خصائص مولد التوربينات المائية مقارنة بمولد التوربينات البخارية

بالمقارنة مع مولد التوربينات البخارية، فإن مولد الطاقة الكهرومائية لديه الخصائص التالية:
(1) السرعة منخفضة. محدودة برأس الماء، وسرعة الدوران عادة ما تكون أقل من 750 دورة في الدقيقة، وبعضها عشرات الدورات في الدقيقة فقط.
(2) عدد الأقطاب المغناطيسية كبير. نظرًا لانخفاض السرعة، لتوليد طاقة كهربائية بتردد 50 هرتز، يلزم زيادة عدد الأقطاب المغناطيسية، بحيث يظل المجال المغناطيسي لملفات الجزء الثابت قابلًا للتغيير بمعدل 50 مرة في الثانية.
(3) هيكل كبير الحجم ووزن منخفض، مما يؤدي إلى انخفاض السرعة. من ناحية أخرى، في حالة رفض الحمل، لتجنب تمزق الأنابيب الفولاذية بسبب المطرقة المائية القوية، يلزم إغلاق ريشة التوجيه في حالات الطوارئ لفترة طويلة، مما يؤدي إلى زيادة كبيرة في سرعة دورانها. لذلك، يجب أن يكون وزن الدوار كبيرًا وقوة القصور الذاتي.
(4) يُستخدم المحور الرأسي بشكل عام. لتقليل شغل الأرض وتكاليف التشغيل، تعتمد محطات توليد الطاقة الكهرومائية الكبيرة والمتوسطة الحجم عادةً المحور الرأسي.

يمكن تقسيم المولدات الهيدروليكية إلى أنواع عمودية وأفقية وفقًا للترتيب المختلف لأعمدتها الدوارة: يمكن تقسيم المولدات الهيدروليكية العمودية إلى أنواع معلقة ومظلية وفقًا للمواضع المختلفة لمحامل الدفع الخاصة بها.
(1) مولد الهيدروجين المعلق. يتم تثبيت محمل الدفع في الجزء الأوسط أو العلوي من الإطار العلوي للدوار، مما يوفر تشغيلًا مستقرًا وصيانة مريحة، ولكن ارتفاعه كبير واستثماره كبير.
(2) مولد الطاقة الكهرومائية المظلي. يُركّب محمل الدفع في مركز جسم التوربين أو في الجزء العلوي منه. عادةً، نظرًا لحجم هيكلها الكبير، يُفضّل استخدام نوع المظلة في المولدات الكهرومائية الكبيرة متوسطة ومنخفضة السرعة، وذلك لتقليل ارتفاع الوحدة، وتوفير الفولاذ، وتقليل تكلفة المصنع. في السنوات الأخيرة، طُوّر هيكل تثبيت محمل الدفع على الغطاء العلوي للتوربين المائي، مما يُتيح تقليل ارتفاع الوحدة.

2. المكونات الرئيسية
يتكون المولد الهيدروليكي بشكل أساسي من الجزء الثابت، والدوار، ومحمل الدفع، ومحامل التوجيه العلوية والسفلية، والإطارات العلوية والسفلية، وجهاز التهوية والتبريد، وجهاز الكبح وجهاز الإثارة.
(١) الجزء الثابت. هو مُكوّن لتوليد الطاقة الكهربائية، ويتكوّن من لفّ، ولبٍّ حديديّ، وغطاء. ونظرًا لكبر قطر الجزء الثابت في المولدات الكهرومائية الكبيرة والمتوسطة، فإنه يتكوّن عادةً من أجزاء للنقل.
(2) الدوار. إنه جزء دوار يولد مجالًا مغناطيسيًا، ويتكون من دعامة وحلقة عجلة وقطب مغناطيسي. حلقة العجلة عبارة عن مكون على شكل حلقة يتكون من صفيحة حديدية على شكل مروحة. يتم توزيع الأقطاب المغناطيسية خارج حلقة العجلة، وتستخدم حلقة العجلة كمسار للمجال المغناطيسي. يتم تجميع جديلة واحدة من الدوار الكبير والمتوسط ​​الحجم في الموقع، ثم يتم تسخينها وتغليفها على العمود الرئيسي للمولد. في السنوات الأخيرة، تم تطوير هيكل بدون عمود دوار، أي أن دعامة الدوار مثبتة مباشرة على الطرف العلوي للعمود الرئيسي للتوربين. أكبر ميزة لهذا الهيكل هي أنه يمكن أن يحل مشاكل جودة المسبوكات الكبيرة والمطروقات التي تسببها الوحدة الكبيرة؛ بالإضافة إلى ذلك، يمكن أن يقلل أيضًا من وزن رفع الدوار وارتفاع الرفع، وذلك لتقليل ارتفاع المصنع وتحقيق قدر معين من الاقتصاد في بناء محطة الطاقة.
(3) محمل الدفع. هو جزء يتحمل الوزن الإجمالي للجزء الدوار من الوحدة والدفع الهيدروليكي المحوري للتوربين.
(4) نظام التبريد. يستخدم المولد الهيدروجيني عادةً الهواء كوسيط تبريد لتبريد الجزء الثابت، ولفائف الدوار، ولب الجزء الثابت. غالبًا ما تعتمد المولدات المائية صغيرة السعة على التهوية المفتوحة أو الأنبوبية، بينما تعتمد المولدات المائية كبيرة ومتوسطة الحجم على التهوية ذاتية الدوران المغلقة. لتحسين شدة التبريد، تعتمد بعض لفائف المولدات المائية عالية السعة على وضع التبريد الداخلي لموصل مجوف يمر مباشرة عبر وسيط التبريد، ويستخدم وسيط التبريد الماء أو وسطًا جديدًا. يتم تبريد لفائف الجزء الثابت والدوار داخليًا بالماء، ووسط التبريد هو الماء أو وسط جديد. تُسمى لفائف الجزء الثابت والدوار التي تعتمد على التبريد الداخلي بالماء التبريد الداخلي المزدوج بالماء. تُسمى لفائف الجزء الثابت والدوار ولب الجزء الثابت التي تعتمد على التبريد المائي التبريد الداخلي الكامل بالماء، بينما تُسمى لفائف الجزء الثابت والدوار التي تعتمد على التبريد الداخلي بالماء التبريد الداخلي شبه المائي.
طريقة أخرى لتبريد المولدات المائية هي التبريد التبخيري، حيث يتم توصيل الوسط السائل بموصل المولد المائي للتبريد التبخيري. يتميز التبريد التبخيري بميزة التوصيل الحراري لوسط التبريد، حيث تكون الموصلية الحرارية لوسط التبريد أعلى بكثير من الموصلية الحرارية للهواء والماء، مما يُقلل من وزن الوحدة وحجمها.
(5) إن جهاز الإثارة وتطويره يشبهان بشكل أساسي أجهزة الطاقة الحرارية.