Projekt unikátní vírové turbíny

energie21.cz / 12.5.2016

Na loňské konferenci neziskové organizace Energis 24 představil prof. František Pochylý z Energetického ústavu Fakulty strojního inženýrství VUT v Brně projekt unikátní vírové turbíny. Ing. Martin Hudec z téhož pracoviště pak účastníkům prezentoval zajímavou spolupráci vysoké školy se skupinou ČEZ, která se na tomto vývojovém projektu podílí a dokončuje výstavbu první ověřovací instalace.

Stručný výtah z článku, který vyšel v časopise Energie 21 č. 2/2016.

Vírová turbína vznikla již v roce 1999 na pracovišti VUT v Brně, odboru fluidního inženýrství V. Kaplana. Jde o zcela nový typ turbíny, pro kterou ale není třeba stavět nové vodní dílo – jen se jednoduše připojí k hladině u stávajícího jezu.

Turbína byla vyvinuta především z podnětu a pro potřeby provozovatelů malých vodních elektráren. Cílem bylo vytvořit stroj s nízkými provozními náklady a relativně, vzhledem k nízkým spádům říčních toků, s vysokou hydraulickou účinností.

Vírová turbína v základním provedení se dvěma lopatkami pracuje spolehlivě při spádech nižších než čtyři metry. U vyšších spádů však může být náchylná ke kavitaci. Proto bylo nutné provést ještě množství dalších výpočtů a experimentů pro rozšíření provozního pásma vírových turbín. Výzkum tak vyžadoval další náklady pro výrobu funkčních vzorků a prototypů. Nabídka spolupráce přišla od firmy ČEZ, a. s., která pak po dobu 2,5 roku výzkum vírových turbín na VUT v Brně financovala.

Varianta této vírové turbíny byla úspěšně odzkoušena v laboratoři Odboru fluidního inženýrství V. Kaplana a vystavena na Mezinárodním strojírenském veletrhu v Brně.

Současně bylo firmou ČEZ rozhodnuto o stavbě malé vodní elektrárny v lokalitě Želina, kde budou v průběhu roku 2016 umístěny dvě násoskové vírové turbíny vyvinuté speciálně pro tuto lokalitu.

Vývojová etapa vírových turbín se nezastavila a pokračuje v rámci interního výzkumu pracoviště za účasti studentů odboru Fluidního inženýrství i nadále v mezioborovém duchu. Důkazem je varianta s prstencovým generátorem, která spojila na první pohled dva principiálně odlišné stroje, vodní kolo a generátor, do jednoho. Modelové laboratorní zkoušky na prototypu o velikosti oběžného kola 200 mm prokázaly funkčnost syntézy původní dvojice spolupracujících zařízení a současně bylo dosaženo snížení měrné hmotnosti vírové turbíny na jednotku instalovaného výkonu.*

Prof. Ing. František Pochylý, CSc., Ing. Martin Hudec, doc. Ing. Vladimír Habán, Ph.D., a doc. Ing. Pavel Rudolf, Ph.D., VUT Brno