Крупнейший в мире ЗМГ насосо-турбинный гидроагрегат ГАЭС Горнберг состоит из двухступенчатого центробежного насоса с двусторонним подводом воды, радиально-осевой гидротурбины и расположенной между ними синхронной электромашины мощностью 290 МВт [3]. Вал электромашины соединяется с валом насоса пусковым преобразователем, а с валом гидротурбины — механической ремонтной муфтой. Горизонтальный вал агрегата имеет общую длину 35 м и опирается на шесть горизонтальных подшипников — по два для каждой из трех машин.
Пусковой преобразователь выполнен в виде гидродинамической передачи с наружным диаметром корпуса 4 м и состоит из рабочего колеса турбины, неподвижно соединенного с валом основного насоса; рабочего колеса насоса, соединенного с валом электромашины, направляющего аппарата с подвижными лопастями; зубчатого сцепления и тормозного колеса. Лопатки направляющего аппарата гидродинамической передачи устанавливаются так, чтобы после заполнения преобразователя водой при синхронной частоте вращения электромашины основной насос ЗМГ агрегата быстро разгонялся до номинальной частоты вращения с незначительным пробуксированием за время примерно
10 с при передаваемой преобразователем мощности около 150 МВт. После достижения номинальной частоты вращения насоса автоматически включается зубчатое сцепление преобразователя, которое жестко соединяет между собой вал электромашины и насоса. Тормозное колесо преобразователя обеспечивает быструю остановку агрегата, что особенно необходимо при повреждении его подшипников. Ремонтная муфта имеет диаметр 2 м и длину 1 м. Она состоит из сцепного механизма, работающего под давлением масла и обеспечивающего соответствующее соединение и разъединение валов электромашины и основной турбины в течение 1 с.
Оригинальная компоновка ЗМВ насосотурбинного агрегата с расположением электромашины между насосом и гидротурбиной применена впервые на подземной ГАЭС Вальдек-П, что позволило снизить высоту агрегата на 7 м и приблизить его габариты к размерам соответствующего ему по напору, расходу и мощности ОА. Этот гидроагрегат состоит из высоконапорного одноступенчатого однозаходного центробежного насоса, радиально-осевой гидротурбины и синхронной электромашины зонтичного типа номинальной мощностью 266 МВт, расположенных на общем вертикальном валу. Диаметр неразъемного литого рабочего колеса насоса =411 см; лопасти направляющего аппарата насоса неподвижны и соединены с литой спиральной камерой круглого сечения. Рабочие колеса турбины и насоса жестко связаны с валом электромашины, и весь гидроагрегат имеет лишь два радиальных направляющих подшипника-подпятника и один аксиальный упорный. Вал рабочего колеса вращается в направляющем подшипнике с масляной смазкой, укрепленном на мощной верхней крышке. Подпятник агрегата воспринимает вес всех вращающихся частей (ротора, рабочего колеса и вала) и закреплен на массивной поддерживающей металлической конструкции, опирающейся на крышку насоса. Насос имеет сложную систему уплотнений с кольцами, смещаемыми в осевом направлении во избежание их повреждения при работе агрегата в генераторном (турбинном) режиме, когда вода удаляется из полости рабочего колеса сжатым воздухом.
В связи с такой компоновкой полости рабочих колес (турбины — в насосном режиме, насоса — в турбинном режиме) должны быть освобождены от воды во избежание значительных гидравлических потерь мощности, а в режиме синхронного компенсатора обе полости опорожняются одновременно. При смене режимов работы агрегата производится соответствующее маневрирование шаровыми затворами турбины и насоса, установленными со стороны всасывающей и отсасывающей труб и спиральных камер гидромашин. В любом режиме работы одно из рабочих колес агрегата вращается в воздухе, что вызывает потери мощности (вентиляционные и трения) в лабиринтных уплотнениях. Расположение рабочих шаровых затворов непосредственно у спиральных камер и колен всасывающих и отсасывающих труб гидромашин позволило ускорить наполнение и опорожнение соответствующих проточных частей и участков водоводов при переходных режимах работы агрегата. Для уменьшения высоты агрегата его подпятник установлен на крышке насоса, а направляющие подшипники турбины и насоса размещены ближе к уплотнениям их валов.