WWS FRANCIS-TURBINE

SOLID & DURABLE

Die Geschichte der Francis-Turbine

Der amerikanische Ingenieur James B. Francis entwickelte 1849 die nach ihm benannte Francis-Turbine. 1913 wurde aus der Francis-Turbine durch den österreichischen Professor Viktor Kaplan die Kaplan-Turbine entwickelt.

Einsatzbereich von Francis-Turbinen

Francis-Turbinen eignen sich bestens für mittlere Fallhöhen (10-200m) und mittlere Durchflussmengen. Sie können sowohl in Laufkraft- als auch Speicherkraftwerken eingesetzt werden und sind der am weitesten verbreitete Turbinentyp.

WWS Francis Turbinen mit horizontaler Ausrichtung
WWS Francis Turbinen mit horizontaler Ausrichtung

Abhängig von Ihren individuellen Anforderungen hat WWS die passende Lösung

  • Horizontale Francis-Turbine
  • Vertikale Francis-Turbine

Durch die laufende Weiterentwicklung der Francis Turbine kann ein Wirkungsgrad von bis zu 95% erreicht werden, weiters werden durch die direkte Kopplung mit dem Generator zusätzlich Lagerverluste vermieden und der Gesamtwirkungsgrade dadurch erhöht.

„Alles aus einer Hand“ – Treu unserem Firmenmotto liefern wir auch das erforderliche Zubehör zu Ihrer Turbine. Dazu zählen sämtliche Stahlwasserbauteile, Steuerungselemente und vieles mehr.

Funktionsweise der Francis-Turbine

Das Wasser wird bei der Francis-Turbine durch die spiralförmige Zuleitung in Form einer Stahlspirale über das feststehende Leitrad und die beweglichen Leitschaufeln zum Laufrad geleitet. Die beweglichen Leitschaufeln ermöglichen die Regelung der Wassermenge. Im Laufrad wird das Wasser um 90° umgelenkt. Die dabei frei werdende Energie versetzt das Laufrad und den meist direkt gekoppelten Generator in eine Drehbewegung. Da der Wasserdruck beim Laufradeintritt nicht gleich dem Wasserdruck beim Laufradaustritt ist, spricht man bei der Francis-Turbine von einer Überdruckturbine.

Turbinenhaus Design für Francis von WWS Wasserkraft
Turbinenhaus Design für Francis von WWS Wasserkraft

Weiterentwicklung der Francis Turbine durch WWS Wasserkraft

Da Francis Turbinen ein sehr breites Spektrum an Fallhöhe abdecken, bedarf es auch hier an kontinuierlicher Weiterentwicklung, sowohl bei den eingesetzten Materialen als auch bei den hydraulischen Eigenschaften der Turbinen.

Bei WWS werden hierfür unterschiedlichste spezifische Schnellläufigkeiten (Nq) eingesetzt, welche mittels modernster CFD-Simulationen errechnet werden. Die Auslegungsgrundlagen dafür bieten die Berechnungen nach Thomann und Siervo.

Die daraus ermittelten Laufradgeometrien werden in dem bewährten X-Blade Design ausgeführt, um höchste Effizienzen und beste Anti-Kavitationseigenschaften zu erreichen.

CFD-Simulation eine Francis Spirale zur Laufradoptierung
CFD-Simulation eine Francis Spirale zur Laufradoptierung

Referenzprojekte

Dagbasi 1-3
Türkei 2013
3 x 3.538 kW Francis
Q = 3,20 m³/s – H = 125 m
Lepenci 3
Kosovo 2017
1.344 kW Francis
Q = 1,33 m³/s – H = 114,17 m
KW Überwachs 1
Österreich 2010
1.185 kW Francis
Q = 1,90 m³/s – H = 70 m
Berdu 1
Rumänien 2013
1.036 kW Francis
Q = 3,00 m³/s – H = 38,5 m