Ang paggamit ng enerhiya ng daloy ng tubig, ang aparato ng mga haydroliko na istruktura ng mga hydroelectric power plant (HPP)

Ang enerhiya ng tubig ay dumadaloy

Ang enerhiya (potensyal) na mayroon ang daloy ng tubig ay tinutukoy ng dalawang dami: ang dami ng umaagos na tubig at ang taas ng pagbagsak nito sa bibig.

Sa isang natural na estado, ang enerhiya ng daloy ng ilog ay ginugol sa pagguho ng channel, paglipat ng mga particle ng lupa, alitan sa mga bangko at ilalim.

Sa ganitong paraan, ang enerhiya ng daloy ng tubig ay ipinamamahagi sa buong daloy, kahit na hindi pantay - depende sa mga slope ng ilalim at ang pangalawang rate ng daloy ng tubig. Upang magamit ang enerhiya ng daloy sa loob ng isang tiyak na lugar, kinakailangan na ituon ito sa isang seksyon - sa isang pagkakahanay.

Minsan ang gayong konsentrasyon ay nilikha ng kalikasan sa anyo ng mga talon, ngunit sa karamihan ng mga kaso dapat itong likhain nang artipisyal, sa tulong ng haydroliko na istruktura.

Ang Itaipu Hydroelectric Plant ay ang pinakamalaking hydroelectric power plant sa mundo para sa produksyon ng kuryente

Ang enerhiya ay puro sa construction site hydroelectric power plants (HPP) dalawang paraan:

• isang dam na nakaharang sa ilog at nagtataas ng tubig sa palanggana sa itaas ng agos — upstream N metro mula sa antas ng basin sa ibaba ng agos — sa ibaba ng agos. Ang pagkakaiba sa upstream at downstream na antas H ay tinatawag na ulo. Ang mga hydroelectric na halaman kung saan ang ulo ay nilikha ng isang dam ay tinatawag na near-dam at kadalasang itinatayo sa mga patag na ilog;

• sa tulong ng isang espesyal na bypass channel - isang derivation channel. Ang mga derivation station ay pangunahing itinayo sa mga bulubunduking lugar. Ang diversion canal ay may napakaliit na slope, kaya sa dulo nito ay halos ganap na puro ang buong ulo ng bahagi ng ilog na napapalibutan ng kanal.

Lakas ng daloy sa pagkakahanay ng istraktura ay tinutukoy ng dami ng tubig na dumadaan sa gate sa isang segundo, Q at head H. Kung ang Q ay sinusukat sa m3/sec, at H sa metro, ang daloy ng rate sa seksyon ay magiging katumbas ng:

Pp = 9.81 * Q* 3 kW.

Isang bahagi lamang ng kapasidad na ito, katumbas ng kahusayan ng pag-install, ang gagamitin sa mga electric generator ng hydroelectric plant. Samakatuwid, ang kapangyarihan ng power plant sa head H at daloy ng tubig sa mga turbine Q ay magiging:

P = 9.81*B* H* kahusayan kW.

Engine room para sa isang hydroelectric plant

Sa totoong mga kondisyon ng pagpapatakbo ng mga hydroelectric na halaman, ang ilan sa tubig ay maaaring ilabas sa mga turbine.

Ang enerhiya ng mga batis ay ginamit sa loob ng maraming siglo. Ang malawakang paggamit ng kapangyarihan ng tubig ay naging posible lamang sa pagtatapos ng ika-19 na siglo, nang ito ay naimbento. de-koryenteng transpormer at nilikha three-phase alternating current system... Ang kakayahang magpadala ng enerhiya sa malalayong distansya ay naging posible upang magamit ang enerhiya ng pinakamalakas na agos ng tubig.

Ang Three Gorges Hydroelectric Plant ng China, na matatagpuan sa Yangtze River, ay ang pinakamalaking sa mundo sa mga tuntunin ng naka-install na kapasidad.

Komposisyon at pagsasaayos ng mga hydrotechnical facility ng hydroelectric power plants

Ang istraktura ng yunit ng mga istruktura ng isang dam hydroelectric power plant ay karaniwang kinabibilangan ng:

• ulo ng dam. Sa itaas na bahagi ng dam, ang isang reservoir na may mas malaki o mas maliit na volume ay nabuo depende sa topographical na mga kondisyon at taas ng dam, na kumokontrol sa daloy ng tubig sa pamamagitan ng mga turbine alinsunod sa iskedyul ng pagkarga;

• hydroelectric na gusali;

• mga kanal, pagkakaroon ng iba't ibang layunin at kaugnay na magkakaibang disenyo: upang ilabas ang labis na tubig na hindi ginagamit sa mga turbine, halimbawa sa panahon ng pagbaha (pag-apaw); para sa pagpapababa ng abot-tanaw ng tubig sa mga overflow na tubig, na kung minsan ay kinakailangan, halimbawa, kapag nag-aayos ng mga haydroliko na pasilidad (drainage); para sa pamamahagi ng tubig sa pagitan ng mga gumagamit ng tubig (mga pasilidad sa paggamit ng tubig);

• mga pasilidad ng transportasyon — navigable lock, na nagbibigay sa pamamagitan ng pag-navigate sa ilog, mga istante at mga balsa para sa wooden rafting;

• pasilidad ng pagdaan ng isda.

Seksyon sa pagtatayo ng hydroelectric plant

Mga karaniwang istruktura ng derivation hydroelectric plant — diversion channel at piping mula sa channel papunta sa mga turbine.

Ang pangunahing halaga, ang pinaka teknikal na responsable at ang pinakamahal na link sa bloke ng mga hydropower plant ay ang dam. Ang mga dam ay nakikilala sa daanan ng daanan ng tubig:

• bingina hindi pinapayagan ang pagpasa ng tubig;

• spillwaykung saan ang tubig ay umaapaw sa tuktok ng dam;

• panel boardna nagpapapasok ng tubig kapag ang mga kalasag (mga tarangkahan) ay nabuksan.

Ang Cornalvo ay isang dam sa Espanya, sa lalawigan ng Badajoz, na halos 2,000 taon nang gumagana.

Ang mga dam ay karaniwang lupa at konkreto.

Ang transverse profile ng earth dam: 1 - ngipin; 2 - proteksiyon na layer ng buhangin at graba; 3 — clay grid: 4 — dam body; 5 — hindi tinatablan ng tubig base layer

Ipinapakita ng figure ang profile ng isang clay dam na binuo sa isang permeable layer na may mababang kapal. Ang katawan ng dam ay pinalabas mula sa anumang lupa na hindi naglalaman ng malaking halaga ng mga organikong dumi at mga asin na nalulusaw sa tubig.

Kapag pinupunan ang isang dam ng mga permeable soil, isang clay grid ang inilalagay sa katawan ng dam upang maiwasan ang pagsasala ng tubig. Ang permeable layer kung saan itinatayo ang dam ay pinuputol ng isang hindi tinatablan ng tubig na ngipin para sa parehong mga dahilan.

Kung ang dam ay ganap na napuno ng luad o mabuhangin na lupa, kung gayon hindi na kailangan para sa isang hadlang sa pagtagas. Sa itaas, ang screen ay natatakpan ng isang proteksiyon na layer ng buhangin at graba, na kung saan ay protektado mula sa pagguho ng alon ng isang simento ng bato (mula sa tuktok ng dam hanggang sa isang marka na nasa 0.5 — 0.7 m sa ibaba ng pinakamababang posibleng abot-tanaw ng tubig. sa itaas na tubig).

Kapag pinupuno ang isang clay dam, ang bawat layer ay maingat na siksik sa mga roller. Ang pag-alis ng tubig sa tuktok ng isang clay dam ay hindi tinatanggap, dahil may panganib ng pagguho nito. Karaniwang ginagawa ang isang kalsada sa kahabaan ng crest ng earthen dam, na tumutukoy sa lapad ng crest. Ang tagaytay ay aspalto sa karaniwang paraan.

Ang lapad ng base ng dam ay nakasalalay sa taas nito at sa ipinapalagay na hilig ng mga slope sa abot-tanaw. Ang upstream slope ay nagiging flater kaysa sa downstream slope.

Sa kasalukuyan, ang paraan ng hydromekanisasyon ay malawakang ginagamit sa pagtatayo ng malalaking earthen dam.

Willow Creek Dam, Oregon, USA, isang gravity-type dam na gawa sa kongkreto

Scheme ng isang blind concrete dam: 1 — drainage ng dam; 2 - gallery ng pagtingin; 3 - kolektor; 4 - pagpapatuyo ng pundasyon

Ang figure ay nagpapakita ng isang walang laman na kongkretong dam na may regular na profile na may linya ng trapiko sa itaas. Para sa isang mas maaasahang koneksyon ng dam sa lupa at mga bangko, ang pundasyon ng dam ay ginawa sa anyo ng ilang mga ledge. Ang isang ngipin na may lalim na 0.05 — 1.0 Z ay matatagpuan sa gilid ng presyon.

Upang labanan ang pagsasala, ang mga anti-filtration na kurtina ay inilalagay sa ilalim ng ngipin, kung saan, sa pamamagitan ng isang sistema ng mga borehole na may diameter na 5 - 15 cm, ang solusyon sa semento ay iniksyon sa mga bitak ng base (lupa).

Kahit na ang katawan ng dam ay gawa sa solidong kongkreto, ang tubig ay laging tumatagos dito. Upang maubos ang tubig na ito sa ibaba ng agos, isang sistema ng paagusan ay nakaayos sa dam, na binubuo ng mga patayong balon - mga paagusan (na may diameter na 20 - 30 cm) na ginawa sa katawan ng dam tuwing 1.5 - 3 m.

Ang tubig na pinatuyo sa pamamagitan ng mga ito ay pumapasok sa mga cuvette ng observation gallery 2, mula sa kung saan ito ay dinadala sa mga pahalang na kolektor 3 hanggang sa ibabang pool. Ang observation gallery, na tumatakbo sa katawan ng dam sa buong haba nito, ay ginawa upang subaybayan ang kondisyon ng kongkreto at pagsasala ng tubig.

Ang mga nagmula na istruktura ng supply ng tubig ay kadalasang ipinapatupad sa anyo ng isang bukas na channel. Sa malambot na mga lupa, ang seksyon ng channel ay karaniwang trapezoidal. Ang mga dingding at ilalim ng channel ay nilagyan ng kongkreto o aspalto upang mabawasan ang pagsasala, maiwasan ang pagguho, bawasan ang pagkamagaspang at nauugnay na pagkawala ng presyon. Ginagamit din ang cobblestone cladding.

Ang mga diversion channel sa mabatong lupa ay may hugis-parihaba na seksyon. Kung hindi posible na magsagawa ng bukas na channel, ang mga recess na may hugis-parihaba o pabilog na cross-section ay ginagamit. Ang tubig mula sa diversion channel patungo sa mga turbine ay pinapakain sa pamamagitan ng mga pipeline. Ang mga pipeline ay metal, reinforced concrete at kahoy.