Power house arrangements and hydraulic

Fig.9 Solbergfoss Kaplan turbine P=100 MW H=20 m n=79 RPM (courtesy Kværner) 

---

Fig. 10 The Kaplan turbine for Solbergfoss Norway 
The thrust bearing is also in some cases located in the turbine pit below the generator, where 
the weight of the rotating parts is transferred via the turbine head cover to the stay ring. The 
alternative will be to locate the bearing on top of the generator and transfer the forces by 
cross beams through the generator support. 
A picture of the anchoring the stay ring of a Kaplan turbine is shown in fig. 12 for illustration 
of a concrete spiral casing where all hydraulic forces are transferred to the concrete.

---

Fig. 12 Concrete spiral casing and stay ring with anchoring bars. 
 
The Kaplan Bulb turbines are the horizontal version of the Kaplan turbines.
The design of these turbines is characterised by having both essential turbine parts and the 
generator inside a bulb, which have given the name of this turbine type. Further a horizontal 
shaft is characteristic for a Bulb turbine as well as a conical arrangement of the guide vanes 
and the straight horizontal draft tube.
By locating the generator in the bulb upstream of the turbine this part is forms the inlet 
conduit together with the outer steel liming of the concrete. The upstream bulb including 
the generator is normally delivered by the generator manufacturer.
In fig.13 the design of a complete Kaplan Bulb unit is shown including generator, draft tube 
and inlet gate. The name of the power plant is Bingsfoss, which is located in Norway. The 
turbines are delivered by KVÆRNER.

---

 
Fig.13 The Kaplan Bulb turbine for Bingsfoss Power Plant 
For this plant there are no draft tube gate. Instead there is a stop log system for dewatering 
of the turbine if a main repair should be made. The reason for this is the individual 
servomotor system of the guide vanes with a back up pressure system. A speciality used in 
this case is that it is possible to open each one of the guide vanes individually by means of 
the individually controlled servomotors (one for each guide vanes). With this system it is 
possible to flush out pieces of wood or other objects which might be jammed in between the 
guide vanes without any disturbance of the power production. The generator brakes are also 
dimensioned for stopping the aggregates with two fully opened guide vanes.
The data for the turbines for Bingfoss power plant are P=10.8MW, H=5.0m and 
n=71.4RPM. The runner diameter is 6.05m. 
The main parts in a Kaplan Bulb turbine downstream of the generator, shown in fig.14, 
includes the stress carrying parts transferring the axial- and radial forces from the 
downstream conical parts of the bulb (5) to the outer conical plate structure (6) through the 
struts (7) including the access to the turbine pit inside the bulb. 

---