FDB System – DiffCon – Vanninjeksjon i sugerør

DiffCon skyter vann tangentielt inn i sugerøret på Francis-turbiner for å stabilisere strømningsfeltet, redusere trykkpulsasjoner og laster på akslingen. Ved å installere DiffCon kan kraftverk øke driftsområdet for Francis-turbiner og spesielt utnytte dellastkjøring.

FDB har utviklet DiffCon siden 2004, i samarbeid med norske kraftselskap. Dette partnerskapet har fortsatt og DiffCon blir nå utviklet av FDB i samarbeid med Statkraft. Det grunnleggende prinsippet er at systemet forsøker å kontrollere den totale rotasjonen i sugerøret, som er definert som integralverdien av produktet av tangentiell og aksiell hastighet over tverrsnittsarealet. Strømningen blir naturlig ustabil i et visst område der store virvler og trykkpulsasjoner dominerer. Ved å injisere vann med høy hastighet inn i sugerørsstrømningen, påvirker man dette ustabile området og får en roligere maskin.

FDB tilbyr design av komplett injeksjonssystem, inkludert:

  • Planlegging av høytrykks vannuttak
  • Rørføring
  • Kontrollventiler
  • Kontroll- og instrumenteringsløsninger
  • Injeksjonsdyser

FDB lager også underlag for og veileder det mekaniske arbeidet i stasjonen.

Vi har hittil installert fire DiffCon-systemer:

Håkon Francke i FDB undersøkte fysikken bak sugerørsinjeksjon og optimaliserte designparametre for DiffCon i sitt PhD-prosjekt på NTNU.

Principal sketch of DiffCon on a Francis Draft tube

Figur 1: Prinsippskisse av DiffCon på Francis sugerør

Figur 2: DiffCon brukergrensesnitt (HMI)