Σε σύγκριση με την ατμοστρόβιλο, η υδρογεννήτρια έχει τα ακόλουθα χαρακτηριστικά:
(1) Η ταχύτητα είναι χαμηλή. Περιορισμένη από το ύψος του νερού, η ταχύτητα περιστροφής είναι γενικά μικρότερη από 750r/min, και μερικές είναι μόνο δεκάδες στροφές ανά λεπτό.
(2) Ο αριθμός των μαγνητικών πόλων είναι μεγάλος. Επειδή η ταχύτητα είναι χαμηλή, για να παραχθεί ηλεκτρική ενέργεια 50Hz, είναι απαραίτητο να αυξηθεί ο αριθμός των μαγνητικών πόλων, έτσι ώστε το μαγνητικό πεδίο της κοπής της περιέλιξης του στάτη να μπορεί να αλλάζει 50 φορές ανά δευτερόλεπτο.
(3) Η δομή είναι μεγάλη σε μέγεθος και βάρος. Αφενός, η ταχύτητα είναι χαμηλή. Αφετέρου, σε περίπτωση απόρριψης φορτίου της μονάδας, προκειμένου να αποφευχθεί η ρήξη του χαλύβδινου σωλήνα που προκαλείται από ισχυρό υδραυλικό πλήγμα, ο χρόνος κλεισίματος έκτακτης ανάγκης του οδηγού πτερυγίου απαιτείται να είναι μεγάλος, αλλά αυτό θα προκαλέσει πολύ μεγάλη αύξηση της ταχύτητας της μονάδας. Επομένως, ο ρότορας πρέπει να έχει μεγάλο βάρος και αδράνεια.
(4) Γενικά υιοθετείται ο κατακόρυφος άξονας. Προκειμένου να μειωθεί η χρήση γης και το κόστος των εγκαταστάσεων, οι μεγάλες και μεσαίες υδροηλεκτρικές γεννήτριες γενικά υιοθετούν κατακόρυφο άξονα.
Οι υδρογεννήτριες μπορούν να χωριστούν σε κάθετους και οριζόντιους τύπους ανάλογα με τη διαφορετική διάταξη των περιστρεφόμενων αξόνων τους: οι κάθετες υδρογεννήτριες μπορούν να χωριστούν σε κρεμαστούς τύπους και τύπους ομπρέλας ανάλογα με τις διαφορετικές θέσεις των ωστικών ρουλεμάν τους.
(1) Κρεμαστός υδρογονοθερμαντήρας. Το ωστικό ρουλεμάν εγκαθίσταται στο κέντρο ή στο άνω μέρος του άνω πλαισίου του ρότορα, το οποίο έχει σταθερή λειτουργία και εύκολη συντήρηση, αλλά το ύψος είναι μεγάλο και η επένδυση στην εγκατάσταση είναι μεγάλη.
(2) Υδρογεννήτρια ομπρέλας. Το ωστικό ρουλεμάν εγκαθίσταται στο κεντρικό σώμα ή στο άνω μέρος του κάτω πλαισίου του ρότορα. Γενικά, οι μεγάλες υδρογεννήτριες μεσαίας και χαμηλής ταχύτητας θα πρέπει να υιοθετούν τον τύπο ομπρέλας λόγω του μεγάλου δομικού τους μεγέθους, έτσι ώστε να μειωθεί το ύψος της μονάδας, να εξοικονομηθεί χάλυβας και να μειωθεί η επένδυση στις εγκαταστάσεις. Τα τελευταία χρόνια, έχει αναπτυχθεί η δομή εγκατάστασης του ωστικού ρουλεμάν στο επάνω κάλυμμα του υδροστροβίλου και το ύψος της μονάδας μπορεί να μειωθεί.
2. Κύρια εξαρτήματα
Η υδρογεννήτρια αποτελείται κυρίως από στάτορα, ρότορα, ωστικό ρουλεμάν, άνω και κάτω ρουλεμάν οδηγών, άνω και κάτω πλαίσια, συσκευή εξαερισμού και ψύξης, συσκευή φρεναρίσματος και συσκευή διέγερσης.
(1) Στάτορας. Είναι ένα εξάρτημα για την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας, το οποίο αποτελείται από περιέλιξη, πυρήνα σιδήρου και κέλυφος. Επειδή η διάμετρος του στάτη των μεγάλων και μεσαίων υδροηλεκτρικών γεννητριών είναι πολύ μεγάλη, αποτελείται γενικά από τμήματα για μεταφορά.
(2) Ρότορας. Είναι ένα περιστρεφόμενο μέρος που παράγει μαγνητικό πεδίο, το οποίο αποτελείται από στήριξη, δακτύλιο τροχού και μαγνητικό πόλο. Ο δακτύλιος τροχού είναι ένα δακτυλιοειδές εξάρτημα που αποτελείται από σιδερένια πλάκα σε σχήμα βεντάλιας. Οι μαγνητικοί πόλοι κατανέμονται έξω από τον δακτύλιο τροχού και ο δακτύλιος τροχού χρησιμοποιείται ως διαδρομή του μαγνητικού πεδίου. Ένα σκέλος μεγάλου και μεσαίου μεγέθους ρότορα συναρμολογείται επί τόπου και στη συνέχεια θερμαίνεται και τοποθετείται στον κύριο άξονα της γεννήτριας. Τα τελευταία χρόνια, έχει αναπτυχθεί η δομή χωρίς άξονα του ρότορα, δηλαδή η στήριξη του ρότορα στερεώνεται απευθείας στο άνω άκρο του κύριου άξονα της γεννήτριας. Το μεγαλύτερο πλεονέκτημα αυτής της δομής είναι ότι μπορεί να λύσει τα προβλήματα ποιότητας των μεγάλων χυτών και σφυρήλατων που προκαλούνται από τη μεγάλη μονάδα. Επιπλέον, μπορεί επίσης να μειώσει το βάρος ανύψωσης του ρότορα και το ύψος ανύψωσης, έτσι ώστε να μειωθεί το ύψος της εγκατάστασης και να επιτευχθεί κάποια οικονομία στην κατασκευή του σταθμού παραγωγής ενέργειας.
(3) Ωστικό ρουλεμάν. Είναι ένα εξάρτημα που φέρει το συνολικό βάρος του περιστρεφόμενου μέρους της μονάδας και την αξονική υδραυλική ώθηση του στροβίλου.
(4) Σύστημα ψύξης. Ο υδρογονοθερμαντήρας συνήθως χρησιμοποιεί αέρα ως ψυκτικό μέσο για την ψύξη του στάτη, της περιέλιξης του ρότορα και του πυρήνα του στάτη. Οι υδρογεννήτριες μικρής χωρητικότητας συχνά υιοθετούν ανοιχτό ή αγωγό εξαερισμού, ενώ οι μεγάλες και μεσαίες υδρογεννήτριες συχνά υιοθετούν κλειστό αυτοκυκλοφορικό εξαερισμό. Προκειμένου να βελτιωθεί η ένταση ψύξης, ορισμένες περιελίξεις υδρογεννητριών υψηλής χωρητικότητας υιοθετούν την εσωτερική λειτουργία ψύξης με κοίλο αγωγό που διέρχεται απευθείας από το ψυκτικό μέσο και το ψυκτικό μέσο υιοθετεί νερό ή νέο μέσο. Οι περιελίξεις του στάτη και του ρότορα ψύχονται εσωτερικά με νερό και το ψυκτικό μέσο είναι νερό ή νέο μέσο. Οι περιελίξεις του στάτη και του ρότορα που υιοθετούν εσωτερική ψύξη με νερό ονομάζονται διπλή εσωτερική ψύξη με νερό. Οι περιελίξεις του στάτη και του ρότορα και ο πυρήνας του στάτη που υιοθετούν ψύξη με νερό ονομάζονται πλήρης εσωτερική ψύξη με νερό, αλλά οι περιελίξεις του στάτη και του ρότορα που υιοθετούν εσωτερική ψύξη με νερό ονομάζονται ημι-εσωτερική ψύξη με νερό.
Μια άλλη μέθοδος ψύξης μιας υδρογεννήτριας είναι η ψύξη με εξάτμιση, η οποία συνδέει το υγρό μέσο στον αγωγό της υδρογεννήτριας για ψύξη με εξάτμιση. Η ψύξη με εξάτμιση έχει το πλεονέκτημα ότι η θερμική αγωγιμότητα του ψυκτικού μέσου είναι πολύ μεγαλύτερη από αυτή του αέρα και του νερού και μπορεί να μειώσει το βάρος και το μέγεθος της μονάδας.
(5) Η διάταξη διέγερσης και η ανάπτυξή της είναι βασικά οι ίδιες με εκείνες των θερμικών μονάδων παραγωγής ενέργειας.
Ώρα δημοσίευσης: 01 Σεπτεμβρίου 2021
