Şemsiye Tipi Generatörler ve Avantajları UDK : 62.38.2 Yazan : Etem SAĞ Elk. Yük Müh. DSi. ÖZET :. ' ' Bilindiği gibi semsiye tıpı generatörler Santral yüksekliğini azaltması, işletme ve bakım klaylıkları sağlaması, imalât maliyetinin düşüklüğü dlayısıyle sn zamanlarda geniş miktarda kullanılmaya başlanmıştır. Yazıda bu tıp generatörlerın avantajları ile kullanılabilme yarttn incelenmektedir. Dügey eksenli generatörler mekanik! yapıları bakımından bağlıca iki sınıfa ayrılırlar :. Nrmal tip generatörler, (suspended type veya cnventinal type) 2. Şemsiye tipi generatörler, (umbrella type) Nrmal tip generatörler her güçte ve her devir sayısında kullanılabildiği halde şemsiye tipinde lanlar bilhassa dus.uk düşülü Santrallarda, kaplan türbinleri ile birlikte kullanılırlar. Devir sayıları çk azdır. Genel larak rtr çapı büyük, devir sayısı küçük generatörler şemsiye tipi larak yapılabilirler. Şemsiye tipi generatörlerde taşıyıcı ve kılavuz yatak müşterek larak rtrun altında bulunur. Nrmal tip generatörlerde hem generatörün üstünde hem de altında iki adet kılavuz yatak bulunur. Taşıyıcı yatak ise genel larak generatörün üst tarafına, bazı hallerde ise alt tarafına knur. Taşıyıcı ve kılavuz yatakların tertip tarzı belli başlı üç tipte tplanabilir:. Tip : Taşıyıcı yatak generatörün üstüne yerleştirilmiş lup kılavuz yatakların biri gene ratörün üstünde diğeri ise altındadır (şekil ). 2. Tip : Taşıyıcı yatak generatörün altına yerleştirilir, kılavuz yatakların ise tip l de lduğu gibi biri üstte diğeri alttadır (şekil 2). 3. Tip : Taşıyıcı ve kılavuz yatak müştere ken generatörün altına yerleştirilir. Generatörün üstüne aynca kılavuz yatak knmaz, işte bu tip, şemsiye tipi (umbrella type) larak isimlendiril miştir ( ekil 3). Bu tipler arasında elektrik! bakımdan hiç bir fark yktur. Şemsiye tipi generatörler Fransa'da çk eskiden bir iki defa kullanılmış lmakla beraber fazla tatbikat sahası bulamamıştır. Ancak ya- NORMAL TIP GENERATÖR-TASIYICI YATAK ÜSTTE ŞEKİL-) kın geçmişte takriben 945 yıllarından snra Amerika'da nrmal tipe nazaran pek çk üstünlükleri dlayısıyla çk miktarda kullanılmayı başlanmış lup, gittikçe de hertarafta tatbikat sahası bulmuştur. Şemsiye tipinin kullanılabilmesi için aşağıda belirtilmiş lan şartların gerçekleşmesi icabetmektedir : F. L p. r lmalıdır. F = Magnetik çekme + Mekanikî dengesizlik, L = Rtrun ağırlık merkezinden geçen yatay düzlem ile taşıyıcı yalak pabucu yüzeyinden geçen düzlem arasındaki mesafe. Elektrik Mühendisliği 26 4
Semsiye tıpı generatörde mekanıki stabilite SEKÎL-4 ı ------ NORMAL TIP GENERATOR - TAŞlYICt YATAK ALTTA ŞEKİL-2 F. -P.r şartını ileri sürmektedir. Şayet ana generatörün üzerinde ikaz generatru de var ise : Fj = Ana generatörün magnetik çekmesi. F_, = ikaz generatörünün magnetik çekmes.. L, = Ana generatör rtrunun ağırlık merkezinden geçen düzlem ile taşıyıcı yatak pabucu yüzeyinden geçen düzlem arasındaki mesafe. L, = ikaz generatörü rtrunun ağırlık merkezinden geçen düzlem ile taşıyıcı yatak pabucu yüzeyinden geçen düzlem arasındaki mesafe lduğuna göre; P.r SEMSİYE TIPI GENERATOR VE YATAKLARIN TERTİP ŞEKLÎ SEKİ L-3 P = Taşıyıcı yatağa gelen düşey yük. r = Şaft ekseni ile taşıyıcı yatak pabucunun ağırlık merkezi arasındaki mesafe. Şekil 4 e bakınız. F. L mmenti, P. r mmentinden nekadar küçük lursa mekanikî stabilite kadar iyi lacaktır. Westinghuse fyi bir şemsiye tipi generatö'r için : lmalıdır. L byunu kısaltmak, dlayısiyle stabiliteyi arttırmak için rtrun ağırlık merkezini aşağıya, taşıyıcı yatağa dğru kaydırmak lâzımdır. Bu maksatla rtr karkası, uçlarda aşağıya dğru indirilir ve keza kutuplarda aşağıya dğru kaydırılırlar. (Şekil : 3 ve Şekil : 4 e bak) 'Böylece rtr bir şemsiye durumunu arzeder ve emsıye tipi generatörler isimlerini bu görünüşlerinden alırlar. VVestinghuse, şemsiye tipi generatörler için prje mühendislerine yardımcı lması ve seçim işlemini klaylaştırması bakımından aşağıdaki frmülü vermiştir : Elektrik Mühendisliği 26
ise generatör şemsiye tipi larak imal edilebilir. Burada : D R = Rtr çapı L R = Kutup yüksekliği dır. Takribi larak rtr çapı ve kutup yüksekliği, aşağıdaki ampirik frmüllerden bulunurlar. Prje mühendisleri bu frmüllerden gurup byutlarının bulunmasında da istifade edebilirler. k.n 00 (------- ) V 3 n bulunması : DR Rtr çapını D R = Rtr çapı [inç] k = Katsayı 6,5 ilâ 7,5 alınır. N = Generatör gücü [kva] n = devir sayısı [d/dak] Kutup yüksekliğinin bulunması : 8 MM tû Û V GEHERA TOJ? V 3 f MS r vff 7V/ / r Y V A > 40 8O izo 60 200 24O Zgû DEVİR SAYISI _ AEG ye Göre semsiye tipi generatörlerin takribi imalat sının. GRAFIK-2 L R = Kutup yüksekliği [inç] P = Kutup sayısı Yukarıda generatör tipinin seçimi belirtildikten snra aşağıda muhtelif imalâtçı firmalara ait şemsiye tipi generatörlerin takribî imalat sınırları Grafik - 2-3 te gösterilmiştir. sınırı. GRAFİK- 0i r g e 4Û L_ r ı 30 r ' W ------- " z? l i. ŞEMSÎYE Tİ /i?-,- [ 'İ "! --------------! ------------------ 6 H r- f- - 4 3 -- C x, m n 00 50 sc DEVİR SAYISI HITACHI y* göre semsiye tipi generatörlerin takribi imalat
Ayrıca imalatçı firmaların referans listelerinden alman değerler grafik 4 te işaretlenip şemsiye tipi generatörlerin takribî imalât sınırları için umumî bir grafik çizilmiştir. Grafıklerdeki sınır eğrilerinin takribî lduğu hususunu bilhassa belirtmek yerinde lacaktır. Zira aynı imalâtçı firmanın aynı güç ve devir sayısında hem nrmal tip hemde şemsiye tipi generatör yaptığı çk görülmüştür Şemsiye tipi generatörlerin imalât sının içerisinde pek çk nrmal tipte generatörlerin imal edilmiş lduğu imalâtçı firmaların referans listelerinin tetkikinde görülmektedir. Bu husus daha ziyade dört sebepten ileri gelmektedir :. Şemsiye tipi generatörlerin imalâtının ya kın geçmişte önem kazanmış lması, 2. Alışılagelmiş bir sistemden yem sisteme geçişteki atalet, 3. imalâtçı firmaların ellerindeki mevcut prjelerden istifade ederken zamandan tasarruf etmeleri ve prje masraflarından kaçmaları, yeni tipe ait yem prjeler hazırlamak külfetine gir memeleri, 4. iş sahiplerinin bu husustaki bilgilerinin fazla lmaması sebebiyle gerek avam prje ve gerekse şartnamelerinde bu tipin.belirtilmeme si. Şemsiye tipi generatörlerin başlıca üstünlük leri aşağıya çıkarılmıştır.. Santral yüksekliği ve kren kapasitesi mühim miktarda azalır. Elektrik Mühendisliği 26 43
MVA 2ÛÛ 0O ( % V 5 ' ı O y t L l f t» Q ( t c < ' > c e i. t s E K ; s Y E J T İ I F c - ' l, * b - L Ü u n r î ' * C " -", n a J ** - - * * f*. S < tea 3OO DEVİR SAYISI * - Muhtelif imalatçı firmaların yapmış lduğu şemsiye tipi generatörler ve buna göre Çizilen şemsiye (ipi generatörlerin takribi larak tatbik edilebileceği sınır. GRAFİK A! - M J>ev/r sayısı _ ALi/S- CHALHERS'a göre Şemsiye tipi gene raf ör/erin takribi ima/af sınırı, GRAFİK -3 Rtrla şaft umumiyetle birbirinden ayrılabüdiğınden ve cıvatalarla birbirlerine tutturulmuş lduğundan her parça ayrı larak kaldırılabilir. Bunun neticesi larak Santral yüksekliği birkaç metre azalabilir. Ayrıca rtrla aft birbirinden aynlabildlğinden kren kapasitesi küçülür, bunun neticesi larak kren maliyeti düşer. Aynı güç, aynı devir sayısı ve aynı çıkış gerilimindekl iki tip generatrde, santral yüksekliği şemsiye tipinde 3,25 metre azalmaktadır. Şekil : 5 te bu husus daha açık larak görülmektedir. Şemsiye tipi generatörlerde devir düşük lduğundan ikaz generatörü direkt larak şafta akuple edildiği takdirde byutu büyüyecek dlayısıyle maliyeti artacaktır. Bu sebeple, genel la- rak ikaz generatörlerl şafta akuple yapılmazlar, ayrı larak tahrik edilirler. Bu husus şemsiye tipi generatörlerin açık hava tipi inşa edilme imkânlarını büyük nlsbette klaylaştırır. 2. Mntajı klaylaştırır, mntaj süresini kı saltır : Rtr ve şaft birbirlerinden aynlabildlglnden ve kılavuz yatakla kmbine lan taşıyıcı yatak rtrun alt tarafında lduğundan bir tarafta rtr mntajı yapılırken diğer taraftan yatakların mntajı yapılabilir ve bilâhare rtr yerleştirilebilir. Keza taşıyıcı yatağı taşıyan çelik karkas (bracket) nrmal tipte lduğu gibi statr gövdesine turmayıp dğrudan betna turduğundan bir taraftan statr mntajına devam edilirken diğer taraftan müstakilen yatak mntajına da başlanabilir. Bu ise mntaj süresini kısaltır. 3. Demntajı klaylaştırır: ı Herhangi bir sebeple rtrun çıkarılması Icabettiğl takdirde, yataklar rtrun altında lduğundan na hiç dkunulmadan rtr çıkarılabilir. Bilindiği gibi yatakların, bilhassa taşıyıcı yatağın demntaj ve mntajı ve ayarlanması fü- Elektrik Mühendisliği 26
SEMSİYE TIPI NORMAL TİP Sft ve Rtr u u> R t0r t c 5 B 3B - 3 / T ' a*. O l r~ -... """(0 ı in l ', ' wt >~T- -------- 3~- L I, f K, ı r ı l ' * 3.3800 v 6A d /dak lık nrmal tıp ve semsiye tıpı gen«ratrlerı'n santral yüksekliğine tesirleri SEKİL -5 m yük ihtisas ve dikkat istediğinden bu özellik işletmeye çk büyük klaylık sağlar. Madde de belirtildiği gibi bir çk hallerde ikaz generatörleri de gafta akuple lmadığından rtrun sökülmesi çk klaylaşmış lur. 4. Karkas maliyetini düşürür : Nrmal tipteki generatörlerde tagıyıcı yatağı taşıyan, dlayısiyle türbin, aft, generatör rtru, ikaz generatörleri yükü ile hidrlik yükü taşıyan üst karkas (Upper bracket) dır ve statr üzerine turmaktadır. Dlayısiyle karkas açıklığı gekillerdende görüldüğü üzere bir hayli fazladır. Bu da karkas maliyetini arttmr. Yükler santral betnuna statr gövdesi vasıtasıyla intikal ettiğinden statrun bu yükleri taşıyabilmesi icabetinektedir. Halbuki şemsiye tipi generatörlerde taşıyıcı yatak alt karkas (Lwer bracket) üzerindedir. Şekil : 3 ten de görüldüğü gibi açıklık birhayli azdır ve karkas dğrudan betna turur. Bu sebeple maliyet birhayli düğer. Üst karkasta ise mühim bir yük lmıyacağından çk hafif larak imal edilebilecektir. 5. işletme ve bakım klaylığı sağlar : Madde 3 te belirtilmiş lduğu gibi rtrun çıkarılması taşıyıcı ve kılavuz yatağa dkunulmadan temin edilebilir. Aynca rtr ve varsa üzerindeki ikaz generatörleri sökülmeden taşıyıcı ve kılavuz yatağın kntrlü ve tamiri, parçalarının değiştirilmesi de mümkündür. Bunun için taşı- yıcı yatak türbin çukuruna indirilerek gerekli işlem yapılır. Yatak sistemini indirmek için lüzumlu elle kumandalı veya tercihan mtrla kumandalı indirme mekanizması imalâtçıdan istenebilir. Şekil : 6 da yatağın indirilmesi nkta nkta larak gösterilmiştir. 6. Büyük emniyet ve az bakım sağlar : Kılavuz yatağın birinin çıkarılması suretiyle bu yatağa ait ölçü aletlerinden, yatak ile ölçü aletleri arasındaki bağlantılardan, böylece yatak ve yatağa ait yardımcı teçhizatın anza kaynaklarından, bu yatağın bakımından, yedek parçalarından, buna ait sğutma sisteminden kurtulunmuş lacaktır Generatör üzerinde bir yağ tankı lmadığı için herhanglblr anza sebebiyle yağ sızdırmalarında sargıların kirlenme ihtimali yktur. Generatörün üstünde ve altında yatak lması halinde bunların krzynunun önüne geçmek için elektrik! larak izle edilmeleri icabeder. Halbukî şemsiye tipi generatörlerde buna lüzum yktur. Şemsiye tipi generatörler, yukarıda sıralanmış lan üstünlükleri sebebiyle sn zamanlarda geniş miktarda kullanılmaya başlanmıştır. Prje mühendislerinin hazırlamakta ldukları prjelerde bu hususu nazan dikkate almalan gerek maliyeti düşürmesi ve gerekse işletme persnelinde klaylık sağlaması bakımından önem kazanmaktadır Elektrik Mühendisliği 26
Semsiye tipi genertörde taşıyıcı yatağın indirilmesi SEKİL-6 REFERANSLAR :. Handbk f Applied Hydraulıcs. (Davls) 2. Hydr - Electric Engineermg Practice Cilt 2. (J. Gutrte Brwn) 3 WESTÎNGHOUSE (Westinghuse vertical waterwheel Generatrs). 4. LE MATERIEL ELECTRIQUE S-W (Cnsideratın n the cnstructin f thrust beanngs f Vertical A.C. Generatrs, 80 A. Mars 953). 5. AEG (Mdern Hydr - Electric Generatrs and Large - size electrical Machines R 2250-02 Hydr - Electric Generatrs R. 2209.) 6. ALLIS - CHALMERS (Hydraulıc Türbin Driven Synchrnus Generatrs and Large Vertıcal mtrs 05B7549). 7. HITACHI (Water Türbine Driven A.C. Gene ratrs MD-052). 8. Muhtelif imalatçı firma katalgları. Elektrik Mühendisliği?6