9558
.pdf21
22
3.7.Водохранилища
Вгидроэнергетике служат для регулирования стока рек.
Регулирование стока: накопление воды в периоды ее избытков,
использование накопленной воды в периоды ее нехватки.
Кроме того, водохранилища могут применяться для регулирования максимальных расходов.
Регулирование стока осуществляется в пределах НПУ-УМО, т. е. в
пределах полезного объема.
Регулирование максимальных расходов – в пределах НПУ-ФПУ, т. е. в
пределах форсированного объема.
Рисунок 3.10 – Характеристики речного водохранилища
3.8. Напорный бассейн
Напорный бассейн − водоем для сопряжения безнапорной деривации
(канала, туннеля, лотка) с турбинными трубопроводами деривационной ГЭС
(рис. 3.11, 3.12).
23
Рисунок 3.11 – План напорного бассейна:
1 – холостой водосброс (для предотвращения переполнения бассейна); 2 – забральная стенка; 3 – трубопровод холостого водосброса; 4 – турбинные трубопроводы; 5 – водоприемник здания ГЭС
Рисунок 3.12 − Деривационная ГЭС с безнапорной деривацией (каналом)
3.9. Бассейны ГАЭС и ПЭС
Верхний бассейн ГАЭС − водоем, предназначенный для создания напора на агрегаты ГАЭС и накопления воды, закачиваемой при работе ГАЭС в насосном режиме.
Нижний бассейн ГАЭС - водоем, предназначенный для приема и накопления воды, проходящей через агрегаты ГАЭС при ее работе в турбинном режиме, для последующего ее использования при работе в насосном режиме.
24
Бассейн ПЭС − речной эстуарий или часть морской акватории (залива),
отсеченная напорными сооружениями приливной гидроэлектростанции с целью использования энергии морских приливов.
Рисунок 3.13 – Верхний и нижний бассейны ГАЭС
3.10. Здания ГЭС, ГАЭС И ПЭС
Здание ГЭС – здание, в котором осуществляется производство электроэнергии.
Здание ГАЭС – здание, в котором осуществляется производство электроэнергии и перекачка воды.
Здание ПЭС – здание, в котором осуществляется производство электроэнергии за счет энергии приливов.
25
Здания ГЭС принято классифицировать:
по установленной мощности: малые Nу≤10 МВт; средние 10≤ Nу≤1000
МВт; большие Nу>1000 МВт;
по напору: низконапорные Н≤10 м; средненапорные 10≤ Н ≤100 м;
высоконапорные Н >100 м;
по сопротивлению давлению воды: русловые; приплотинные;
деривационные.
Русловые здания ГЭС – это здания, сопротивляющиеся сдвигу от давления воды ВБ за счет силы трения между зданием и основанием (рис. 3.14, 3.15). Сила трения:
Fтр=fтрP, |
(3.1) |
где fтр – коэффициент трения, равный tgφ; P – вес здания ГЭС за вычетом взвешивающего и фильтрационного давления, иначе – сумма вертикальных сил; φ – угол внутреннего трения грунта основания.
Рисунок 3.14 − Русловое несовмещенное здание ГЭС
26
Рисунок 3.15 – Русловое совмещенное здание ГЭС
Приплотинные здания ГЭС – это здания, когда устойчивость обеспечивается плотиной перед зданием ГЭС. Такая плотина называется
станционной.
Приплотинные здания ГЭС различают: за щитовой стенкой (здание примыкает к плотине – рис. 3.16.) и отдельно стоящие.
27
Рисунок 3.16 – Приплотинное здание ГЭС (за щитовой стенкой)
Рисунок 3.17 – Приплотинное отдельно стоящее здание ГЭС
28
Рисунок 3.18 – Деривационное здание ГЭС
По конструкции различают здания ГЭС: с вертикальными агрегатами, с
горизонтальными агрегатами.
По отношению к поверхности земли: поверхностные; подземные;
полуподземные; засыпанные.
По типу машинного зала: закрытые; открытые; полуоткрытые.
29
4.ГИДРОЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ УСТАНОВКИ
4.1.Общие сведения
Гидроэнергетические установки – установки по использованию энергии воды. Первыми гидроэнергоустановками (ГЭУ) считаются водяные мельницы
(см. выше). В них водная энергия с помощью водяного колеса превращалась в механическую для помола зерна.
В настоящее время к ГЭУ относят: ГЭС – гидравлическая электрическая станция; ГАЭС – гидравлическая аккумулирующая электрическая станция;
ПЭС – приливная электрическая станция.
К ГЭУ часто относят и насосные станции (НС).
4.2. Гидроэлектростанции
Гидроэлектростанция (ГЭС) − это комплекс сооружений и оборудования для преобразования гидравлической энергии в электрическую (рис. 4.1).
Рисунок 4.1 – Схема гидроэлектростанции
30
4.3. Гидроаккумулирующие электростанции
Гидроаккумулирующая электростанция (ГАЭС) − это комплекс сооружений и оборудования для преобразования гидравлической энергии в электрическую при увеличении потребности в электроэнергии и преобразования электрической энергии в гидравлическую при уменьшении потребности (рис. 4.2).
Рисунок 4.2 – Схемы гидроаккумулирующих электростанций
Различают три основные схемы ГАЭС. Схема I: ГАЭС простого аккумулирования; накопление воды в верхнем бассейне (насосный режим) и
использование накопленной воды (турбинный режим). Схема II: ГЭС-ГАЭС; в