicherheit.