Термины в архитектуре и строительстве  >>  Термины на Г, 2 часть - ГЕЛ - ГЛХ  >>  ГИДРОЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ СТАНЦИЯ (ГЭС)

 
ГИДРОЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ СТАНЦИЯ (ГЭС) — комплекс сооружений и оборудования для преобразования механической энергии потока воды в электрическую энергию. Для использования водной энергии падение реки на каком-либо участке в одном месте (створе) концентрируется с помощью гидротехнических сооружений. При переходе потока из верхнего бьефа в нижний, энергия движущейся воды преобразуется гидротурбиной в механическую энергию вращения, которая, в свою очередь, в генераторе превращается в электрическую энергию. Используемый в турбинах напор нетто несколько меньше напора брутто (разности отметок верхнего и нижнего бьефов) вследствие неизбежных потерь в водоподводящих устройствах. Ввиду непостоянства потребности в электроэнергии, изменчивости расходов реки и уровней воды верхнего и нижнего бьефов напоры и мощность гидроэлектрической станции непрерывно меняются. Для более эффективного использования запасов водной энергии и обеспечения требований потребителей электрической энергии применяют регулирование стока воды (суточное, сезонное или многолетнее регулирование).

 

Гидроэлектростанции различаются: по величине напора (низконапорные, средненапорные и высоконапорные); по мощности (мелкие, средние и крупные); по участию в покрытии трафика нагрузки энергосистемы (пиковые, полупиковые и базисные); по степени регулирования стока реки (Гидроэлектростанции с выработкой только сезонной энергии, с внутригодовым регулированием, с многолетним регулированием); по схеме создания напора (русловые и деривационные); по роду используемого источника энергии (речные и приливные).

 

Особые типы станций это безнапорные гидроэлектростанции, преобразующие кинетическую энергию рек в электрическую без создания напора, и гидроаккумулирующие электростанции. Классификация гидроэлектростанций по капитальности регулируется ГОСТ и систематически совершенствуется и изменяется по мере технического прогресса в энергетическом строительстве. Наиболее интересна классификация ГЭС по схеме создания напора. В русловых гидроэлектростанциях напор создается плотиной, перегораживающей реку. Здания русловых гидроэлектростанций подразделяются на воспринимающие напор, если они входят в напорный фронт гидроузла, и на приплотинные, если они располагаются за плотиной со стороны нижнего бьефа и непосредственно напора не воспринимают. Воспринимающие напор здания ГЭС могут одновременно выполнять и функции водосброса, для чего в них предусматриваются специальные отверстия, такие гидроэлектростанции называются совмещенными.

 

В деривационных гидроэлектростанциях, в отличие от русловых, напор создается водоводом, который трассируется со значительно меньшим уклоном, чем уклон реки, благодаря чему обеспечивается необходимая разность уровней воды верхнего и нижнего бьефов. Плотина обычно небольшой высоты предусматривается в деривационных гидроэлектростанциях только для организации забора воды в деривацию. ГЭС с короткой деривацией, когда здание гидроэлектростанции размещается ниже плотины, а водоводы расположены в берегах, часто относят к русловым.

 

Различают 3 основных схемы сосредоточения напора в деривационных гидроэлектростанциях: с безнапорной деривацией, когда напор создается с помощью подводящего водовода (канала или безнапорного туннеля); с подводящей напорной деривацией; с использованием падения реки отводящей деривацией и подводом воды к турбине напорной шахтой непосредственно из верхнего бьефа. Эта схема применяется преимущественно с подземным расположением машинного здания.

 

Кроме названных основных схем деривационных гидроэлектростанциях, возможны промежуточные схемы, например, с подводящей деривацией, с подземным зданием ГЭС и отводящей безнапорной деривацией. Наряду с основными способами создания напора — с помощью плотины или с помощью деривации — возможна смешанная схема, в которой напор создается как плотиной, так и деривацией.
Сооружения русловых гидроэлектростанций имеют следующие основные элементы: водозабор (водоприемник), спиральные камеры, турбины, генераторы, генераторные помещения, отсасывающие трубы.

 

Водозабор (или щитовое отделение верхнего бьефа) служит для подвода воды к спиральным камерам, для защиты турбин ото льда, плавающего мусора и топляков, для обеспечения возможности осушения спиральных камер при ремонте и в отдельных случаях для аварийного сброса затворов с целью быстрого прекращения поступления к турбинам воды. Водозабор оборудуется сорозадерживающими решетками, средствами для очистки решеток и удаления мусора, ремонтными затворами, кранами для маневрирования затворами и решетками и иногда быстроспадающими затворами с индивидуальными механизмами. В приплотинных гидроэлектростанциях водозабор размещается в теле плотины или перед плотиной, в остальных случаях составляет единое целое с машинным зданием гидроэлектростанции.

 

Спиральная камера — неотъемлемый элемент проточной части агрегата, служит для подвода воды к направляющему аппарату турбины с минимальными потерями. На русловых гидроэлектростанциях обычно применяют реактивные турбины: поворотно-лопастные, пропеллерные и радиально- осевые. Турбины разных размеров образуют турбинную серию, характеризующуюся геометрия, подобием элементов и определенным коэффициент быстроходности (число оборотов в минуту, которое дает турбина данной серии при напоре в 1 м мощности в 1 л. с.).

 

Диаметр рабочего колеса крупнейших турбин достигает 9,3 м, мощность отдельных турбин — сотен тыс. кет. Поворотно-лопастные турбины наибольшей в мире мощности (по 119 тыс. кет) установлены на Волжской ГЭС им. В. И. Ленина. Крупнейшие в мире радиально-осевые турбины (230 тыс. кет) установлены на Братской ГЭС. Для Красноярской ГЭС предусмотрены турбины мощностью 500 тыс. кет. Неотъемлемой частью турбины, существенно влияющей на ее кпд, является отсасывающая труба, служащая для отвода от турбины отработанной воды с минимальными потерями напора. Кроме того, отсасывающая труба позволяет использовать энергию столба воды от уровня оси рабочего колеса до уровня нижнего бьефа.

 

Основные элементы генератора — вращающийся ротор и неподвижный статор, в обмотках которого индуктируется ток. По способу передачи давления от подпятника на фундамент различают генераторы: подвесные, в которых подпятник расположен на верхней крестовине, и зонтичные, в которых подпятник встроен в нижнюю крестовину или помещен непосредственно на крышке турбины.
Типичны следующие компоновки здания ГЭС: с высоким машинным залом и с внутренним расположением монтажного крана (закрытая гидроэлектростанция); с низким машинным залом и с наружным расположением крана (полуоткрытая гидроэлектростанция); с надгенераторными съемными крышками и с наружным расположением крана (открытая гидроэлектростанция). В большинстве случаев предпочтительны открытые гидроэлектростанции, за исключением малоагрегатных станций, для которых экономия в стоимости машинного зала не компенсирует удорожания козлового крана по сравнению с мостовым.

 

Машинные здания гидроэлектростанций в СССР выполняются из железобетона. Получили распространение сборные армопанельные конструкции, заменяющие собой опалубку и включающие рабочую арматуру. Они впервые были успешно применены на строительстве Волжской ГЭС им. В. И. Ленина и широко использовались в дальнейшем на строительстве Волжской ГЭС им. XXII съезда КПСС, Каунасской, Боткинской и другие ГЭС. Ведутся обширные проектные и экспериментальные исследования по сборным конструкциям.

 

Наиболее экономичны совмещенные русловые ГЭС, в которых машинное здание совмещено с водосбросом гидроузла, благодаря чему сокращается длина водосливной плотины, а в некоторых случаях ее можно совсем исключить из состава сооружений гидроузла. По такому типу сооружены Волжские ГЭС им. В. И. Ленина и им. XXII съезда КПСС, Пермская, Каховская, Новосибирская ГЭС и строятся Саратовская, Киевская и др. Удельные расходы воды в нижнем бьефе, определяющие необходимый фронт гидроэлектростанции и плотины, принимаются до 60—70 м3/сек на 1 м для мягких грунтов и до 100—120 м3\сек для скальных грунтов. При вертикальных агрегатах наибольшее распространение получили совмещенные гидроэлектростанции с водосбросами над отсасывающими трубами. Такое расположение водосбросов, позволяет использовать их также для пропуска строительных расходов при перекрытии русла реки.

 

Наиболее экономичными из совмещенных гидроэлектростанций низкого напора на равнинных реках будут, по-видимому, гидроэлектростанции с поверхностными водосбросами и с горизонтальными агрегатами, требующие наименьшего фронта гидроэлектростанций на 1 кет мощности. Опыт строительства таких станций пока незначителен. За границей совмещенные ГЭС распространены реже, чем в СССР. Интересный пример совмещенная гидроэлектростанция Джатилухур в Индонезии. Она имеет форму цилиндра диаметром 90 м, в нижней части которого размещены гидроагрегаты, а в верхней — водослив.
 

 

 

 

 

Ваше имя:

Комментарий:

Введите код на картинке ( регистр важен)

Статьи о современной недвижимости (ключая земельные участки) >>

 

Недвижимость, дизайн квартир и прочее — подфорумы >>

Ипотека, юридические вопросы по приобретению недвижимости >>

Недвижимость - серии домов, типовые планировки и перепланировки квартир >>

 

Дома, характеристики планировки квартир, объявления о продаже недвижимости >>