معرفی مختصر ژنراتور توربین کاپلان

انواع مختلفی از ژنراتورهای برق آبی وجود دارد.امروز ژنراتورهای هیدروالکتریک جریان محوری را به طور مفصل معرفی خواهم کرد.کاربرد ژنراتورهای توربین جریان محوری در سال های اخیر عمدتاً توسعه هد بالا و اندازه بزرگ است.توربین های جریان محوری داخلی به سرعت در حال توسعه هستند.دو توربین جریان محوری از نوع پدال نصب شده در ایستگاه برق آبی Gezhouba ساخته شده اند.قطر یکی از آنها 11.3 متر است که در حال حاضر بزرگترین در نوع خود در جهان است..در اینجا به مزایا و معایب توربین های جریان محوری می پردازیم.

مزایای توربین جریان محوری
در مقایسه با توربین های فرانسیس، توربین های جریان محوری دارای مزایای اصلی زیر هستند:
1. سرعت خاص بالا و ویژگی های انرژی خوب.بنابراین سرعت واحد و جریان واحد آن بیشتر از توربین فرانسیس است.تحت شرایط هد و خروجی یکسان، می تواند اندازه واحد توربین ژنراتور را تا حد زیادی کاهش دهد، وزن واحد را کاهش دهد و در مصرف مواد صرفه جویی کند، بنابراین مقرون به صرفه است.بالا
2. شکل سطح و زبری سطح تیغه دونده توربین جریان محوری می تواند به راحتی الزامات تولید را برآورده کند.از آنجایی که پره‌های توربین‌های دوار پارویی جریان محوری می‌توانند بچرخند، متوسط ​​راندمان بالاتر از توربین با جریان مخلوط است.با تغییر بار و هد آب، راندمان تغییر چندانی نمی کند.
3. تیغه های دونده توربین پارویی جریان محوری را می توان جدا کرد که برای ساخت و حمل و نقل راحت است.
بنابراین، توربین جریان محوری می تواند ثبات را در محدوده عملیاتی بزرگتر، با ارتعاش کمتر، و بازده و خروجی بالاتر حفظ کند.در محدوده هد پایین تقریباً جایگزین توربین فرانسیس شده است.در دهه های اخیر هم از نظر ظرفیت تک واحدی و هم از نظر استفاده از هد آب پیشرفت زیادی داشته و کاربرد آن نیز بسیار گسترده است.

معایب توربین جریان محوری
با این حال، توربین جریان محوری نیز دارای کاستی هایی است و دامنه کاربرد آن را محدود می کند.کاستی های اصلی عبارتند از:
1.تعداد تیغه ها کم است و کنسولی است پس استحکام ضعیفی دارد و در نیروگاه های برق آبی هد متوسط ​​و بالا قابل استفاده نیست.
2. به دلیل دبی واحد بزرگ و سرعت واحد بالا، دارای ارتفاع مکش کمتری نسبت به توربین فرانسیس در شرایط سر یکسان است که در نتیجه عمق حفاری زیادی برای فونداسیون نیروگاه و سرمایه گذاری نسبتاً بالایی دارد.

با توجه به کاستی های ذکر شده در توربین های جریان محوری، از مواد جدید ضد کاویتاسیون با مقاومت بالا در ساخت توربین استفاده می شود و نیروی پره ها در طراحی بهبود می یابد، به طوری که سر کاربرد توربین های جریان محوری به طور مداوم بهبود می یابد.در حال حاضر هد کاربرد توربین پارویی جریان محوری 3 تا 90 متر است و وارد محدوده توربین فرانسیس شده است.به عنوان مثال، حداکثر خروجی تک واحدی توربین‌های پارویی جریان محوری خارجی 181700 کیلووات، حداکثر هد آب 88 متر و قطر دونده 10.3 متر است.حداکثر خروجی تک ماشینی توربین پارویی جریان محوری تولید شده در کشور من 175000 کیلووات، حداکثر هد آب 78 متر و حداکثر قطر دونده 11.3 متر است.توربین پروانه ثابت جریان محوری دارای پره‌های ثابت و ساختار ساده است، اما نمی‌تواند خود را با نیروگاه‌های برق آبی با تغییرات زیاد در سر و بار آب سازگار کند.دارای سر آب پایدار است و به عنوان یک بار پایه یا نیروگاه در مقیاس بزرگ چند واحدی عمل می کند.وقتی قدرت فصلی فراوان باشد، مقایسه اقتصادی نیز امکان پذیر است.می توان آن را در نظر گرفت.برد سر قابل اجرا آن 3-50 متر است.توربین های پارویی جریان محوری معمولاً از دستگاه های عمودی استفاده می کنند.فرآیند کار آن اساساً مانند توربین های فرانسیس است.تفاوت این است که وقتی بار تغییر می کند، نه تنها چرخش پره های راهنما را تنظیم می کند.، در حالی که چرخش تیغه های دونده را نیز برای حفظ راندمان بالا تنظیم می کند.

قبلا توربین های فرانسیس را هم معرفی کردیم.در بین ژنراتورهای توربین، هنوز تفاوت زیادی بین توربین های فرانسیس و توربین های جریان محوری وجود دارد.به عنوان مثال، ساختار دوندگان آنها متفاوت است.پره‌های توربین‌های فرانسیس تقریباً موازی با شفت اصلی هستند، در حالی که توربین‌های جریان محوری تقریباً عمود بر محور اصلی هستند.