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Turbinen & Absperrorgane von Voith
Turbinen & Absperrorgane

Zuverlässige Lösungen für jede Anforderung

Einer der weltweit führenden Anbieter von hydraulischen Maschinen

    Seit über 100 Jahren entwickelt, baut und installiert Voith hydraulische Maschinen für die Wasserkraftnutzung.

    In dieser Zeit hat Voith die Entwicklung der unterschiedlichen Turbinentypen entscheidend mit geprägt. Tausende von Wasserkraftwerken weltweit wurden mit Turbinen von Voith ausgestattet. Jahrzehntelange Erfahrung, basierend auf der Auswertung von Betriebsergebnissen unserer Lieferungen, ist uns Stolz und Verpflichtung zugleich.

    1870
    Die erste hydraulische Turbine von Voith wurde 1870 gebaut.

    Unser Produktportfolio

      Francisturbinen

      Voith Francisturbine
      Von Anfang an steht die Entwicklung von Francisturbinen synonym für das Unternehmen Voith. Bereits 1873 installierte Voith die erste Francis-Turbine, und verbesserte das ursprüngliche Design unter anderem durch bewegliche Leitschaufeln zur Regulierung der Turbine.

       

      Dank der jahrelangen kontinuierlichen Optimierung auf Basis der neuesten hydrodynamischen Forschungsergebnisse konnte Voith die weltweit größten und leistungsstärksten Francisturbinen entwickeln. Aufgrund ihres vielfältigen Anwendungsbereichs gehören weit über die Hälfte der von uns gebauten Turbinen zu diesem Typ. Wir haben Francisturbinen mit einem Laufraddurchmesser von bis zu neun Metern und einer Leistung von bis zu 800 MW erfolgreich in Betrieb genommen.

      Das Einsatzgebiet der Francisturbine liegt bei mittleren Fallhöhen bis 600 m und großen Wasserströmen. Aufgrund der hydraulischen Eigenschaften ergeben sich schnelldrehende, kompakte Maschinen, die für höchste Leistungen ausgelegt sind.

      Technische Daten:

      Leistung bis zu 800 MW
      Fallhöhe bis zu 600 m
      Laufraddurchmesser bis zu 9 m


       

      Kaplanturbinen

      Voith Kaplanturbine
      Im Jahre 1913 hatte unser Unternehmen als eines der ersten die Bedeutung der Erfindung Viktor Kaplans erkannt und gemeinsam mit ihm Versuche durchgeführt. Seither haben Tausende von Kaplanturbinen unsere Werkshallen verlassen. Dazu zählen die leistungsstärksten und größten der Welt mit einer Leistung von bis zu 200 MW und einem Laufraddurchmesser von bis zu 10,5 m.

       

      Unser abgestuftes Lieferprogramm bietet für jeden Bedarfsfall die wirtschaftlich beste Lösung. Den Schwerpunkt bilden maßgeschneiderte Turbinen im hohen Leistungsbereich. Kaplanturbinen kommen hauptsächlich in Flusskraftwerken mit geringer Fallhöhe bis 50 m und hohem Wasserdurchfluss zum Einsatz.

      Technische Daten:

      Leistung bis zu 350 MW
      Fallhöhe bis zu 90 m
      Laufraddurchmesser bis zu 12 m

       

      Peltonturbinen

      Voith Peltonturbine
      Peltonturbinen beinhalten eine Reihe von besonderen Strömungseigenschaften, deren Simulation äußerst schwierig ist. Das Zusammenwirken von Wasserstrahl und Becher ist extrem kurzzeitig und hängt von der Bewegungsgeometrie der Becher ab. Eine noch größere Herausforderung ist das Multiphasensystem aus Luft und Wasser, das die Formation des freien Strahls und den Durchfluss durch die Becher bestimmt. In der Vergangenheit wurde die Entwicklung einer Strömungssimulation, die eine realistische Analyse dieser Phänomene erlaubt, als nicht realisierbar angesehen.

       

      Die Numerik-Forschungsgruppe bei Voith hat dieses Problem bei der Simulation des für die Pelton-Hydraulik typischen Becher-Durchflusses überwunden. Simulationsergebnisse und Forschungsdaten haben bemerkenswerte Ergebnisse hervorgebracht. Konstrukteure sind mit den komplexen Becherströmen inzwischen weitaus besser vertraut, was wiederum in einer soliden Basis für die Entwicklung von neuen Becher-Profilen resultiert und damit letztendlich zu noch besseren Peltonturbinen. Hierzu zählen Einheiten mit Leistungen bis 300 MW und einem Laufraddurchmesser bis 5 m, die wir erfolgreich in Betrieb genommen haben.

      Unser Lieferprogramm bietet für jeden Bedarfsfall eine wirtschaftliche Lösung. Den Schwerpunkt bilden maßgeschneiderte Turbinen im hohen Leistungsbereich.

      Technische Daten:

      Leistung bis zu 300 MW
      Fallhöhe bis zu 1500 m
      Laufraddurchmesser bis zu 5 m

       

      Rohr- /Pitturbinen

      Rohr-/Pitturbine
      Die hydraulische Erschließung, das Design und die Herstellung von Rohr-/ Pitturbinen wurde jahrzehntelang wesentlich durch Voith beeinflusst. Die spezifischen Projektanforderungen bestimmen, welche hydroelektrische Ausrüstung die jeweils beste Lösung darstellt. Die Anwendung der Rohr- und Pitturbineneinheiten hat einzigartige Vorteile. Ihr Design ermöglicht eine gute Zugänglichkeit verschiedener Komponenten und sichert lange, zuverlässige Laufzeiten.

      Ein höherer Volllastwirkungsgrad und höhere Flusskapazitäten von Rohr- und Pitturbinen können im Vergleich zu vertikalen Kaplanturbinen viele Vorteile bringen. In der allgemeinen Bewertung eines Projekts mit niedriger Fallhöhe führt die Anwendung von Rohr-/ Pitturbinen zu einer höheren jährlichen Energieausbeute und geringeren relativen Baukosten.

      Technische Daten:

      Leistung bis zu 80 MW
      Fallhöhe bis zu 30 m
      Laufraddurchmesser bis zu 8,5 m

       

      Pumpturbinen

      Voith Pumpturbine
      1937 hat Voith die erste große Pumpturbine gebaut, die sowohl als Turbine wie auch – in entgegengesetzter Drehrichtung – als Pumpe arbeitet. Annährend 200 Pumpturbinen mit einer Gesamtleistung von über 25 000 MW sind seither in Betrieb gegangen. Leistungen von 10 bis 500 MW pro Maschine und Fallhöhen von bis zu 700 m waren zu bewältigen.

       

      Der technologische Stand für dieses Produkt in unserem Unternehmen wird kontinuierlich weiterentwickelt und schließt neueste Erkenntnisse für Maschinen mit variabler Drehzahl und großen Fallhöhenbereichen ein. Diese Maschinen haben sich in der Praxis als extrem zuverlässig erwiesen. Es macht dabei keinen Unterschied, ob eine reversible Pumpturbine oder eine optimierte Kombination aus Turbine und Pumpe benötigt wird.

      Technische Daten:

      Leistung bis zu 500 MW
      Fallhöhe bis zu 700 m
         

       

      Anwendungsbereich und Entwicklung unserer Turbinen

        Zurück zu den Ursprüngen: Geschichte der Wasserkraftturbinen bei Voith

          Historische Meilensteine

          • 1870: Beginn der Fertigung von Hydraulikturbinen
          • 1873: Bau der ersten Francis-Turbine
          • 1903: Erster Auftrag aus den USA (Hamilton, Niagarafälle)
          • 1908: Gründung des Labors "Brunnenmühle".
          • 1913: Unterstützung von Viktor Kaplan bei der Entwicklung von Kaplanturbinen

          Absperrorgane - Voith Regeltechnik für Turbinen

            Kugelventil in unserem Werk in Shanghai, China
            Kugelventil in unserem Werk in Shanghai, China

            Bereits vor mehr als hundert Jahren wurden bei Voith mechanisch/hydraulische Regeleinrichtungen für Wasserturbinen konstruiert. Die hohen Verstellkräfte und kurzen Schließzeiten können rein mechanisch nicht bewältigt werden. Bei langen Druckleitungen eines Wasserkraftwerks kann das Hochdruckende mit einem Voith-Verschlussventil ausgestattet werden, um die Wasserversorgung der Turbine abzuschalten. Dies ermöglicht die Turbinenentwässerung für Inspektion und Wartung, ohne die Druckleitung zu entwässern.

            1925
            Voith Hydro liefert seit 1925 kundenspezifische Absperrventile.

            Ihr Ansprechpartner für Wasserkraftturbinen - Wie können wir Ihnen helfen?

              Ihr regionaler Ansprechpartner

              Umweltfreundliche Wasserkraftanlagen

                Umweltfreundliche Wasserkraftanlagen

                Minimale Umweltbelastung

                Bei allen Formen der Energieerzeugung müssen die Vor- und Nachteile sorgfältig gegeneinander abgewogen werden. Voith bringt über 100 Jahre Erfahrung in der Wasserkraft mit. Seit Beginn der Wasserkraftaktivitäten steht die Weiterentwicklung der Technologie zur Verringerung von Umweltauswirkungen im Zentrum unserer Forschungs- und Entwicklungsarbeit. Ein besonderer Fokus lag in den letzten 50 Jahren auf der Bereitstellung sicherer Fischwege. Dafür entwickelt Voith in seinen Labors analytische und physikalische Modelle. Außerdem entwickelt Voith seit 20 Jahren schmierungsfreie Technologien, um die Wasserqualität sicherzustellen.

                Seit den 1990er Jahren arbeitet Voith an Konzepten für Fischwege, mit deren Hilfe Fische die Turbinen sicher überwinden können. Das Ziel: Bei gleichzeitiger Minimierung von Kosten und Leistungsverlust soll die Fischwanderung an dem betreffenden Wasserkraftwerk auch nach dessen Bau unvermindert weiter stattfinden.

                Minimum Gap Runner

                Voith Minimum Gap Runner
                Turbinen mit verstellbaren Schaufeln wie beispielsweise Kaplan- oder Bulbturbinen haben verstellbare Blattwinkel und weisen Spalte an den inneren und äußeren Blattkanten auf. Diese Spalte können Spaltströme und letztlich Wirbel verursachen. Die infolge dieser Nebenströme eintretenden schnellen Druckänderungen und niedrigen Absolutdrücke sowie die höhere Wassergeschwindigkeit und Scherkräfte sind potenziell gefährlich für die durch die Turbine schwimmenden Fische.

                Um Schäden an der Fischpopulation zu verhindern, entwickelte Voith im Rahmen des vom US-Energieministerium aufgelegten Programms "Advanced Hydro Power Turbine System (AHTS)" die Minimum Gap Runner-Technologie (MGR).

                Die MGR-Blätter sind passgenau an eine kugelförmige Nabe und Peripherie angepasst, so dass die Spaltgröße über die gesamte Neigungsbreite hinweg konstant bleibt. Der minimierte Spalt wirkt sich nicht nur positiv auf die Überlebensrate der Fische aus, sondern verbessert auch die Effizienz der Turbine.

                In den letzten zehn Jahren kam die MGR-Technologie an mehreren großen Axialströmungsanlagen zum Einsatz, darunter dem Wanapum Dam, betrieben vom Public Utility District von Grant County (Washington), dem vom Corps of Engineers der amerikanischen Armee betriebenen Bonneville Dam und den Projekten am Ohio River der American Municipal Power.

                Mit den MGR-Anlagen überleben nachweislich mehr als 95% der Fischpopulation.  

                Ölfreie Naben

                Voith ölfreie Naben
                Laufradnaben mit verstellbaren Blättern sind in der Regel mit Drucköl gefüllt. Dieses Öl schmiert die Zapfenlager der Laufradblätter und die verschiebbaren Teile des Mechanismus in der Nabe. Um das Risiko austretenden Öls auszuräumen, entwickelt und installiert Voith seit 1985 ölfreie Lösungen.

                Drucköl wurde durch selbstschmierende Materialien ersetzt. Das verhindert nicht nur die unabsichtliche Abgabe von Schmieröl an die Umwelt, sondern sorgt auch für einfache Wartung, weniger Reibung und gute Laufeigenschaften der Lager, ohne dass größere Servomotoren benötigt werden.

                Aerating Turbine Technologie

                Aerating Turbine Technologie
                Voith ist führender Anbieter von Belüftungslösungen, mit denen die Aufnahme von gelöstem Sauerstoff unterhalb des Wasserkraftwerks erhöht wird. Damit adressieren wir ein häufiges Problem, dem die Betreiber von Wasserkraftwerken ausgesetzt sind: Das Wasser in den Unterläufen vieler Reservoirs enthält zu wenig gelösten Sauerstoff.

                So genannte Niederdruckbereiche unterhalb des Laufrades können häufig dafür genutzt werden, um während des Betriebs Umgebungsluft in die Turbine zu saugen. Diese als Auto-Venting Turbines bezeichneten Anlagen sind eine besonders wirtschaftliche Mehtode, dem Wasser große Mengen Sauerstoff beizumischen.

                Es gibt in der Regel drei verschiedene Optionen für die Belüftung durch eine Auto -Venting Turbine: die verteilte, zentrale oder periphere Belüftung. Die Belüftungsleistung wird von der Wechselwirkung zwischen den hereinströmenden Luftblasen und dem Umgebungswasser bestimmt, da diese die Drücke an der Lufteinleitstelle die daraus resultierenden Luftströme sowie die effiziente Aufnahme des gelösten Sauerstoffs und die Turbinenleistung beeinflusst.

                Bei jedem Projekt fließen standortspezifische Eigenschaften ein, sowie die geplante Konstruktion der Anlage und die gewünschte Betriebsart. Anhand dieser Faktoren werden hausinterne Berechnungen zur Luftblasenmodellierung durchgeführt.  Auf dieser Grundlage bietet Voith den Kunden diejenigen Belüftungslösungen an, die das beste Kosten-Nutzen-Verhältnis bieten: So viel Aufnahme und so wenig Kosten wie möglich.

                Alden Turbine

                Alden Turbine
                Eine der neuesten Verbesserungen im Bereich der Fischfreundlichkeit von Wasserkraftwerken ist das innovative Laufradkonzept des amerikanischen Forschungslabors Alden. Die sogenannte Alden-Turbine dreht sich langsamer und hat nur drei Rotorblätter. Das reduziert die kollisionsbedingte Fischsterblichkeit. Das Konzept wurde von Voith in der Ausführungsplanung weiter optimiert und anschließend im hydraulischen Versuchslabor in York, Pennsylvania, USA, auf den Prüfstand gestellt.

                Die Form der Rotorblätter verringert die Scherkräfte, Druckschwankungen und Mindestdrücke innerhalb der Wasserführung, damit die Fische besser durch die Turbine hindurchschwimmen können. Je nach Fischart liegt die Überlebensrate erwachsener Tiere zwischen 98 und 100%.

                Dank der Finanzierung durch das US-Energieministerium, das Electric Power Research Institute (EPRI) und weitere Partner aus der Industrie ist es dem Alden Laboratory in Zusammenarbeit mit Voith gelungen, die Leistungskurven des Turbinenmodells zu verbessern und gleichzeitig die fischfreundlichen Eigenschaften beizubehalten. Ein weiteres Ziel der Entwicklungspartner war es, die Kosten für die Turbine gering zu halten, ohne die erzielte Verbesserung der Fisch-Überlebensrate aufzugeben.

                Die Vorteile auf einen Blick:

                • geringere kollisionsbedingte Fischsterblichkeit
                • Optimierung der Anzahl von Schaufelblättern und Leitschaufeln
                • Verbesserung des hydraulischen Profils der einzelnen Komponenten
                • verringerte Rotationsgeschwindigkeit
                • optimierte Wasserführungsgeometrien, um den Gegebenheiten des Fischaufstiegs Rechnung zu tragen
                • Environmentally-friendly turbine design

                  Environmentally-friendly turbine design

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