การใช้พลังงานของการไหลของน้ำอุปกรณ์ของโครงสร้างไฮดรอลิกของโรงไฟฟ้าพลังน้ำ (HPP)

พลังงานของการไหลของน้ำ

พลังงาน (ศักยภาพ) ที่การไหลของน้ำถูกกำหนดโดยปริมาณสองปริมาณ: ปริมาณของน้ำที่ไหลและความสูงของน้ำตกถึงปาก

ในสภาพธรรมชาติ พลังงานของการไหลของแม่น้ำถูกใช้ไปกับการพังทลายของร่องน้ำ การเคลื่อนตัวของอนุภาคดิน แรงเสียดทานบนตลิ่งและด้านล่าง

ด้วยวิธีนี้ พลังงานของการไหลของน้ำจะกระจายไปตลอดการไหล แม้ว่าจะไม่สม่ำเสมอก็ตาม — ขึ้นอยู่กับความลาดเอียงของด้านล่างและอัตราการไหลของน้ำทุติยภูมิ ในการใช้พลังงานของการไหลภายในพื้นที่หนึ่ง ๆ จำเป็นต้องรวมสมาธิไว้ที่ส่วนเดียว - ในแนวเดียวกัน

บางครั้งความเข้มข้นดังกล่าวถูกสร้างขึ้นโดยธรรมชาติในรูปแบบของน้ำตก แต่ในกรณีส่วนใหญ่จะต้องสร้างขึ้นเทียมด้วยความช่วยเหลือของ โครงสร้างไฮดรอลิก.

โรงไฟฟ้าพลังน้ำอิไตปูเป็นโรงไฟฟ้าพลังน้ำที่ใหญ่ที่สุดในโลกสำหรับการผลิตไฟฟ้า

พลังงานกระจุกตัวอยู่ที่ไซต์ก่อสร้าง โรงไฟฟ้าพลังน้ำ (HPP) สองทาง:

• เขื่อนกั้นแม่น้ำและสูบน้ำในอ่างที่ต้นน้ำ — ต้นน้ำ N เมตรจากระดับอ่างที่ปลายน้ำ — ปลายน้ำ ความแตกต่างของระดับต้นน้ำและปลายน้ำ H เรียกว่าหัว โรงไฟฟ้าพลังน้ำที่ส่วนหัวถูกสร้างขึ้นโดยเขื่อนเรียกว่า เขื่อนใกล้ และมักจะสร้างบนแม่น้ำที่ราบเรียบ

• ด้วยความช่วยเหลือของช่องทางบายพาสพิเศษ - ช่องทางการมา สถานีต้นทางส่วนใหญ่สร้างขึ้นในพื้นที่ภูเขา คลองเบี่ยงมีความลาดเอียงน้อยมาก ดังนั้นเมื่อสิ้นสุดคลองแล้ว ส่วนหัวของแม่น้ำที่ล้อมรอบด้วยคลองทั้งหมดจึงมีความเข้มข้นเกือบสมบูรณ์

แรงไหลในการจัดตำแหน่งโครงสร้าง ถูกกำหนดโดยปริมาณน้ำที่ผ่านประตูในหนึ่งวินาที Q และ head H ถ้า Q วัดเป็น m3/วินาที และ H เป็นเมตร อัตราการไหลในส่วนจะเท่ากับ:

Pp = 9.81 * Q* 3 กิโลวัตต์

กำลังการผลิตนี้เพียงส่วนหนึ่งเท่ากับประสิทธิภาพของการติดตั้งเท่านั้นที่จะนำไปใช้ในเครื่องกำเนิดไฟฟ้าของโรงไฟฟ้าพลังน้ำ ดังนั้นกำลังของโรงไฟฟ้าที่หัว H และการไหลของน้ำผ่านกังหัน Q จะเป็น:

P = 9.81*B* H* ประสิทธิภาพกิโลวัตต์

ห้องเครื่องสำหรับโรงไฟฟ้าพลังน้ำ

ในสภาพการทำงานจริงของโรงไฟฟ้าพลังน้ำ น้ำบางส่วนอาจถูกปล่อยผ่านกังหัน

พลังงานของลำธารถูกใช้มาหลายศตวรรษ การใช้พลังงานน้ำอย่างแพร่หลายเป็นไปได้เฉพาะในปลายศตวรรษที่ 19 เมื่อมันถูกประดิษฐ์ขึ้น หม้อแปลงไฟฟ้า และสร้าง ระบบไฟฟ้ากระแสสลับสามเฟส... ความสามารถในการส่งพลังงานในระยะทางไกลทำให้สามารถควบคุมพลังงานของกระแสน้ำที่ทรงพลังที่สุดได้

โรงไฟฟ้าพลังน้ำ Three Gorges ของจีน ตั้งอยู่บนแม่น้ำแยงซี เป็นโรงไฟฟ้าพลังน้ำที่ใหญ่ที่สุดในโลกในแง่ของกำลังการผลิตติดตั้ง

องค์ประกอบและการจัดวางสิ่งอำนวยความสะดวกด้านเทคนิคพลังน้ำของโรงไฟฟ้าพลังน้ำ

โครงสร้างของหน่วยโครงสร้างของโรงไฟฟ้าพลังน้ำเขื่อนมักจะประกอบด้วย:

• หัวเขื่อน. ที่ต้นน้ำลำธารของเขื่อน อ่างเก็บน้ำที่มีปริมาตรมากหรือน้อยจะถูกสร้างขึ้นขึ้นอยู่กับสภาพภูมิประเทศและความสูงของเขื่อน ซึ่งควบคุมการไหลของน้ำผ่านกังหันตามตารางโหลด

• อาคารไฟฟ้าพลังน้ำ;

• รางน้ำ, มีวัตถุประสงค์ที่แตกต่างกันและการออกแบบที่แตกต่างกัน: เพื่อระบายน้ำส่วนเกินที่ไม่ได้ใช้ในกังหันเช่นในช่วงน้ำท่วม (น้ำล้น) สำหรับการลดขอบฟ้าของน้ำในน้ำล้นซึ่งบางครั้งจำเป็นเช่นเมื่อซ่อมแซมสิ่งอำนวยความสะดวกไฮดรอลิก (การระบายน้ำ) เพื่อการจ่ายน้ำระหว่างผู้ใช้น้ำ (ท่อรับน้ำ)

• สิ่งอำนวยความสะดวกการขนส่ง - ล็อคสำหรับเดินเรือ จัดเตรียมโดยการเดินเรือในแม่น้ำ ชั้นวางและแพสำหรับล่องแพไม้

• สิ่งอำนวยความสะดวกทางปลา

ส่วนการสร้างโรงไฟฟ้าพลังน้ำ

โครงสร้างทั่วไปของโรงไฟฟ้าพลังน้ำที่ได้มา — ช่องทางเบี่ยงและท่อจากร่องน้ำไปยังกังหัน

ค่าหลัก ความรับผิดชอบทางเทคนิคมากที่สุด และการเชื่อมโยงที่แพงที่สุดในบล็อกของโรงไฟฟ้าพลังน้ำคือเขื่อน เขื่อนมีความโดดเด่นตามทางเดินของน้ำ:

• หูหนวกที่ไม่ให้น้ำผ่าน

• ทางน้ำล้นซึ่งน้ำจะล้นเหนือสันเขื่อน

• แผงซึ่งปล่อยให้น้ำเข้ามาเมื่อโล่ (ประตู) เปิดออก

Cornalvo เป็นเขื่อนในสเปนในจังหวัดบาดาโฮซ ซึ่งเปิดใช้งานมาเกือบ 2,000 ปีแล้ว

เขื่อนมักเป็นดินและคอนกรีต

รายละเอียดตามขวางของเขื่อนดิน: 1 — ฟัน; 2 — ชั้นป้องกันของทรายและกรวด 3 — ตารางดินเหนียว: 4 — ตัวเขื่อน; 5 — ชั้นฐานกันน้ำ

รูปแสดงรายละเอียดของเขื่อนดินที่สร้างบนชั้นความหนาต่ำที่ซึมผ่านได้ ร่างกายของเขื่อนถูกระบายออกจากดินที่ไม่มีสิ่งเจือปนอินทรีย์และเกลือที่ละลายน้ำได้จำนวนมาก

เมื่อถมเขื่อนด้วยดินที่ซึมผ่านได้ จะมีการวางตะแกรงดินเหนียวไว้ที่ตัวเขื่อนเพื่อป้องกันการกรองน้ำ ชั้นที่ซึมผ่านได้ซึ่งสร้างเขื่อนถูกตัดด้วยฟันกันน้ำด้วยเหตุผลเดียวกัน

หากถมดินเป็นดินเหนียวหรือดินทรายเต็มเขื่อนแล้ว ก็ไม่จำเป็นต้องมีสิ่งกีดขวางการระบายน้ำ ด้านบน หน้าจอถูกปกคลุมด้วยชั้นป้องกันของทรายและกรวด ซึ่งจะได้รับการปกป้องจากการกัดเซาะของคลื่นด้วยทางเดินหิน (จากสันเขื่อนไปจนถึงจุดที่อยู่ต่ำกว่าระดับน้ำต่ำสุดที่เป็นไปได้ 0.5 - 0.7 เมตร) ในน่านน้ำตอนบน)

เมื่อเติมเขื่อนดิน แต่ละชั้นจะถูกบดอัดอย่างระมัดระวังด้วยลูกกลิ้ง การระบายน้ำผ่านยอดเขื่อนดินเป็นสิ่งที่ยอมรับไม่ได้ เนื่องจากมีอันตรายจากการกัดเซาะ ถนนมักจะสร้างไปตามสันเขื่อนดิน ซึ่งกำหนดความกว้างของสันเขื่อน สันเขาเป็นแอสฟัลต์ตามปกติ

ความกว้างของฐานของเขื่อนขึ้นอยู่กับความสูงและความเอียงลาดเอียงไปยังเส้นขอบฟ้า ความลาดชันของต้นน้ำจะราบเรียบกว่าความลาดชันที่ปลายน้ำ

ปัจจุบัน มีการใช้วิธีการไฮโดรเมคาไนเซชันอย่างแพร่หลายในการก่อสร้างเขื่อนดินขนาดใหญ่

เขื่อนวิลโลว์ครีก รัฐโอเรกอน สหรัฐอเมริกา เขื่อนคอนกรีตแบบแรงโน้มถ่วง

โครงการเขื่อนคอนกรีตตาบอด: 1 — การระบายน้ำของเขื่อน; 2 — ดูแกลเลอรี่; 3 — นักสะสม; 4 — การระบายน้ำของมูลนิธิ

รูปแสดงเขื่อนคอนกรีตเปล่าที่มีรูปทรงปกติพร้อมช่องจราจรด้านบน สำหรับการเชื่อมต่อเขื่อนกับดินและตลิ่งที่เชื่อถือได้มากขึ้นฐานรากของเขื่อนจะทำในรูปแบบของหิ้งหลายอัน ฟันที่มีความลึก 0.05 — 1.0 Z จะอยู่ที่ด้านแรงกด

เพื่อต่อสู้กับการกรองม่านป้องกันการกรองจะถูกวางไว้ใต้ฟันซึ่งผ่านระบบของหลุมเจาะที่มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 5 - 15 ซม. สารละลายซีเมนต์จะถูกฉีดเข้าไปในรอยแตกของฐาน (ดิน)

แม้ว่าตัวเขื่อนจะทำด้วยคอนกรีตทึบแต่น้ำก็ซึมผ่านได้เสมอ เพื่อระบายน้ำนี้ลงเขื่อนได้มีการจัดระบบระบายน้ำซึ่งประกอบด้วยบ่อแนวตั้ง - ท่อระบายน้ำ (เส้นผ่านศูนย์กลาง 20 - 30 ซม.) ที่สร้างขึ้นในเขื่อนทุก ๆ 1.5 - 3 ม.

น้ำที่ระบายผ่านพวกมันจะเข้าสู่คูเวตของหอสังเกตการณ์ 2 จากที่ซึ่งไหลผ่านตัวสะสมแนวนอน 3 ไปยังแอ่งน้ำด้านล่าง ห้องสังเกตการณ์ซึ่งไหลอยู่ในตัวเขื่อนตลอดความยาว สร้างไว้เพื่อตรวจสอบสภาพของคอนกรีตและการกรองน้ำ

โครงสร้างการจัดหาน้ำที่ได้รับมักถูกนำมาใช้ในรูปแบบของช่องทางเปิด ในดินอ่อน ส่วนของร่องน้ำมักจะเป็นรูปสี่เหลี่ยมคางหมู ผนังและก้นคลองบุด้วยคอนกรีตหรือแอสฟัลต์เพื่อลดการกรอง ป้องกันการกัดเซาะ ลดความขรุขระและการสูญเสียแรงดันที่เกี่ยวข้อง นอกจากนี้ยังใช้การหุ้มด้วยหินกรวด

ช่องผันน้ำในดินที่เป็นหินจะมีรูปสี่เหลี่ยมผืนผ้าถ้าไม่สามารถทำช่องเปิดได้ให้ใช้ช่องที่มีหน้าตัดเป็นรูปสี่เหลี่ยมผืนผ้าหรือวงกลมน้ำจากช่องผันน้ำไปยังกังหันจะถูกส่งผ่านท่อส่งน้ำ โลหะ คอนกรีตเสริมเหล็ก และไม้