A gőzturbinás generátorral összehasonlítva a hidrogenerátor a következő jellemzőkkel rendelkezik:
(1) A sebesség alacsony. A vízoszlop nyomása miatt a forgási sebesség általában kevesebb, mint 750 fordulat/perc, és némelyik csak néhány tucat fordulat/perc.
(2) A mágneses pólusok száma nagy. Mivel a sebesség alacsony, az 50 Hz-es elektromos energia előállításához növelni kell a mágneses pólusok számát, hogy a vágó állórész tekercs mágneses mezeje másodpercenként 50-szer változhasson.
(3) A szerkezet mérete és súlya nagy. Egyrészt alacsony a sebessége; másrészt az egység terheléselengedése esetén, az acélcső erős vízütés okozta repedésének elkerülése érdekében a vezetőlapát vészzárási idejének hosszúnak kell lennie, de ez az egység sebességnövekedését okozza. Ezért a rotornak nagy súllyal és tehetetlenséggel kell rendelkeznie.
(4) Általában függőleges tengelyt alkalmaznak. A földhasználat és az erőmű költségeinek csökkentése érdekében a nagy és közepes méretű vízerőművek általában függőleges tengelyt alkalmaznak.
A hidrogenerátorok forgótengelyeik eltérő elrendezése szerint függőleges és vízszintes típusokra oszthatók: a függőleges hidrogenerátorok a tolócsapágyaik eltérő helyzete szerint függesztett és ernyőtípusra oszthatók.
(1) Függesztett hidrogenerátor. A tolócsapágy a rotor felső keretének közepére vagy felső részébe van felszerelve, ami stabil működést és kényelmes karbantartást biztosít, de a magassága nagy, és a berendezésberuházás nagy.
(2) Esernyő típusú vízgenerátor. A tolócsapágyat a rotor középső testébe vagy annak alsó keretének felső részébe szerelik be. Általában a közepes és alacsony sebességű nagyméretű vízgenerátoroknak esernyő típusú csapágyat kell alkalmazniuk nagy szerkezeti méretük miatt, hogy csökkentsék az egység magasságát, acélt takarítsanak meg és csökkentsék az üzemi beruházásokat. Az elmúlt években kifejlesztették a tolócsapágynak a vízturbina felső burkolatára történő beépítésének szerkezetét, és az egység magassága csökkenthető.
2. Fő alkotóelemek
A hidrogenerátor főként állórészből, rotorból, axiális csapágyból, felső és alsó vezetőcsapágyakból, felső és alsó keretekből, szellőztető- és hűtőberendezésből, fékberendezésből és gerjesztőberendezésből áll.
(1) Állórész. Ez egy elektromos energia előállítására szolgáló alkatrész, amely tekercselésből, vasmagból és héjból áll. Mivel a nagy és közepes méretű vízerőművek állórész-átmérője nagyon nagy, általában szállításra szolgáló szegmensekből áll.
(2) Rotor. Ez egy forgó alkatrész, amely mágneses mezőt generál, és tartóból, kerékgyűrűből és mágneses pólusból áll. A kerékgyűrű egy gyűrű alakú alkatrész, amely legyező alakú vaslemezből áll. A mágneses pólusok a kerékgyűrűn kívül helyezkednek el, és a kerékgyűrű a mágneses mező útját képezi. A nagy és közepes méretű rotor egyik szálát a helyszínen szerelik össze, majd felmelegítik és a generátor főtengelyére hüvelyezik. Az utóbbi években kifejlesztették a rotor tengely nélküli szerkezetet, azaz a rotor tartóját közvetlenül a turbina főtengelyének felső végére rögzítik. Ennek a szerkezetnek a legnagyobb előnye, hogy megoldja a nagyméretű öntvények és kovácsolt darabok minőségi problémáit, amelyeket a nagy egység okoz; Ezenkívül csökkentheti a rotor emelési súlyát és emelési magasságát is, így csökkentve az erőmű magasságát és bizonyos gazdaságosságot biztosítva az erőmű építésében.
(3) Axiális csapágy. Ez egy olyan alkatrész, amely az egység forgó részének teljes súlyát és a turbina axiális hidraulikus tolóerejét viseli.
(4) Hűtőrendszer. A hidrogéngenerátorok általában levegőt használnak hűtőközegként az állórész, a rotor tekercselés és az állórész mag hűtésére. A kis kapacitású vízgenerátorok gyakran nyitott vagy csőszellőztetést alkalmaznak, míg a nagy és közepes méretű vízgenerátorok gyakran zárt, önkeringetéses szellőzést. A hűtés intenzitásának javítása érdekében egyes nagy kapacitású vízgenerátor tekercsek belső hűtési módot alkalmaznak, amelyben üreges vezető közvetlenül áthalad a hűtőközegen, és a hűtőközeg víz vagy új közeg. Az állórész- és rotor tekercseket belsőleg víz hűti, és a hűtőközeg víz vagy új közeg. A vízzel hűtött állórész- és rotor tekercseket kettős vizes belső hűtésnek nevezik. A vízzel hűtött állórész- és rotor tekercseket, valamint az állórész magját teljes vizes belső hűtésnek nevezik, míg a vízzel hűtött állórész- és rotor tekercseket félvizes belső hűtésnek.
A hidrogenerátorok egy másik hűtési módszere az evaporatív hűtés, amely során folyékony közeget vezetnek a hidrogenerátor vezetőjébe az evaporatív hűtés érdekében. Az evaporatív hűtés előnye, hogy a hűtőközeg hővezető képessége sokkal nagyobb, mint a levegőé és a vízé, és csökkentheti az egység súlyát és méretét.
(5) A gerjesztőberendezés és annak fejlesztése alapvetően megegyezik a hőerőművekével.
Közzététel ideje: 2021. szeptember 1.
