Hüdrogeneraatoreid on mitut tüüpi. Täna tutvustame üksikasjalikult aksiaalvooluga hüdrogeneraatorit. Aksiaalvooluga hüdrogeneraatori rakendusala on viimastel aastatel olnud peamiselt suure veesurve ja suurte mõõtmetega generaatorite väljatöötamine. Kodumaiste aksiaalvooluga turbiinide areng on samuti kiire. Ehitatud Gezhouba hüdroelektrijaamas on paigaldatud kahte tüüpi aksiaalvooluga labaturbiine, millest ühe jalakäijate läbimõõt on 11,3 m, mis on sarnaste turbiinide jalakäijate läbimõõt maailmas. Siin on keskmise aksiaalvooluga turbiini eelised ja puudused.
Aksiaalvooluturbiini eelised
Võrreldes Francise turbiiniga on aksiaalvooluturbiinil järgmised peamised eelised:
1. Suur erikiirus ja head energiaomadused. Seetõttu on selle ühiku kiirus ja ühiku voolukiirus suuremad kui Francise turbiinil. Samade pea ja väljundtingimuste korral saab see oluliselt vähendada hüdraulilise turbiingeneraatori suurust, vähendada seadme kaalu ja säästa materjalikulu, seega on sellel suur majanduslik kasu.
2. Aksiaalvooluturbiini jooksulabade pinnakuju ja pinnakaredus on tootmisnõuetele lihtne vastata. Kuna aksiaalvooluturbiini propellerlabad saavad pöörelda, on keskmine efektiivsus kõrgem kui Francise turbiinil. Koormuse ja rõhu muutudes muutub efektiivsus vähe.
3. Aksiaalvooluga labaturbiini jooksulabad saab tootmise ja transportimise hõlbustamiseks lahti võtta.
Seetõttu püsib aksiaalvooluturbiin stabiilsena laias töövahemikus, sellel on vähem vibratsiooni ning kõrge efektiivsus ja tootlikkus. Madala veesurve korral asendab see peaaegu täielikult Francise turbiini. Viimastel aastakümnetel on see saavutanud suure arengu ja laialdase rakenduse nii üksikseadme tootlikkuse kui ka veesurve osas.
3. Aksiaalvooluturbiini puudused
Aksiaalvooluturbiinil on aga ka puudusi ja see piirab selle rakendusala. Selle peamised puudused on:
1. Terade arv on väike ja konsoolne, seega on tugevus nõrk ja seda ei saa rakendada keskmise ja suure rõhuga hüdroelektrijaamades.
2. Suure seadme vooluhulga ja suure kiiruse tõttu on sellel sama veesurve all väiksem imemiskõrgus kui Francise turbiinil, mille tulemuseks on suur kaevesügavus ja elektrijaama vundamendi suhteliselt suur investeering.
Aksiaalvooluturbiini ülaltoodud puuduste tõttu täiustatakse aksiaalvooluturbiini rakenduskõrgust pidevalt, võttes turbiinide tootmisel kasutusele uusi, suure tugevusega ja kavitatsioonikindlusega materjale ning parandades labade pingetingimusi konstruktsioonis. Praegu on aksiaalvoolupropellerturbiini rakenduskõrguste vahemik 3–90 m, mis on jõudnud Francise turbiinide valdkonda. Näiteks välismaise aksiaalvoolupropellerturbiini ühe masina väljundvõimsus on 181 700 kW, pea on 88 m ja jooksutoru läbimõõt on 10,3 m. Hiinas toodetud aksiaalvoolupropellerturbiini ühe masina väljundvõimsus on 175 000 kW, pea on 78 m ja jooksutoru läbimõõt on 11,3 m. Aksiaalvoolu fikseeritud propellerturbiinil on fikseeritud labad ja lihtne konstruktsioon, kuid see ei sobi hüdroelektrijaamadele, kus veesurve ja koormus muutuvad suuresti. Suurte hüdroelektrijaamade puhul, millel on stabiilne veesurve ja mis toimivad baaskoormuse või mitme seadmena, saab seda kaaluda ka majandusliku võrdluse põhjal, kui hooajaline elektrienergia on külluslik. Selle rakendatav veesamba vahemik on 3–50 m. Aksiaalvooluga propellerturbiin kasutab üldiselt vertikaalset seadet ja selle tööprotsess on põhimõtteliselt sama, mis Francise turbiinil. Erinevus seisneb selles, et koormuse muutumisel reguleerib see mitte ainult juhtlaba pöörlemist, vaid ka jooksja laba pöörlemist, et säilitada kõrge efektiivsus.
Oleme varem tutvustanud ka Francise turbiini. Hüdrogeneraatorite seas on Francise turbiin aksiaalvooluturbiinist väga erinev. Näiteks on nende rootori konstruktsioonivorm erinev. Francise turbiini labad on peaaegu paralleelsed peavõlliga, samas kui aksiaalvooluturbiinil on need peaaegu risti peavõlliga.
Postituse aeg: 19. aprill 2022
