В других устройствах предлагалось
использовать горизонтальную составляющую скорости потока. Однако, ввиду
относительно малых значений удельной кинетической энергии, приходящихся на
единицу сечения потока, эффективное использование этой
энергии может быть только в установках с большими
размерами колес — 100 м и более, а для рабочих колес диаметром 4—5 м можно
было рассчитывать на получение лишь 400—600 кВт, т. е. использование
кинетической энергии прилива при небольших размерах колес не может
удовлетворить современным требованиям.
Возможность использований в установках среднего и низкого
напоров давления воды для приливных остановок означала применение принципа
самой простой и, как будет показано в дальнейшем, наиболее эффективной
обыкновенной однобассейно- вой приливной мельницы с установкой в плотине
вместо мельничного колеса современного гидроагрегата. Эффект такой замены
можно убедительно показать на примере Вудбриджской мельницы, построенной еще
в XII в., колесо которой развивало мощность 15 л.с. Замена этих колес гидроагрегатом с учетом площади бассейна 30 тыс. м2 и средней величины
прилива позволила бы получить мощность 600 л. е., или в 40 раз большую.
Понятно, что такое использование приливной энергии в
современных условиях, когда технически возможно отсечение громадных заливов,
открыло перспективу получения мощностей, измеряемых сотнями тысяч и
миллионами киловатт. Но путь от пятнадцатисильной мельницы в Вудбрид- же до
мощных приливных систем оказался очень трудным.
Первым и главным препятствием для проектировщиков ПЭС
оказалась суточная неравномерность и прерывистость приливной энергии. Если
для примитивных приливных установок это не имеет значения, так как они могут
работать независимо от солнечного времени и их немногочисленный персонал
приспосабливал свою деятельность к приливным циклам, то потребителей энергии
мощной ПЭС такая неравномерность удовлетворить не может. К чему приводит
неравномерность приливной энергии, можно видеть на примере описанной в §
18.1, запроектированной ПЭС Кводди (США). Ее мощность в период квадратур в течение
рабочего промежутка изменяется от 30 до 70 МВт и падает снова до 30 МВт. В
период сизигий мощность нарастает от 30 до 130 МВт и падает опять до 30 КВт.
Длительность рабочего промежутка (в период средних амплитуд) составляет 7 ч 3
мин, а перерыв для выравнивания уровней и накапливания напора длится 5 ч 23
мин. Нужно отметить еще и то, что циклы работы ПЭС ежедневно сдвигаются
(запаздывают) на 50 мин.
Над устранением этой неравномерности приливной энергии
французские инженеры работали 200 лет.
Начиная от артиллерийского инженера Белидора, который в 1737 г. при описании приливной мельницы в Дюнкерке наметил способы, обеспечивающие непрерывность
использования приливной энергии, и кончая Декером, Клодом, Како, Дефуром, все
они пытались решить задачу путем разделения залива, отсекаемого от моря для
ПЭС, на два или три бассейна и поочередной коммутацией этих бассейнов через
турбины с морем или между собой.
Наибольшее число предложений о строительстве ПЭС по этим и
другим схемам было сделано во Франции. Ниже приводятся данные по
однобассейновым схемам, которые представляют интерес с современных позиций, а
также по двухбас- сейновым схемам, поскольку в последнее время вновь
выдвигаются и продолжают разрабатываться их прежние компоновки.
По проекту ПЭС Абер-Врак при отсечении эстуария р. Диури
предполагалось получить 4 МВт с выработкой 14,5 ГВт-ч/год с использованием
прерывистой энергии ПЭС для зарядки аккумуляторов подводных лодок. В проекте
были предусмотрены турбины Югенена с переменной частотой вращения. Сооружение
ПЭС, начатое в 1928 г., было прекращено, поскольку стоимость энергии
оказалась дороже энергии ТЭС.
Проект ПЭС Френей был предложен еще в 1911 г. Вигуром. В измененном проекте 1925 г. было доказано, что эффективнее энергию прилива
использовать по однобассейновой схеме двустороннего действия. В проекте
получила воплощение идея работы турбин с переменной частотой вращения и
выдачей энергии в систему постоянным током при общей длине линии
электропередачи до 900 км. Была также запроектирована специальная ГАЭС для
аккумулирования энергии ПЭС, не поглощаемой системой.
Проекты этих станций интересны также и тем, что в них
предлагалась сквозная конструкция здания, позволявшая осуществить
двустороннюю работу ПЭС при вертикальной турбине. Конструкция такого же типа,
но с оригинальной компоновкой была предложена в двух вариантах проекта Кис-
логубской ПЭС (СССР) в 1939—1940 гг., где предлагалось установить три
вертикальных агрегата по 456 кВт.
Оригинальное решение было предложено в аргентинском
проекте ПЭС Сан-Хосе. Предлагалось применить радиально-осевые турбины с
набором специальных дефлекторов, размещаемых под турбиной для создания и
использования эффекта эжекции. Всего предлагалось установить (в здании ПЭС
длиной 5,5 км) 379 таких агрегатов с различными диаметром (до 10 м) и мощностью в зависимости от глубины.
В проекте Лумбовской ПЭС в СССР была предложена
видоизмененная компоновка обычного здания ГЭС с вертикальными агрегатами. Это
изменение состояло в применении сквозного водопропускного тракта под
агрегатом.
Оригинальная сквозная конструкция с вертикальными
агрегатами и сифонной турбинной камерой предлагалась в проекте ПЭС Кводди 1935 г., а с горизонтальными агрегатами была осуществлена на ПЭС Бузум ( 4.2, с>), которая была
демонтирована перед второй мировой войной.
В 1938 г. Дефур предложил проект трехбассейновой ПЭС, по
которому три бассейна поочередно соединялись со зданием ПЭС с помощью
специальной плотины с затворами для коммутации бьефов. Проект этот реализует
наиболее совершенный из довоенных трехбассейновый цикл Како и Дефура 1937 г., который мог регулировать мощность ПЭС по графику потребления.
Кроме этой ПЭС на северном побережье Франции предлагалось
осуществление двухбассейновых схем с различными циклами. Многие из них были
связаны с эстуарием р. Ране. Далее приводится описание этих двухбассейновых
схем, появляющихся в современных проектах.
|