A vízerőmű berendezése és működési elve
Ősidők óta az emberek a víz hajtóerejét használták. Lisztet őröltek vízáramokkal hajtott malmokban, nehéz fákat tutajoztak lefelé, és általában vízenergiát használtak sokféle feladathoz, beleértve az ipari feladatokat is.
Az első vízerőművek
A 19. század végén, a városok villamosításának kezdetével a vízi erőművek nagyon gyorsan kezdtek népszerűvé válni a világon. 1878-ban Angliában jelent meg a világ első vízerőműve, amely akkor még csak egy ívlámpát hajtott a William Armstrong feltaláló művészeti galériájában... És 1889-ben már 200 vízerőmű működött csak az Egyesült Államokban.
A vízenergia fejlesztésének egyik legfontosabb lépése a Hoover-gát megépítése volt az USA-ban az 1930-as években. Ami Oroszországot illeti, már 1892-ben itt, Rudnia Altájban, a Berezovka folyón megépült az első négyturbinás vízerőmű, amelynek teljesítménye 200 kW, és a Ziryanovsky bánya bányavízelvezetésének áramellátását hivatott biztosítani.Így az emberiség villamosenergia-fejlesztésével a vízerőművek az ipari fejlődés gyors ütemét jelezték.
A vízerőmű működési elve
Ma a modern vízerőművek hatalmas építmények, amelyek beépített kapacitása gigawatt. Azonban minden vízi erőmű működési elve általában meglehetősen egyszerű, és szinte mindenhol ugyanaz. A hidraulikus turbina lapátjaira ható víznyomás forog, a hidraulikus turbina pedig a generátorhoz kapcsolva forgatja a generátort. A generátor villamos energiát termel, amely és a transzformátor állomásra, majd az elektromos vezetékre táplálják.
Hidrogenerátor rotor:
A vízierőmű turbinacsarnokában a vízáram energiáját villamos energiává alakító hidraulikus blokkokat helyeznek el, valamint minden szükséges elosztó berendezés, valamint a vízerőmű működéséhez szükséges vezérlő- és felügyeleti készülékek találhatók. közvetlenül a vízerőmű épületében.
A vízerőmű teljesítménye a turbinákon áthaladó víz mennyiségétől és nyomásától függ. Közvetlen nyomás keletkezik a vízáramlás irányított mozgása miatt. Ez lehet a gátnál felgyülemlett víz, amikor a folyón egy adott helyen gátat építenek, vagy a nyomás az áramlás elterelése miatt következik be – vagyis amikor a vizet egy speciális alagúton vagy csatornán keresztül elvezetik a csatornából. Tehát a vízerőművek gát, származék és gát.
A legelterjedtebb gátas vízi erőművek a folyó medrét elzáró gáton alapulnak.A gát mögött a víz felemelkedik, felhalmozódik, egyfajta vízoszlopot hozva létre, amely nyomást és nyomást biztosít. Minél magasabb a gát, annál erősebb a nyomás. A világ legmagasabb gátja, 305 méter magas, a 3,6 GW-os Jinping-gát a Jalongcsiang folyón, Nyugat-Szecsuánban, Délnyugat-Kínában.
A vízerőműveknek két típusa van. Ha a folyó enyhe lejtésű, de viszonylag bőséges, akkor a folyót elzáró gát segítségével kellő vízszintkülönbség jön létre.
A gát felett tározót alakítanak ki, amely egész évben biztosítja az állomás egységes működését. A gát alatti part közelében, annak közvetlen közelében elektromos generátorral összekapcsolt vízturbinát (a gátállomás közelében) szerelnek fel, ha a folyó hajózható, akkor a szemközti parton zárat készítenek az áthaladáshoz. hajókat.
Ha a folyó nem túl gazdag vízben, de nagy bemerülése és gyors áramlása van (például hegyi folyók), akkor a víz egy része egy speciális csatorna mentén kerül elvezetésre, amely sokkal alacsonyabb lejtésű, mint a folyó. Ez a csatorna néha több kilométer hosszú. Néha a terepi körülmények arra kényszerítik a csatornát, hogy alagúttal helyettesítsék (erőműveknél). Ez jelentős szintkülönbséget hoz létre a csatorna kivezetése és a folyó alsó szakasza között.
A csatorna végén a víz egy meredek lejtésű csőbe kerül, melynek alsó végén egy generátorral ellátott hidraulikus turbina található. A jelentős szintkülönbség miatt a víz nagy mozgási energiára tesz szert, amely elegendő az állomás (származó állomások) meghajtásához.
Az ilyen állomások nagy kapacitásúak lehetnek, és a regionális erőművek kategóriájába tartoznak (vö. Kis vízierőművek).A legkisebb üzemekben a turbinát néha kevésbé hatékony, olcsóbb vízikerékre cserélik.
A Zhigulev vízerőmű épülete a forrásokból
A Zhigulev HPP elektromos csatlakozásainak vázlata
Egy szakasz a Zhigulev vízerőmű épületén keresztül. 1 – kimenetek RU 400 kV nyitásához; 2 — 220 és 110 kV-os kábelek padlója; 3 — villamos berendezés padlója, 4 — transzformátor hűtőberendezés; 5 — buszcsatornák, amelyek "háromszögekben" kötik össze a transzformátorok generátorának feszültségtekercseit; 6 — 2X125 tonna teherbírású daru; 7 — 30 tonna teherbírású daru; 8 — 2X125 t teherbírású daru; 9 — szeméttároló szerkezet; 10 — 2X125 tonna teherbírású daru; 11 — fém nyelv; 12 — 2X125 tonna teherbírású daru.
A Zhigulev HPP Európa második legnagyobb vízerőműve, 1957-1960 között a világ legnagyobb vízerőműve volt.
Az állomás első, 105 ezer KW teljesítményű blokkját 1955 végén helyezték üzembe, 1956-ban további 11 blokkot helyeztek üzembe 10 hónapra. 1957 – a maradék nyolc egység.
A vízerőművekben számos új, esetenként egyedi energetikai létesítmény került telepítésre és üzemel.
A vízerőművek típusai és berendezéseik
A vízerőmű a gát mellett egy épületet és kapcsolóberendezést is tartalmaz. Az épületben találhatóak a vízerőmű fő berendezései, itt vannak elhelyezve turbinák és generátorok. A vízerőműben a gát és az épület mellett zsilipek, kifolyók, haljáratok és csónakliftek is lehetnek.
Minden vízerőmű egyedi szerkezet, ezért a vízerőművek fő megkülönböztető jegye a többi ipari erőműtől az egyéniség. Egyébként Ghánában található a világ legnagyobb víztározója, ez az Akosombo víztározó a Volta folyón. Területe 8500 négyzetkilométer, ami az ország teljes területének 3,6%-a.
Ha jelentős lejtő van a meder mentén, akkor származékos vízierőművet építenek. A gátak számára nem szükséges nagy tározót építeni, ehelyett a vizet csak speciálisan kialakított vízcsatornákon vagy alagutakon vezetik közvetlenül az erőmű épületébe.
A származékos vízerőművekben esetenként kis napi szabályozó medencéket helyeznek el, amelyek lehetővé teszik a nyomás és ezáltal a megtermelt villamos energia mennyiségének szabályozását az elektromos hálózat túlterhelésétől függően.
A szivattyús tároló létesítmények (PSPP) a vízerőművek speciális típusai. Itt magát az állomást a napi ingadozások és a csúcsterhelések kiegyenlítésére tervezték energiarendszer, és ezáltal javítja az elektromos hálózat megbízhatóságát.
Egy ilyen állomás generátor üzemmódban és tárolási módban is működhet, amikor a szivattyúk vizet pumpálnak a felső medencébe az alsó medencéből. A medence ebben az összefüggésben olyan medenceobjektum, amely egy tározó része és egy vízerőmű szomszédságában van.
A szivattyús tárolóra példa a Mississippitől 80 kilométerre épült Taum Sauk víztározó, amely 5,55 milliárd literes kapacitással 440 MW-os csúcsteljesítményt biztosít az energiarendszer számára.