Hidroelektrik jeneratörlerinin birçok çeşidi vardır. Bugün, eksenel akışlı hidroelektrik jeneratörlerini detaylı olarak tanıtacağım. Eksenel akışlı türbin jeneratörlerinin son yıllardaki uygulamaları esas olarak yüksek düşüş yüksekliği ve büyük boyutlu uygulamalara yöneliktir. Yerli eksenel akışlı türbinler hızla gelişmektedir. Gezhouba Hidroelektrik Santrali'ne iki adet eksenel akışlı paletli türbin kurulmuştur. Bunlardan birinin çapı 11,3 metredir ve şu anda dünyadaki türünün en büyüğüdür. İşte eksenel akışlı türbinlerin avantajları ve dezavantajları.
Eksenel akışlı türbinin avantajları
Francis türbinlerine kıyasla, eksenel akışlı türbinlerin başlıca avantajları şunlardır:
1. Yüksek özgül hız ve iyi enerji özellikleri. Bu nedenle, birim hızı ve birim debisi Francis türbinine göre daha yüksektir. Aynı su yüksekliği ve çıkış koşullarında, türbin jeneratör ünitesinin boyutunu büyük ölçüde küçültebilir, ünitenin ağırlığını azaltabilir ve malzeme tüketiminden tasarruf sağlayabilir, bu nedenle ekonomiktir.
2. Eksenel akışlı türbinin çark kanatlarının yüzey şekli ve yüzey pürüzlülüğü, imalatta gereksinimleri kolayca karşılayabilir. Eksenel akışlı döner kanatlı türbinin kanatları dönebildiği için, ortalama verimliliği karışık akışlı türbine göre daha yüksektir. Yük ve su yüksekliği değiştiğinde verimlilikte fazla bir değişiklik olmaz.
3. Eksenel akışlı paletli türbinin çark kanatları sökülebilir, bu da üretim ve nakliye açısından kolaylık sağlar.
Bu nedenle, eksenel akışlı türbin daha geniş bir çalışma aralığında kararlılığını koruyabilir, daha az titreşimle çalışır ve daha yüksek verimlilik ve çıkış sağlar. Düşük düşüş aralığında, Francis türbininin yerini neredeyse tamamen almıştır. Son on yıllarda, hem tek ünite kapasitesi hem de su düşüşü kullanımı açısından büyük bir gelişme göstermiş ve uygulama alanı da oldukça genişlemiştir.
Eksenel akışlı türbinin dezavantajları
Ancak, eksenel akışlı türbinin de dezavantajları vardır ve uygulama alanını sınırlandırmaktadır. Başlıca dezavantajları şunlardır:
1. Kanat sayısı azdır ve konsol tipi olduğundan mukavemeti zayıftır ve orta ve yüksek düşüşlü hidroelektrik santrallerinde kullanılamaz.
2. Yüksek ünite debisi ve yüksek ünite hızı nedeniyle, aynı düşüş koşullarında Francis türbinine göre daha düşük emme yüksekliğine sahiptir; bu da santralin temeli için büyük bir kazı derinliği ve nispeten yüksek bir yatırım gerektirir.
Yukarıda belirtilen eksenel akışlı türbinlerin dezavantajlarına göre, türbin üretiminde yüksek mukavemetli kavitasyon önleyici yeni malzemeler kullanılmakta ve tasarımda kanatların kuvveti iyileştirilmektedir, böylece eksenel akışlı türbinlerin uygulama yüksekliği sürekli olarak artırılmaktadır. Şu anda, eksenel akışlı paletli türbinin uygulama yüksekliği 3 ila 90 m arasındadır ve Francis türbininin alanına girmiştir. Örneğin, yabancı eksenel akışlı paletli türbinlerin maksimum tek ünite çıkışı 181.700 kW, maksimum su yüksekliği 88 m ve çark çapı 10,3 m'dir. Ülkemizde üretilen eksenel akışlı paletli türbinin maksimum tek makine çıkışı 175.000 kW, maksimum su yüksekliği 78 m ve maksimum çark çapı 11,3 m'dir. Eksenel akışlı sabit pervaneli türbin sabit kanatlara ve basit bir yapıya sahiptir, ancak su yüksekliği ve yükte büyük değişiklikler gösteren hidroelektrik santrallerine uyum sağlayamaz. Sabit su yüksekliğine sahiptir ve temel yük veya çok üniteli büyük ölçekli enerji santrali olarak hizmet verir. Mevsimsel enerji bol olduğunda, ekonomik karşılaştırma da mümkündür. Dikkate alınabilir. Uygulanabilir su yüksekliği aralığı 3-50 metredir. Eksenel akışlı kanatlı türbinler genellikle dikey cihazlar kullanır. Çalışma prensibi temelde Francis türbinleriyle aynıdır. Farkı, yük değiştiğinde sadece kılavuz kanatların dönüşünü düzenlemekle kalmayıp, aynı zamanda yüksek verimliliği korumak için çark kanatlarının dönüşünü de ayarlamasıdır.
Daha önce Francis türbinlerini de tanıtmıştık. Türbin jeneratörleri arasında Francis türbinleri ile eksenel akışlı türbinler arasında hala büyük bir fark vardır. Örneğin, çarklarının yapısı farklıdır. Francis türbinlerinin kanatları ana şafta neredeyse paraleldir, oysa eksenel akışlı türbinlerin kanatları ana şafta neredeyse diktir.
Yayın tarihi: 11 Kasım 2021
