Hydromuseum - o centrală hidroelectrică (HES)

Centrala hidroelectrică (HPP)

Centrala hidroelectrică (HPP) este o centrală care transformă energia mecanică a unui curent de apă în energie electrică prin intermediul unor turbine hidraulice care alimentează generatoarele electrice în rotație. Capacitatea celor mai mari centrale hidroelectrice este de până la mai multe GW (de exemplu Krasnoyarsk GES - 6 GW).

Fig.1. Una dintre cele mai mari din dezvoltarea HPP rusească - Bratsk

caracteristici

• Costul energiei electrice la centralele electrice rusești este de peste două ori mai mic decât în ​​cazul centralelor termice.
• Generatoarele HPP pot fi pornite și oprite suficient de repede, în funcție de consumul de energie.
• Curentul râului este o sursă regenerabilă de energie.
• Un impact semnificativ mai mic asupra mediului înconjurător decât alte tipuri de centrale electrice.
• Construcția unei centrale hidroelectrice este de obicei mai intensă din punct de vedere al capitalului.
• Adesea, centralele hidroelectrice eficiente sunt mai îndepărtate de consumatori.
• Rezervoare ocupă adesea suprafețe mari, dar aproximativ 1963 a început să fie utilizate structuri de protecție (Kiev HPP), care au limitat suprafața rezervorului, și ca urmare, să limiteze aria suprafeței inundate (câmpuri, pajiști, sate).
• Barajele schimba adesea natura pescuitului, deoarece blochează drumul spre zonele de reproducere pentru peștii migratori, dar sunt adesea favorizați de creșterea stocurilor de pește în rezervor și de piscicultură.

Principiul de funcționare

Fig. 2. Diagrama barajului hidroelectric

Principiul funcționării stației hidroelectrice este destul de simplu. Lanțul structurilor hidraulice asigură presiunea necesară pentru introducerea apei în lamele de turbină, care conduce generatoarele care generează electricitate.

Presiunea necesară a apei se formează prin construirea unui baraj și, prin urmare, concentrarea râului într-un anumit loc sau derivarea - fluxul natural al apei. În unele cazuri, pentru a obține presiunea necesară apei, atât barajul, cât și derivarea sunt utilizate împreună.

Imediat în clădirea centralei hidroelectrice sunt amplasate toate echipamentele energetice. În funcție de scop, are propria diviziune specifică. În sala mașinilor sunt unități hidroelectrice care convertesc direct energia curentului de apă în energie electrică. Există tot felul de echipamente suplimentare, dispozitive de control și control asupra lucrărilor centralei hidroelectrice, a stației de transformare, a aparatelor de distribuție și mult mai mult.

Stațiile hidroelectrice sunt împărțite în funcție de puterea de ieșire:

• puternic - produce de la 25 MW și mai mare;
• media - până la 25 MW;
• mici centrale hidroelectrice - până la 5 MW.

Puterea centralei hidroelectrice depinde în mod direct de presiunea apei, precum și de eficiența generatorului utilizat. Datorită faptului că, în conformitate cu legile naturale, nivelul apei se schimbă în mod constant, în funcție de sezon, dar și din mai multe motive, este obișnuit să se ia puterea ciclică ca o expresie a puterii stației hidroelectrice. De exemplu, distingeți între ciclurile anuale, lunare, săptămânale sau zilnice ale instalației hidroelectrice.

Tipic pentru regiunile muntoase din China este o mică centrală hidroelectrică (HPP Houzibao, județul Sinshan, districtul Yichang, provincia Hubei). Apa vine de la munte printr-o conductă neagră.

Centralele hidroelectrice sunt de asemenea împărțite în funcție de utilizarea maximă a capului de apă:

• Presiune ridicată - mai mult de 60 m;
• Presiune medie - de la 25 m;
• joasă presiune - de la 3 la 25 m.

Stațiile hidroelectrice sunt de asemenea împărțite, în funcție de principiul utilizării resurselor naturale și, în consecință, de concentrația de apă formată. Următoarele HPP pot fi identificate aici:

• Canal și baraj baraj. Acestea sunt cele mai frecvente tipuri de stații hidroelectrice. Presiunea apei în ele este creată prin instalarea unui baraj care înconjoară complet râul sau ridicând nivelul apei în acesta până la marcajul cerut. Astfel de centrale hidroelectrice sunt construite pe râurile joase, precum și pe râurile montane, în locuri unde albia râului este mai îngustă și mai îngustă.
• Centrala hidroelectrică a barajului. Sunt construite în poziții mai înalte de apă. În acest caz, râul este complet blocat de baraj, iar clădirea centralei electrice este situată în spatele barajului, în partea inferioară a barajului. Apa, în acest caz, este alimentată prin turbine prin tuneluri de presiune speciale și nu direct, ca și în centralele cu canal.
• Centrale hidroenergetice derivate. Astfel de centrale electrice sunt construite în acele locuri unde panta fluviului este mare. Concentrarea necesară a apei în acest tip de HPV este creată prin derivare. Apa este deturnata de pe rau printr-un sistem special de drenaj. Acestea din urmă sunt îndreptate, iar înclinația lor este mult mai mică decât deviația medie a râului. Ca rezultat, apa este furnizată direct la clădirea centralei termice. Instalațiile hidroenergetice derivate pot fi de diferite tipuri - fără presiune sau cu derivare de presiune. În cazul derivării presiunii, conducta de apă este așezată cu o panta longitudinală mare. Într-un alt caz, la începutul derivării se creează un baraj mai înalt pe râu și se creează un rezervor - această schemă se numește și derivație mixtă, deoarece se utilizează ambele metode de creare a concentrației necesare a apei.
• Stații de alimentare cu hidroacumulare. Astfel de centrale hidroelectrice sunt capabile să acumuleze energia electrică generată și să o pună în funcțiune în momente de încărcare maximă. Principiul de funcționare al acestor centrale electrice este următorul: în anumite momente (momente fără sarcină maximă), unitățile PSP funcționează ca pompe și pompează apă în bazine superioare special echipate. Când este nevoie, apa din ele intră în conducta de presiune și, în consecință, conduce turbine suplimentare.

În stațiile hidroelectrice, în funcție de destinația lor, pot fi incluse și structuri suplimentare, cum ar fi încuietori sau ascensoare de nave, facilitarea navigației de-a lungul rezervorului, trecerea peștelui, instalațiile de admisie a apei utilizate pentru irigare și multe altele.

Valoarea unei stații hidroelectrice este aceea că utilizează resurse naturale regenerabile pentru a produce energie electrică. Având în vedere faptul că nu există o cerere de combustibil suplimentar pentru centralele termice, costul final al energiei electrice este mult mai mic decât în ​​cazul altor tipuri de centrale electrice.

Tabel. 1 Cele mai mari plante hidroelectrice din lume

Centrala hidroelectrică este derivată. Astfel de centrale electrice sunt construite în acele locuri unde panta fluviului este mare. Concentrarea necesară a apei în acest tip de HPV este creată prin derivare. Apa este deturnata de pe rau printr-un sistem special de drenaj. Acestea din urmă sunt îndreptate, iar panta lor este mult mai mică decât deviația medie a râului. Ca rezultat, apa este furnizată direct la clădirea centralei termice. Instalațiile hidroenergetice derivate pot fi de diferite tipuri - fără presiune sau cu derivare de presiune. În cazul derivării presiunii, conducta de apă este așezată cu o panta longitudinală mare. Într-un alt caz, la începutul derivării, se creează un baraj superior pe râu și se creează un rezervor - această schemă se mai numește derivare mixtă, deoarece se folosesc ambele metode de creare a concentrației de apă necesare.

În instalațiile hidroelectrice derivate, o mare parte a presiunii este creată prin intermediul unor canale sau tuneluri speciale, așa-numitele derivații sau conductele de deviere (derivarea cuvântului în traducere înseamnă o deviere).
Aceste conducte sunt aproximativ paralel cu râul pat de panta lor este mult mai puțin panta albiei. Dam, care se suprapune peste albia râului la intrarea canalului de deviere sau tunel, de obicei, nu ridicat și nu este, în general, o presiune pentru a crea și a direcționa apa în conductele de deviere (Fig. 4).

Capătul canalelor de deviere este construirea stației hidroelectrice. Aici, diferența dintre pantele râului și canalul de deviere creează un "pas", cu care apa trebuie să "sară" înapoi în patul râului.

Instalațiile hidroelectrice de acest tip includ Yerevan, Farhad și altele. Instalațiile electrice de bază sunt, de obicei, construite pe râuri de munte care se mișcă rapid, care au o pantă mare.
De multe ori lucrează la o presiune destul de mare. Astfel, una dintre centralele hidroelectrice proiectate devine o presiune de 1.650 de metri.
Dimpotrivă, barajul barajului este construit, de obicei, pe râuri plate, unde panta albiei este nesemnificativă, iar construcția de centrale hidroelectrice derivate este imposibilă.

Fig. 3. HPP de tip combinat. Apa care trece gunoi zăbrele 1, conducta de presiune 2 intră turbina hidraulică elicoidală 3 și trece prin conducta de aspirație 4. Există, de asemenea, și un deversor 5. Excesul de apă este trecut scuturi 6.

Fig. 4. HPP de tip derivațional. Barajul 1 direcționează o parte a apei de-a lungul conductei de apă de presiune derivată 2 către rezervorul de echilibrare 3 și apoi prin conducta de turbină 4 către turbinele situate în clădirea 5.

Stația hidroelectrică este subterană. Amplasarea structurilor sub pământ, face posibil să se construiască o hidrocentralei diversiune aproape toate, condițiile topografice mai dificile. instalații subterane de aspect este, în principal locația determinată a casei de putere și pe această bază pentru a distinge următoarele trei scheme: 1 - cap - casa de putere este situată în partea inițială a derivare, 2 - intrare deviere terminală lungă, 3 - circuitul intermediar. Numărul de instalații subterane pentru căldură și electricitate și alte industrii este în creștere. 3 Determinată tipic schemă subteran hidroelectrice: sfârșitul (clădirea este situată la capătul derivare de cale), dureri de cap (clădire de lângă admisie), intermediar (o clădire în mijlocul derivare cale). Aceste structuri subterane în comparație cu solul este mai mică lungime și pierderi cap conducte fortate hidraulice, consumul de material, o rezistență crescută la factorii climatici și a altor mediu (avalanșe de zăpadă etc.). Volumele de exploatare și a lucrărilor de construcții în construcția de mare subteran HPP cuprinde câteva milioane m 3 roci recuperabile (de exemplu, volumul tuturor lucrarilor subterane Ingurskaya HPP in CCCP, avand o capacitate de 1.300 MW, -. 3,2 milioane m 3 capacitate Rogun CCCP. 2,7 milioane kW - 5,6 milioane m3). zone transversale ale hale subterane mașini hidroelectrice - câteva sute de m 2 și lungimea lor de la 50 la 500 de metri.

Stația de alimentare Manapouri Hydro este o centrală electrică subterană din Noua Zeelandă.

Camera motoarelor și cele două tuneluri lungi de 10 km sunt situate în munți la o adâncime de până la 200 m.

Fig. 5. Stația electrică Manapouri Hydro. vedere din partea rezervorului

Fig. 6. O astfel de navă se află în apropierea stației de alimentare Manapouri Hydro

Fig. 7. Sala de motor Manapouri Hydro Power Station

Hidrocentrala hidroelectrică. Aceste stații sunt construite în poziții mai înalte de apă. În acest caz, râul este complet blocat de baraj, iar clădirea centralei electrice este situată în spatele barajului, în partea inferioară a barajului. Apa, în acest caz, este alimentată prin turbine prin tuneluri de presiune speciale și nu direct, ca și în centralele cu canal.

Centralele hidroelectrice ale barajului includ Centrala hidroelectrică Volkhov, Centrala hidroelectrică Nipru și multe altele. Barajele acestor centrale electrice de încălzire sunt diferite în înălțime, lungime, material, de la care sunt fabricate.

Toată lumea știe de la desene și fotografii barajul de beton al Niprului, care formează un arc superficial. Barajul din stația electrică, proiectat pe râul Sulak din Dagestan, va avea o înălțime de peste 150 de metri. Baraje de beton cunoscute și chiar mai înalte.

Cea mai importantă parte de drenare a barajului, adică Cea prin care curge apa este de obicei construită din beton armat. Restul, cea mai mare parte a barajului, se face din pământ. Pânzele de pe pământ pot fi uneori de câteva zeci de metri înălțime și cu mai mulți kilometri lungime.

Fig. Schema 8. baraj HPP pentru conducte de evacuare a apei 1 este alimentat în turbina 2 adăpostite în clădire, situată în apropierea barajului și aspirație printr-o conductă 3 intră în albie.

Centrala hidrocentrale este canalul. Acestea sunt cele mai frecvente tipuri de stații hidroelectrice. Presiunea apei în ele este creată prin instalarea unui baraj care înconjoară complet râul sau ridicând nivelul apei în acesta până la marcajul cerut. Astfel de centrale hidroelectrice sunt construite pe râurile joase, precum și pe râurile montane, în locuri unde albia râului este mai îngustă și mai îngustă. Aceste centrale hidroelectrice sunt de obicei construite la o presiune de cel mult 30 m.

Fig. 9. Schema canalului hidroelectric de canal: 1 - baraj; 2 - închideri; 3 - nivelul maxim al cozii superioare; 4 - nivelul minim al cozii superioare; 5 - ridicare hidraulică; 6 - grătare co-reținute; 7 generatoare hidroelectrice; 8 - turbină hidraulică; 9 - nivelul minim al cotierei; 10 - nivel maxim de inundații

Articole similare

• Centrale hidroenergetice derivate

Trimiteți-le prietenilor: