Вся электронная библиотека      Поиск по сайту

 

Строительная энциклопедия

Раздел: Быт. Хозяйство. Строительство. Техника

Г

ГИДРОЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ СТАНЦИЯ (ГЭС)

 

 

— комплекс сооружений и оборудования для преобразования механич. энергии потока воды в электрич. энергию.

Для использования водной энергии падение реки на к.-л. участке в одном месте (створе) концентрируется с помощью гидротехнич. сооружений. При переходе потока из верхнего бьефа в нижний энергия движущейся воды преобразуется гидротурбиной в механич. энергию вращения, к-рая, в свою очередь, в генераторе превращается в электрич. 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 внутри- годовым регулированием, с многолетним регулированием); по схеме создания напора (русловые и деривационные); по роду используемого источника энергии (речные и приливные). Особые типы станций— безнапорные гидроэлектростанции, преобразующие кинетич. энергию рек в электрическую без создания напора, и гидроаккумулирующие электростанции.

Классификация гидроэлектростанций по капитальности регулируется ГОСТ и систематически совершенствуется и изменяется по мере технич. прогресса в энергетич. строительстве. Наиболее интересна классификация ГЭС по схеме создания напора. В русловых Г. с. 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 спец. отверстия, такие гидроэлектростанции наз. совмещенными.

 

 

В деривационных гидроэлектростанциях, в отличие от русловых, напор создается водоводом, к-рый 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 гидроэлектростанций 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 преим. 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 к-рой напор создается как плотиной, так и деривацией.

Сооружения русловых гидроэлектростанций имеют след. осн. 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 от льда, плавающего мусора и топляков, для обеспечения возможности осушения спиральных камер при ремонте и в отд. 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 гидроэлектростанций. обычно применяют реактивные турбины: поворотно-лопастные, пропеллерные и радиально- осевые. Турбины разных размеров образуют турбинную серию, характеризующуюся геометрия, подобием элементов и определенным коэфф. быстроходности (число оборотов в минуту, к-рое дает турбина данной серии при напоре в 1 м мощности в 1 л. е.).

Диаметр рабочего колеса крупнейших турбин достигает 9,3 м, мощность отд. 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 к-рых подпятник расположен на верхней крестовине, и зонтичные, в к-рых 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 Г. е., за исключением малоагрегатных станций, для к-рых 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 стр-ве Волжской ГЭС им. В. И. Ленина и широко использовались в дальнейшем на стр-ве Волжской ГЭС им. XXII съезда КПСС, Каунасской, Боткинской и др. ГЭС. Ведутся обширные проектные и эксперимент, исследования по сборным конструкциям.

Наиболее экономичны совмещенные русловые ГЭС, в к-рых машинное здание совмещено с водосбросом гидроузла, благодаря чему сокращается длина водосливной плотины, а в нек-рых 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 Г. с. и плотины, принимаются до 60—70 м31сек на 1 м\ для мягких грунтов и до 100—120 м*\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 строит, 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 Г. с. на 1 кет мощности. Опыт стр-ва таких станций пока незначителен. За границей совмещенные ГЭС распространены менее, чем в СССР. Интересный пример — совмещенная Г. с. Джатилухур в Индонезии. Она имеет форму цилиндра диаметром 90 м, в нижней части к-рого размещены гидроагрегаты, а в верхней — водослив

 

Лит.: Губин Ф. Ф., Гидроэлектрические станции, [3 изд.], М.—Л., 1949; Турбинное оборудование гидроэлектростанций. Руководство для проектирования, под ред. А. А. Морозова, 2 изд., М.—Л., 1958; Указания по снижению стоимости при проектировании гидроэлектростанций в части гидротехнических сооружений и гидросилового и электротехнического оборудования, М., 1958; Указания по строительному проектированию гидроэнергетических сооружений (СН 142— 160), М., 1960; Новиков И. Т., Электрификация СССР — важнейший фактор создания материально-технической базы коммунизма, М.—Л., 1960.

 

 

  Гидроэлектростанция гидроэлектрическая станция ГЭС

Гидроэлектростанция (гидроэлектрическая станция, ГЭС) — это комплекс сложных гидротехнических сооружений и оборудования. Его назначение — преобразовывать ...
www.bibliotekar.ru/enc-Tehnika/58.htm

 

  Принципы преобразования гидроэнергии. Характеристика ...

Гидроэлектрическая станция (ГЭС) - это комплекс сооружений и оборудования, посредством которых энергия водотока преобразуется в электрическую энергию. ...
www.bibliotekar.ru/alterEnergy/40.htm

 

  Энергетика — область науки и отрасль промышленности, занимающаяся ...

Из года в год мощность ГЭС Советского Союза и выработка на них электрической энергии ... В 1980 г. гидроэлектрические станции выработали примерно 180 млрд. ...
bibliotekar.ru/enc-Tehnika-3/95.htm

 

  ВОДОХРАНИЛИЩЕ искусственный большой водоем в долине реки ...

Цимлянским водохранилищем регулируется водный сток для ГЭС мощностью 165 тыс. кет с выработкой 660 .... Гидроэлектростанция гидроэлектрическая станция ГЭС ...
www.bibliotekar.ru/spravochnik-181-enciklopedia-tehniki/164.htm

 

К содержанию книги:  ЭНЦИКЛОПЕДИЯ СТРОИТЕЛЯ

  

Последние добавления:

 

 Справочник мастера-строителя   Кузнечно-штамповочное оборудование   Прокатное производство

 

СПРАВОЧНИК МАСТЕРА-СТРОИТЕЛЯ    СПРАВОЧНИК СТРОИТЕЛЯ. Строительные работы и технологии

 

Справочник строителя-отделочника   СТРОИТЕЛЬНОЕ ПРОИЗВОДСТВО. Технология строительного производства

 

СПРАВОЧНИК СТРОИТЕЛЯ. Литература по строительству   Строительные технологии