Enheten og prinsippet for drift av vannkraftverket

Siden antikken har folk brukt drivkraften til vann. De malte mel i møller drevet av vannstrømmer, raftet tunge trestammer nedstrøms, og brukte generelt vannkraft til en lang rekke oppgaver, inkludert industrielle.

De første vannkraftverkene

På slutten av 1800-tallet, med begynnelsen av elektrifiseringen av byer, begynte vannkraftverk å få popularitet veldig raskt i verden. I 1878 dukket verdens første vannkraftverk opp i England, som da drev kun én lysbuelampe i kunstgalleriet til oppfinneren William Armstrong ... Og i 1889 var det allerede 200 vannkraftverk bare i USA.

Et av de viktigste stegene i utviklingen av vannkraft var byggingen av Hoover Dam i USA på 1930-tallet. Når det gjelder Russland, allerede i 1892, ble det første fire-turbin vannkraftverket med en kapasitet på 200 kW bygget her i Rudnia Altai ved Berezovka-elven, designet for å gi strøm til gruvedreneringen av Ziryanovsky-gruven.Så, med utviklingen av elektrisitet av menneskeheten, markerte vannkraftverk det raske tempoet i industriell fremgang.

Prinsippet for drift av vannkraftverket

I dag er moderne vannkraftverk enorme strukturer med en gigawatt installert kapasitet. Imidlertid forblir prinsippet for drift av ethvert vannkraftverk generelt ganske enkelt og nesten nøyaktig det samme overalt. Vanntrykket som påføres bladene til den hydrauliske turbinen får den til å rotere, og den hydrauliske turbinen, koblet til generatoren, snur generatoren. Generatoren genererer strøm som og matet til transformatorstasjonen og deretter til kraftledningen.

Hydro Generator Rotor:

I turbinhallen til vannkraftverket er det installert hydrauliske enheter som omdanner vannstrømmens energi til elektrisitet, og alle nødvendige distribusjonsenheter, samt kontroll- og overvåkingsenheter for driften av vannkraftverket, er plassert direkte i bygningen av vannkraftverket.

Effekten til et vannkraftverk avhenger av mengden og trykket av vann som passerer gjennom turbinene. Direkte trykk oppnås på grunn av den rettede bevegelsen av vannstrømmen. Dette kan være vann som bygges opp ved demningen når en demning bygges på et bestemt sted på elven, eller trykket oppstår på grunn av strømningsavledning - det vil si når vannet ledes fra kanalen gjennom en spesiell tunnel eller kanal. Så vannkraftverk er dam, derivat og dam.

De vanligste damvannkraftverkene er basert på en demning som blokkerer elveleiet.Bak demningen stiger vannet, samler seg, og skaper en slags vannsøyle som gir trykk og trykk. Jo høyere demningen er, desto sterkere er trykket. Verdens høyeste demning, på 305 meter høy, er Jinping-dammen på 3,6 GW ved Yalongjiang-elven vest i Sichuan sørvest i Kina.

Vannkraftverk er av to typer. Hvis elven har et lite fall, men er relativt rikelig, skapes en tilstrekkelig forskjell i vannstanden ved hjelp av en demning som blokkerer elven.

Det dannes et reservoar over demningen, som sikrer jevn drift av stasjonen gjennom hele året. I nærheten av bredden under demningen, i umiddelbar nærhet til den, er det installert en vannturbin, koblet til en elektrisk generator (nær damstasjonen) Hvis elven er farbar, lages det en sluse på motsatt bredd for passasje av skip.

Hvis elven ikke er veldig rik på vann, men har en stor nedsenkning og rask strøm (for eksempel fjellelver), så ledes en del av vannet langs en spesiell kanal, som har en mye lavere helling enn elven. Denne kanalen er noen ganger flere kilometer lang. Noen ganger tvinger feltforhold at kanalen erstattes av en tunnel (for kraftstasjoner). Dette skaper en betydelig nivåforskjell mellom utløpet av kanalen og nedstrøms elva.

I enden av kanalen kommer vannet inn i et rør med en bratt skråning, i den nedre enden av hvilken det er en hydraulisk turbin med en generator. På grunn av den betydelige nivåforskjellen får vannet en stor kinetisk energi, tilstrekkelig til å drive stasjonen (avledningsstasjoner).

Slike stasjoner kan ha stor kapasitet og tilhøre kategorien regionale kraftverk (jf. Små vannkraftverk).I de minste anleggene blir turbinen noen ganger erstattet av et mindre effektivt, billigere vannhjul.

Byggingen av Zhigulev vannkraftverk fra kildene

Skjematisk diagram over de elektriske tilkoblingene til Zhigulev HPP

Et snitt gjennom bygningen av Zhigulev vannkraftverk. 1 — utganger for åpning RU 400 kV; 2 — etasje med 220 og 110 kV kabler; 3 — elektrisk utstyrsgulv, 4 — transformatorkjøleutstyr; 5 - busskanaler som forbinder spenningsviklingene til generatoren til transformatorene i "trekanter"; 6 - en kran med en lastekapasitet på 2X125 tonn; 7 - en kran med en lastekapasitet på 30 tonn; 8 - en kran med en lastekapasitet på 2X125 t; 9 — søppeloppbevaringsstruktur; 10 - en kran med en lastekapasitet på 2X125 tonn; 11 — metalltunge; 12 — en kran med en lastekapasitet på 2X125 tonn.

Zhigulev HPP er det nest største vannkraftverket i Europa, i 1957-1960 var det det største vannkraftverket i verden.

Den første enheten til stasjonen med en kapasitet på 105 tusen KW ble satt i drift på slutten av 1955, i 1956 ble ytterligere 11 enheter satt i drift i 10 måneder. 1957 - de resterende åtte enhetene.

Et stort antall nye, til dels unike, energianlegg er installert og er i drift ved vannkraftverk.

Typer vannkraftverk og deres enheter

I tillegg til demningen inkluderer vannkraftverket et bygg og koblingsanlegg. Hovedutstyret til vannkraftverket er plassert i bygningen, her er det installert turbiner og generatorer. I tillegg til demning og bygning kan vannkraftverket ha sluser, overløp, fiskepassasjer og båtheiser.

Hvert vannkraftverk er en unik struktur, derfor er det viktigste kjennetegn ved vannkraftverk fra andre typer industrielle kraftverk deres individualitet. Forresten, det største reservoaret i verden ligger i Ghana, det er Akosombo-reservoaret ved Volta-elven. Den dekker 8500 kvadratkilometer, som er 3,6 % av hele landets areal.

Hvis det er en betydelig skråning langs elveleiet, blir det reist et avledningsvannkraftverk. Det er ikke nødvendig å bygge et stort magasin for demninger, i stedet ledes vannet kun gjennom spesialoppførte vannkanaler eller tunneler direkte til kraftverksbygningen.

Små daglige reguleringsbassenger er noen ganger arrangert i avledede vannkraftverk, som gjør det mulig å kontrollere trykket og dermed mengden elektrisitet som genereres, avhengig av overbelastningen av kraftnettet.

Pumped storage facilities (PSPP) er en spesiell type vannkraftverk. Her er selve stasjonen designet for å jevne ut daglige svingninger og spissbelastninger kraftsystem, og dermed forbedre påliteligheten til strømnettet.

En slik stasjon kan fungere både i generatormodus og i lagringsmodus, når pumper pumper vann inn i det øvre bassenget fra det nedre bassenget. Et basseng er i denne sammenheng et bassengobjekt som er en del av et reservoar og grenser til et vannkraftverk Oppstrøms er oppstrøms, nedstrøms er nedstrøms.

Et eksempel på et pumpelager er Taum Sauk-reservoaret i Missouri, bygget 80 kilometer fra Mississippi, med en kapasitet på 5,55 milliarder liter, noe som gjør at kraftsystemet kan gi en toppkapasitet på 440 MW.