Hidroelektrik santrallerinin birçok çeşidi vardır. Bugün, eksenel akışlı hidroelektrik santralini detaylı olarak tanıyalım. Eksenel akışlı hidroelektrik santrallerinin son yıllardaki uygulamaları esas olarak yüksek su seviyesi ve büyük boyutlu santrallerin geliştirilmesine yöneliktir. Yerli eksenel akışlı türbinlerin gelişimi de hızlıdır. İnşa edilen Gezhouba hidroelektrik santralinde iki çeşit eksenel akışlı paletli türbin kuruludur; bunlardan birinin çark çapı 11,3 m'dir ve bu, dünyadaki benzer türbinlerin çark çapına eşittir. İşte orta ölçekli eksenel akışlı türbinin avantajları ve dezavantajları.
Eksenel akışlı türbinin avantajları
Francis türbinine kıyasla, eksenel akışlı türbinin başlıca avantajları şunlardır:
1. Yüksek özgül hız ve iyi enerji özellikleri. Bu nedenle, birim hızı ve birim debisi Francis türbinine göre daha yüksektir. Aynı düşüş yüksekliği ve çıkış koşullarında, hidrolik türbin jeneratör ünitesinin boyutunu büyük ölçüde küçültebilir, ünitenin ağırlığını azaltabilir ve malzeme tüketiminden tasarruf sağlayabilir, bu nedenle yüksek ekonomik faydalar sunar.
2. Eksenel akışlı türbinin pervane kanatlarının yüzey şekli ve yüzey pürüzlülüğü, imalatta gereksinimleri karşılamak kolaydır. Eksenel akışlı pervane türbininin kanatları dönebildiği için, ortalama verimliliği Francis türbinine göre daha yüksektir. Yük ve düşüş değiştiğinde verimlilikte çok az değişiklik olur.
3. Eksenel akışlı paletli türbinin çark kanatları, imalat ve nakliyeyi kolaylaştırmak için demonte edilebilir.
Bu nedenle, eksenel akışlı türbin geniş bir çalışma aralığında kararlı kalır, daha az titreşime sahiptir ve yüksek verimlilik ve çıkış gücüne sahiptir. Düşük su seviyesi aralığında, Francis türbininin yerini neredeyse tamamen almaktadır. Son yıllarda, tek ünite kapasitesi ve su seviyesi açısından büyük bir gelişme göstermiş ve geniş bir uygulama alanına sahip olmuştur.
3. Eksenel akışlı türbinin dezavantajları
Ancak, eksenel akışlı türbinin dezavantajları da vardır ve uygulama alanını sınırlandırmaktadır. Başlıca dezavantajları şunlardır:
1. Kanat sayısı az ve konsol tipi olduğu için mukavemeti zayıftır ve orta ve yüksek düşüşlü hidroelektrik santrallerinde kullanılamaz.
2. Yüksek birim akış hızı ve yüksek birim debisi nedeniyle, aynı su seviyesinde Francis türbinine göre daha düşük emme yüksekliğine sahiptir; bu da büyük kazı derinliğine ve santral temeli için nispeten yüksek yatırım maliyetine yol açar.
Yukarıda belirtilen eksenel akışlı türbinin dezavantajlarına göre, türbin üretiminde yüksek mukavemetli ve kavitasyona dayanıklı yeni malzemelerin kullanılması ve tasarımda kanatların gerilme koşullarının iyileştirilmesiyle eksenel akışlı türbinin uygulama yüksekliği sürekli olarak geliştirilmektedir. Şu anda, eksenel akışlı pervane türbininin uygulama yüksekliği aralığı 3-90 m olup, Francis türbininin alanına girmiştir. Örneğin, yabancı eksenel akışlı pervane türbininin tek bir makinesinin çıkışı 181700 kW, yüksekliği 88 m ve çark çapı 10,3 m'dir. Çin'de üretilen eksenel akışlı pervane türbininin tek bir makinesinin çıkışı 175000 kW, yüksekliği 78 m ve çark çapı 11,3 m'dir. Eksenel akışlı sabit pervane türbini sabit kanatlara ve basit bir yapıya sahiptir, ancak su yüksekliği ve yükte büyük değişiklikler gösteren hidroelektrik santrallerine uyum sağlayamaz. Su seviyesi sabit olan ve temel yük veya birden fazla ünite olarak hizmet veren büyük hidroelektrik santralleri için, mevsimsel elektrik enerjisinin bol olduğu durumlarda ekonomik karşılaştırmadan sonra da düşünülebilir. Uygulanabilir su seviyesi aralığı 3-50 metredir. Eksenel akışlı pervane türbini genellikle dikey bir cihaz kullanır ve çalışma prensibi temelde Francis türbini ile aynıdır. Farkı, yük değiştiğinde sadece kılavuz kanadın dönüşünü değil, aynı zamanda yüksek verimliliği korumak için çark kanadının dönüşünü de düzenlemesidir.
Daha önce de Francis türbinini tanıtmıştık. Hidrojeneratörler arasında Francis türbini, eksenel akışlı türbinden oldukça farklıdır. Örneğin, çarklarının yapısal biçimleri farklıdır. Francis türbininin kanatları ana şafta neredeyse paraleldir, oysa eksenel akışlı türbinin kanatları ana şafta neredeyse diktir.
Yayın tarihi: 19 Nisan 2022
