Hidroelektrik santraller hidroelektrik komplekslerinin bir parçasıdır. Hidrolik ünite, su kaynaklarının kullanımını sağlayan bir hidrolik yapılar kompleksidir. elektrik enerjisi, su temini, sulama, ayrıca taşkınlardan korunma, navigasyon koşullarının iyileştirilmesi, balık yetiştiriciliği, rekreasyon vb.
Hidroelektrik santral yapılarının bileşimi ve amacı. Bir hidroelektrik kompleksi oluşturmanın asıl amacı elektrik üretmekse, buna genellikle hidroelektrik santral veya hidroelektrik tesisi denir. Hidroelektrik kompleks yapı kompleksi ana ve yardımcı yapıları içerir. İnşaat ve montaj işlerini sağlamak için inşaat döneminde geçici yapılar inşa edilir.
Gerçekleştirilen işlevlere bağlı olarak ana yapılar aşağıdakilere ayrılır:
Su tutma ve drenaj yapıları,
Hidroelektrik santralin tasarımına bağlı olarak, hidroelektrik santralin basıncının tamamını veya bir kısmını rezervuar oluşturmak, sel dahil işletme maliyetlerinin alt havuza aktarılmasını amaçlayan (çeşitli tipteki barajlar ve dolusavaklar dahil) ve ayrıca buz, sulu kar, tortu yıkamanın boşaltılması için (bazı durumlarda bu amaçlar için özel cihazlar dahil). Yüksek su miktarına sahip nehirlerde maksimum taşkın akışları 100 bin m3/s veya daha fazlasına ulaşabilir. Böylece dünyanın en büyük hidroelektrik santrali, nehir üzerinde “Üç Geçit” oldu. Yangtze (Çin) hidroelektrik tesisleri, FPU sırasında maksimum 102,5 bin m3/s tasarım taşkınını idare edecek şekilde tasarlanmıştır; Volga'daki Cheboksary HES'te %0,01 olasılıkla maksimum tasarım akış hızı 48 bin m3/s'dir. Dinyeper hidroelektrik istasyonu - 25,9 bin m3/s.Elektrik üretmek ve bunu enerji sistemine sağlamak için tasarlanmış ve su girişlerini de içeren enerji yapıları; üst havuzdan hidroelektrik santral binasındaki hidrolik türbinlere su sağlayan ve hidroelektrik santral binasından alt rezervuara su tahliye eden su kanalları; güç ekipmanı (hidrolik türbinler, hidrojeneratörler, transformatörler vb.), mekanik, taşıma, yardımcı ekipman, kontrol sistemine sahip hidroelektrik santral binaları; elektriği güç sistemine almak ve dağıtmak için açık (ORU) veya kapalı (ZRU) dağıtım cihazlarının yanı sıra güç hatlarının acil olarak kapatılması.
Gemilerin ve salların hidrolik bir sistem üzerinden geçişi için tasarlanmış ve kilitler, yaklaşma ve çıkış kanalları olan gemi asansörleri, sal gemileri vb. içeren nakliye ve ahşap rafting yapıları.
Sulama için su girişleri, su temini, gerekli su temininin sağlanması ve su girişleri, pompa istasyonları vb. dahil.
Göçmen balık türlerinin üst havuzdaki yumurtlama alanlarına ve ters yönde geçişine olanak sağlayacak şekilde tasarlanmış, balık geçitleri ve balık kaldırma platformlarını içeren balık geçitleri ve balık koruma yapıları.
Su şebekesi yapılarını birbirine bağlamak ve köprüler, otoyollar ve demiryolları vb. dahil olmak üzere karayollarını ve demiryollarını bunlardan geçirmek için tasarlanmış ulaşım yapıları.
Hidroelektrik kompleksinin bulunduğu bölgenin doğal koşullarına (hidrolojik, topografik, jeolojik, iklimsel), basınç üretim şemasına ve hidroelektrik santral tipine bağlı olarak, hidroelektrik kompleksinin ana yapılarından bazıları aşağıdakilerle birleştirilebilir: (örneğin, hidroelektrik santral binasının dolusavak ile birleştirildiği bir hidroelektrik santralinin dolusavak binaları).
Yardımcı yapılar, su işlerinin normal çalışması ve bakım personelinin çalışması için gerekli koşulları sağlamak üzere tasarlanmıştır ve idari binaları, su teminini, kanalizasyon sistemlerini vb. içerir.
İnşaat ve montaj işleri için gerekli olan geçici yapılar iki gruba ayrılabilir.
Birinci grup, inşaat sırasında nehir akışlarının geçişini sağlayan, inşaat halindeki çukurları ve yapıları atlayan ve bunları su baskınından koruyan ve inşaat kanalları, kanallar, tüneller, lentolar, susuzlaştırma sistemleri vb. içeren yapıları içerir.
İkinci grup, çimento depoları, beton agregaları, takviye, ahşap işleme ve mekanik atölyeleri, mekanizasyon ve motorlu taşıma üsleri, depolar, geçici yollar, geçici güç kaynağı sistemleri, iletişim, su temini vb. içeren beton fabrikaları dahil olmak üzere yardımcı üretim işletmelerini içerir.
Çoğu durumda, inşaatın tamamlanmasından sonra geçici yapıların bir kısmı hidroelektrik santralin işletimi sırasında kullanılır. Böylece, birinci grubun yapılarından inşaat kanalları ve tüneller tamamen veya kısmen bir hidroelektrik santralinin dolusavaklarına veya su kanallarına ve lentolar barajlara dahil edilebilir.
İkinci grubun yapıları tamamen veya kısmen hidroelektrik santrallere dayalı bölgesel üretim komplekslerinin başlangıç altyapısı olarak kullanılabilir.
Hidroelektrik santrallerin işletme koşullarında güvenilir ve dayanıklı çalışmasını sağlamak, karmaşık kullanımı dikkate almak, maliyetleri azaltarak, inşaat süresini azaltarak ve hidrolik ünitelerin devreye alınmasını hızlandırarak maksimum ekonomik etkiyi elde etmek, rasyonel yerleşim düzeni ve yapı türlerinin seçilmesi, Doğal şartlara ve rezervuar parametrelerine bağlı olarak hidroelektrik santrallerin çalışma şekilleri önemlidir.
Büyük hidroelektrik santrallerin 5-10 yıla ulaşan uzun inşaat süresi dikkate alındığında, genellikle bitmemiş yapılar ve azaltılmış basınçlar ile yapıların inşa edilmesi ve hidrolik ünitelerin kuyruklar halinde devreye alınması, böylece ekonomik verimliliğin artırılması planlanmaktadır.
HPP'ler ve PSPP'ler aşağıdakilere ayrılır:
Baskı oluşturma yöntemine göre, Devre diyagramları hidroelektrik santrallerinde hidrolik enerjinin kullanılması, hidroelektrik santral binasının yapıların bir parçası olarak yerleştirilmesi: nehir yatağı binalarına sahip hidroelektrik santral; Baraj binaları ile hidroelektrik santral; derivasyon hidroelektrik santralleri.
Kurulu kapasiteye göre (jeneratör modunda güce göre pompalanan depolamalı enerji santralleri için): yüksek güç - 1000 MW'tan fazla, ortalama güç 30 ila 1000 MW, düşük güç - 30 MW'dan az.
Basınçla (maksimum): yüksek basınç – 300 m'den fazla, orta basınç – 30–50 ila 300 m arası, alçak basınç – 30–50 m'den az.
Nehir tipi binalara sahip hidroelektrik santraller, genellikle 50 m'ye kadar basınçlara sahip yumuşak ve kayalık temeller üzerindeki ova nehirlerinde kullanılır ve hidroelektrik santral binalarının basınç cephesinin bir parçası olması ve su basıncını dışarıdan algılamasıyla karakterize edilir. yukarı akış tarafı. Hidroelektrik santral yapıları kompleksi genellikle hidroelektrik santral binası, dolusavak barajı ve nakliye kilidi ve toprak barajlar dahil olmak üzere basınç cephesinin çoğunluğunu oluşturan beton yapıları içerir. Çoğu durumda nehir tipi hidroelektrik santral binaları dolusavaklarla birlikte inşa edilir. Kievskaya, Kanevskaya, Dniester (Ukrayna), Plyavinskaya (Letonya), Saratovskaya (Rusya) hidroelektrik santralleri ve diğer birçok hidroelektrik santralde nehir yönünde birleşik binaların kullanılması, beton dolusavak barajlarının terk edilmesini, cephenin azaltılmasını mümkün kıldı Beton yapılardan önemli tasarruflar elde edin. İnşaat döneminde tahmini taşkın akışlarının 10-20 bin m3 / s'ye ulaşabileceği yüksek su nehirlerinde kullanılan nehir tipi binalara sahip hidroelektrik santral yapılarının genel yerleşim planının seçimi, aşağıdakilerden önemli ölçüde etkilenir: inşaat döneminde nehrin akış şeması.
Hidroelektrik santralin beton yapılarının konumuna bağlı olarak aşağıdaki düzenler ayırt edilir (Şekil 4.1):
Kıyı ve taşkın yatağı düzeni.
Bu tür düzenler, ana beton yapıların (hidroelektrik santral binası, dolusavak barajı vb.) Nehir yatağının dışında yer alması, çukurlarının lentolarla çevrilmesi ve inşaatları sırasında taşkınlar da dahil olmak üzere inşaat maliyetlerinin karşılanmasıyla ayırt edilir. nehir yatağı boyunca gerçekleştirildi. Beton yapılar inşa edildiğinde kanal, çoğunlukla toprak olan kör bir barajla kapatılır ve nehrin akışı beton yapıların içinden geçirilir. Kıyı düzeninde, lentoların yüksekliği daha azdır ve çukur, inşaat döneminde taşkınlar nedeniyle su altında kalmayan bir kıyı kesiminde yer aldığında, lentoların takılmasına hiç gerek yoktur. Kıyı düzeninin önemli bir dezavantajı, çukur, giriş ve çıkış kanallarındaki toprağı kazmak için büyük hacimli kazı çalışmalarının yapılması gerekliliğidir. Taşkın yatağı düzeniyle, beton yapıların çukuru taşkın yatağına nehir yatağına daha yakın yerleştirilir, bu da bir yandan çukuru çevreleyen lentoların yüksekliğinde bir artışa, diğer yandan da bir azalmaya yol açar. kazı işi hacminde.
Kanal düzeni. Bu düzenlemeyle nehir yatağına beton yapılar yerleştiriliyor. Bu durumda, aşağıdaki inşaat şemaları kullanılır:
Bir çukurda, lentolarla çevrili, inşaat maliyetleri bankada yapılan bir kanaldan geçiyor.
İki (nadiren üç) aşamada, kanalın bir kısmı lentolarla çevrilerek içine 1. aşamanın beton yapıları dikildiğinde inşaat maliyetleri kanalın diğer kısmından aktarılır. 1. etap yapıları yapılırken nehir akıntıları içlerinden geçirilir ve nehir yatağının diğer kısmı lentolarla çevrilerek 2. etap beton yapıları dikilir.
Karışık düzen. Bu düzenleme ile beton yapılar kısmen kanal içine ve kıyıya (taşkın yatağına) veya kanalın tüm genişliği boyunca kısmen de kıyıya (taşkın yatağına) yerleştirilir.
Her özel durumda HES yerleşim seçeneğinin seçimi, HES lokasyonunun doğal koşulları, uygun işletme koşullarının sağlanması, inşaat süresinin kısaltılması, hidroelektrik kompleksinin maliyeti ile belirlenir ve teknik ve ekonomik bir karşılaştırma temelinde yapılır. seçenekleri.
Örnek olarak Şekil 2'de yer almaktadır. Şekil 4.2 Kiev hidroelektrik santralinin planını göstermektedir. Sağ kıyıda yer alan beton yapılar şunları içerir: yıllık ortalama 0,64 milyar kWh üretim kapasitesine sahip, toplam 360 MW kurulu güce sahip 20 yatay kapsül hidroelektrik ünitesinden oluşan nehir yatağı hidroelektrik santral binası, yüzey dolusavaklar ile birlikte, tek odacıklı savak. Kanalı kapatan toprak baraj ve sol sahil barajının toplam uzunluğu yaklaşık 54 km'dir. Hidroelektrik santralin maksimum düşüsü 11,8 m, tasarım 7,6 m, hidroelektrik santral yapılarından tahmini maksimum taşkın akışı 14,8 bin m3/s, rezervuardaki maksimum spesifik akış hızı 90 m3/s'dir. S. Kumlu bir taban koşullarında, nehir yatağı hidroelektrik santral binasının güvenilir bir şekilde çalışmasını sağlamak için, hidroelektrik santral binasının temel levhasının altında bir kil eğimi, bir yığın perde dahil olmak üzere anti-filtrasyon önlemleri sağlanmıştır. mansap yönüne bağlı bir drenaj bulunmaktadır. Bir hidroelektrik santralin çalışması sırasında tabanın tehlikeli şekilde aşınmasını ve taşkınların mansap yönünde geçişini önlemek için, bir su havzası ve 2,5 ila 1,5 m kalınlığında betonarme levhalardan yapılmış bir apron içeren bir sabitleme yapıldı ve Erozyon hunisi oluşturulduğunda daha fazla erozyonu önleyecek kaya dolgusu ile dolu bir kova.
Yapı kompleksi, Kiev rezervuarının kıyısında, hidroelektrik istasyonundan 3,5 km uzaklıkta bulunan Kiev pompalı depolama enerji santralini içermektedir.
Baraj binalı hidroelektrik santraller, ova ve dağ nehirleri üzerinde, çoğunlukla 30 ila 300 m arası basınçlara sahip kayalık bir temel üzerine inşa edilir ve hidroelektrik santral binasının barajın arkasında yer almasıyla karakterize edilir.
Basınçlı su borularının uzunluğu ve hidroelektrik santral binasının yerleşim planı barajın tipine, yüksekliğine ve diğer parametrelerine ve alanın doğal koşullarına bağlıdır.
Ova nehirleri koşullarında, baraj tarafındaki binalara sahip hidroelektrik santrallerin yerleşimi, nehir yatağı binalarındaki yerleşimlere benzer ve binanın önünde su girişi ve basıncı olan beton bir baraj olması nedeniyle onlardan farklıdır. hidroelektrik santral binasından bir genleşme derzi ile ayrılan borular (istasyon barajı). Böyle bir yerleşim planının ilginç bir örneği Dinyeper Hidroelektrik Santrali'dir (Şekil 4.3).
Dinyeper akışının mevsimsel düzenlemesini sağlayan 9 km3 faydalı kapasiteli rezervuarlı Kremenchug hidroelektrik santralinin inşasından sonra, Dinyeper hidroelektrik santralinin düzenlenmiş akış koşullarında tahmini maksimum taşkın akışı 40'tan 25,9 bin m3 /'e düştü. Barajın dolusavak açıklıklarının (açıklıklarının) hangi kısmının serbest bırakılması nedeniyle, bunların toplam 888 MW kapasiteli hidroelektrik santralin ikinci binası için su girişi olarak kullanılması ve toplam kapasitenin arttırılması mümkün olmuştur. Dinyeper hidroelektrik santralinin kapasitesi 1595 MW'a çıkarıldı. Her türbine su, barajın üzerinde duran ve hidroelektrik santral binasından bir genleşme derzi ile ayrılan iki adet betonarme basınçlı boru hattı aracılığıyla iki açıklıktan (su alma açıklıkları) sağlanmaktadır.
A 
B 
V 
Pirinç. 4.3. Dneproges: a – plan; b, c – sırasıyla GES-1 ve GES-2'nin türbin odası; 1 – GES-1'in inşası; 2 – yerçekimi barajı; 3 – GES-2'nin inşası; 4 – ağ geçidi
Daha yüksek basınçlarda, genellikle dağ nehirleri koşullarında, beton barajlı hidroelektrik santrallerin ve toprak malzemelerden yapılmış barajların yerleşimi kendine has özelliklere sahiptir.
Beton barajlı yerleşimler, kural olarak, nehir boyunca veya hidroelektrik santral binasının yerçekimi, payanda veya kemer barajlarının arkasına yerleştirilmesiyle karıştırılır ve baraj gövdesindeki basınçlı su kanallarının konumu ile karakterize edilir, yukarı veya aşağı yüzlerinde (Şekil 4.4). Hidroelektrik kompleksi, barajın yakınında hidroelektrik santral binası bulunan bir istasyon barajı, dolusavak barajı ve beton veya toprak malzemelerden yapılabilen kör barajları içermektedir.
Dar kesimlerde hidroelektrik santral binası ve dolusavak yerleşiminde zorluklar yaşanmaktadır. Bu durumlarda dolusavak kıyıda ayrı ayrı (örneğin Chirkey hidroelektrik santrali) veya hidroelektrik santralin baraj binasının tabanında yer alan yüzey dolusavak şeklinde (örneğin, hidroelektrik santrali) gerçekleştirilebilir. Toktogul hidroelektrik santrali). Bir hidroelektrik santralinin türbin odasının baraj gövdesinde yer alması son derece nadirdir (örneğin, toplam 320 MW kapasiteli dört hidrolik üniteli türbin salonunun bulunduğu Fransa'daki Monteynard hidroelektrik santrali) 153 m yüksekliğinde ve 210 m kret uzunluğunda kemer ağırlıklı bir barajın içindeki boşlukta ve barajların mansap kenarındaki yüzey dolusavağın içinde). Beton bir baraj içindeki bir boşluğa yerleştirilen bu tür yerleşik binalar (bkz. Şekil 4.4, d) ayrı bir grup oluşturur ve geleneksel olarak baraj tarafı binaları olarak sınıflandırılır.
A 
B
V 
G
Pirinç. 4.4. Baraj binaları ve beton barajlara sahip hidroelektrik santrallerinin yerleşim planları: a – kanal düzeni – Three Gorges Hidroelektrik Santrali: 1 – dolusavak barajı; 2 – sol sahil ve sağ sahil istasyon barajları ve hidroelektrik santral binaları; 3 – gemi asansörü; 4 – iki iş parçacıklı ağ geçidi; b – karma yerleşim – Itaipu HES: 1 – toprak malzemelerinden yapılmış sol sahil barajı; 2 – inşaat maliyetlerini geçirmek için kanal; 3 – geçici dolusavak; 4 – alt atlama teli; 5 – hidroelektrik santral binası; 6 – üst atlayıcı; 7 ve 8 – beton baraj; 9 - dolusavak; 10 – toprak malzemelerden yapılmış sağ sahil barajı; c – baraj binasına sahip bir hidroelektrik santralinin basınçlı su borularının yeri için seçenekler; g – yerleşik bina seçeneği
B 
Pirinç. 4.5. Krasnoyarsk hidroelektrik santrali: a – plan; b – istasyon barajı ve hidroelektrik santral binasının kesiti; 1 – hidroelektrik santral binası; 2 – istasyon barajı; 3 – dolusavak barajı; 4–7 – kör barajlar; 8 – kurulum yeri; 9 ve 10 – yukarı ve aşağı nakliye rotaları; 11 – döndürme cihazı; 12 – gemi kamerası; 13 – dalga koruma duvarı
Nispeten geniş kesitlerde inşaat genellikle iki aşamada gerçekleştirilir, öncelikle beton dolusavak barajının (veya barajın bir kısmının) inşası ve inşaat maliyetlerinin kısıtlı nehir yatağından geçirilmesi ve bloke edilmesinden sonra, ikinci sırada ise inşa edilen dolusavak barajındaki dolusavak açıklıklarının açılması ve hidroelektrik santral yapılarının inşaatının tamamlanması yoluyla gerçekleştirilmektedir.
Dar bölümlerde, inşaat maliyetlerini karşılamak için, işletme koşullarında taşkın dolusavağı inşa etmek için kullanılabilecek bir inşaat tüneli yapılır.
A 
B
Pirinç. 4.6. Chirkeyskaya HES: a – kesit; b – plan; 1 – baraj; 2 – su alımı; 3 – basınçlı su kanalları; 4 – hidroelektrik santral binası; 5 – erişim tüneli; 6 – inşaat tüneli ile birleştirilmiş operasyonel dolusavak
Nispeten geniş bir hizada baraj binasına sahip hidroelektrik santrallerin örnekleri, 18,2 milyon kW kapasiteli dünyanın en büyük hidroelektrik santrali "Three Gorges" (bkz. Şekil 4.4, a), 12,6 milyon kapasiteli Itaipu hidroelektrik santralidir. kWh, (bkz. Şekil 4.4,b), 6,4 milyon kW kapasiteli Sayano-Shushenskaya HES, yıllık ortalama 20,4 milyar kWh üretim ile 6 milyon kW kapasiteli Krasnoyarsk HES. Krasnoyarsk hidroelektrik santralinin yapıları, istasyon ve kör barajlardan oluşan, 1065 m uzunluğunda ve maksimum 125 m yüksekliğinde bir yerçekimi barajı (Şekil 4.5), bir taşkın akışının geçişini sağlayan bir dolusavak barajı içerir. 14,6 bin m3/s (seviye zorlandığında su baskınının rezervuara dönüşmesi de dikkate alındığında) ve ayrıca gemi kaldırma kapasitesi bulunmaktadır.
Dar hizada baraj binasına sahip bir hidroelektrik santral örneği, 333 m kret uzunluğu ve maksimum 233 m yüksekliğinde kemerli bir baraj ve çift barajlı 1,0 milyon kW kapasiteli Chirkey hidroelektrik santralidir. -binadaki hidrolik ünitelerin sıra düzeni (Şekil 4.6). Sol sahilde 3,5 bin m3/sn'lik taşkın akışını karşılayacak şekilde tasarlanmış tünel işletme dolusavağı bulunmaktadır.
1,2 milyon kW kapasiteli Toktogul Hidroelektrik Santrali'nde, hidroelektrik santral binasında hidrolik ünitelerin çift sıra düzeniyle dar hizada baraj binası ve maksimum 216 m yüksekliğinde yerçekimi barajı ile basınçlı su bulunmaktadır. baraj gövdesinde hidroelektrik santralinin kanalları ve derin bir dolusavak yer almakta olup, barajın alt kenarında ise yüzeysel bir dolusavak bulunmaktadır (Şekil 4.7).
Beton baraj ve toprak malzemeli dar kesitlerde kara ve yer altı hidroelektrik santral binalarının yer aldığı konfigürasyonlar kullanılabilmektedir.
Toprak malzemelerden yapılmış barajlara sahip hidroelektrik santrallerin ana planları Şekil 2'de gösterilmektedir. 4.8. Bu durumda hidroelektrik santral binası doğrudan barajın arkasına yerleştirilebilir (a) veya en yaygın olarak kullanılan kara (b) ve yer altı (c) hidroelektrik santral binası yerleşim planları kullanılır.
Toprak malzemelerden yapılmış barajlara sahip hidroelektrik santrallerin yerleşimi, taşkın akışlarını geçmek için operasyonel dolusavakların kıyıya yerleştirilmesiyle karakterize edilir: yüksek akışlı bir kıyı yüzeyi dolusavak veya bir tünel dolusavak şeklinde. İnşaat maliyetlerini karşılamak için genellikle inşaat tünelleri kullanılır.
Barajın dışında inşa edilen, su girişi, su kanalları ve hidroelektrik santral binasını içeren hidroelektrik yapıları kompleksine, hidroelektrik santralin basınç istasyonu ünitesi (PSU) adı verilir.
Baraj binası ve toprak malzemelerden yapılmış barajı olan yüksek basınçlı hidroelektrik santral örneği, yıllık ortalama 11,2 milyar kWh üretime sahip 2,7 milyon kW kapasiteli Nurek hidroelektrik santralidir (Şekil 4.9). . Türbinlere su, basınçlı tüneller vasıtasıyla kule tipi su girişlerinden sağlanmaktadır. Hidroelektrik santralin işletmeye alınmasını hızlandırmak için, baraj sadece 143 m yüksekliğe (300 m tasarım yüksekliği ile) inşa edildiğinde ilk üç hidrolik ünite düşük basınçta çalıştırıldı; bunun için geçici bir su girişi vardı. ve bir tünel inşa edildi. İnşaat döneminde nehrin akışı, sol yakada bulunan üç kademeli inşaat tünelleri aracılığıyla gerçekleştirildi. İşletme dönemindeki taşkın akışları (maksimum akış 5,4 bin m3/%0,01 olasılıkla) üçüncü kademe inşaat tünelinin uç bölümüne bağlanan bir tünel dolusavak içinden geçmektedir.
Derivasyon hidroelektrik santralleri, küçük hidroelektrik santrallerde birkaç metreden 2000 m'ye kadar (Avusturya'daki Reissek hidroelektrik santralinin basınç yüksekliği 1767 m'dir) kadar değişen geniş bir basınç aralığında kullanılır ve genellikle dağ eteklerinde ve yamaçlarda inşa edilir. dağlık bölgeler.
Rezervuardaki su seviyesinde hafif dalgalanmalar olduğunda yerçekimi yönlendirmeli hidroelektrik santraller kullanılabilir. Bu tür hidroelektrik santrallerde su, su girişinden kıyı boyunca uzanan bir derivasyon kanalına (uygun topografik ve jeolojik koşullar altında) veya serbest akışlı bir derivasyon tüneline verilir.
Basınç yönlendirmeli hidroelektrik santraller, rezervuardaki su seviyesindeki hem büyük hem de küçük dalgalanmalar için kullanılır. Bu tür hidroelektrik santrallerde su, su girişinden yüzeyde bulunan bir basınç yönlendirme boru hattına veya bir basınç yönlendirme tüneline beslenir (Şekil 4.10). Basıncın bir baraj ve yönlendirme (bkz. 2.4) tarafından oluşturulduğu, baraj yönlendirme (kombine) şemasına sahip hidroelektrik enerji santrallerinin yanı sıra, bir yönlendirme hidroelektrik santralinin inşaatları şunları içerir:
Nehirde durgun su oluşturmak ve akışı bir yöne yönlendirmek, ayrıca suyu tortudan, döküntüden, bazı durumlarda buzdan, sulu kardan arındırmak için tasarlanan ana ünite bir baraj, dolusavak, su girişinden oluşur. , bir çökeltme havuzu, yıkama ve buz boşaltma yapıları.
Genellikle dağ nehirleri üzerine kurulan alçak basınçlı barajların ana birimleri sınırlı hacimli rezervuarlara sahiptir ve bu nedenle bunların tortu ile dolmasını önlemek için önlemler alınır. Bu amaçla, hidrolik kompleksin bir parçası olarak, taşkın akışları geçtiğinde çökeltilerin yıkanmasını sağlayan, düşük eşikli ve dolusavak cephesinin yeterli genişliği ile kapılarla donatılmış beton dolusavak barajı yapılmıştır. Şu tarihte: Büyük miktarlar hidrolik türbinlerin akış kısmının hızlı aşınmasına yol açabilen askıdaki çökeltilerin suyunda, çökeltme tankları, akış hızı azaldıkça asılı parçacıkların dibe çöktüğü ve daha sonra uzaklaştırıldığı bir oda şeklinde kurulur. .
Barajın kör kısmı beton veya toprak malzemelerden yapılabilir. Su girişi bir barajla birleştirilebilir veya kıyıya yerleştirilebilir.
Rezervuarlar genellikle günlük düzenlemeyi gerçekleştirir ve hem serbest akışa hem de basınç sapmasına izin veren sığ bir deşarj derinliği ile karakterize edilir.
Orta ve yüksek basınçlı barajlara sahip ana üniteler, büyük bir rezervuar hacmi (ölü hacim içerisinde çökelti birikmesi olasılığı ile birlikte) ve mevsimsel veya uzun vadeli akış düzenlemesi sırasında önemli rezervuar çekilmesi ile karakterize edilir. Bu bakımdan su alma yerleri derindir ve yön değiştirme basınçtır.
Barajlar, dolusavaklı betondan (yerçekimi, payanda, kemer) ve çoğu durumda, içlerinde kurulu bir hidroelektrik santral için su girişinin yanı sıra dolusavak ve su girişi gövdenin dışında bulunan yerel malzemelerden yapılabilir. barajın.
İstasyon düğümüne su sağlayan rotaları (derivasyon) boyunca saptırma su boru hatları ve yapıları, dolusavaklar, sifonlar ve diğer yapıların bulunduğu rota boyunca basınçlı (tüneller, boru hatları) ve basınçsız (kanallar, tüneller) olarak ayrılır. kurulabilir.
Basınçsız türetme durumunda, istasyon ünitesi bir ön hazneli bir basınç havuzu, bir su girişi, bir acil durum dolusavağı ve türetme türünden bağımsız olarak genel yapıları içerir: gerekirse dalgalanma ile birlikte türbin basınçlı su kanalları tank, hidroelektrik santral binası, kanal veya tünel şeklindeki çıkış suyu kanalları (basınçlı veya serbest akışlı), dağıtım cihazı.
İstasyon düğümünün bir parçası olarak, hidroelektrik santral binaları karada açık, yeraltında ve daha az yaygın olarak yarı yeraltında yapılır.
Baraj yönlendirme hidroelektrik santralinin tipik bir örneği, ana ünitesi tasarlanmış bir taşkın dolusavak ile 271 m yüksekliğinde bir kemer barajı içeren 1,3 milyon kW kapasiteli Inguri hidroelektrik santralidir (Gürcistan) (Şekil 4.11). 1900 m3 / s'lik bir akış için. Rezervuar, 70 m drenaj derinliği ile 0,68 km3 faydalı hacme sahip olup, 450 m3 / s akış hızı için tasarlanmış derin su alımından 9,5 m çapında ve 15,3 km uzunluğunda bir derivasyon basınç tüneli başlamaktadır. Hidroelektrik santralin istasyon ünitesinde şaft tipi denge tankı, kelebek vana odası, tünel türbin su kanalları, yeraltı hidroelektrik santral binası, serbest akışlı çıkış tüneli ve toplam uzunluğu 3,2 km olan bir kanal bulunmaktadır.
Inguri hidroelektrik santralinin 409,5 m'ye eşit olan toplam statik yükü, baraj (226 m) ve saptırmanın (183,5 m) oluşturduğu yüklerden oluşmaktadır. Tasarım yüksekliği 325 m olup yıllık ortalama üretim 5,4 milyar kWh'dir.
Hidroelektrik santral binalarının çeşitleri ve ana elemanları. Hidroelektrik santral binası, hidrolik güç, elektrik, hidromekanik, yardımcı ekipman ve kontrol sistemleri yardımıyla suyun mekanik enerjisinin tüketicilere güç sistemine iletilen elektriğe dönüştürüldüğü hidrolik bir yapıdır. Aynı zamanda, hidroelektrik santral binasının güvenilir çalışması, sağlamlığı ve stabilitesi, harici yüklerin (hidrostatik ve hidrodinamik basınç, filtrasyon basıncı, sıcaklık, sismik etkiler vb.) yanı sıra dışarıdan gelen yükler altında da sağlanmalıdır. teknolojik ekipmanların işletilmesi.
Hidroelektrik santral binalarının tipi ve tasarım çözümleri, hidroelektrik santral yapılarının ve ana güç ekipmanlarının genel yerleşim planına göre belirlenir. Hidroelektrik santral binalarında basınç ve çalışma şartlarına bağlı olarak döner kanatlı, eksenel, radyal-eksenel, diyagonal ve kovalı türbinler kurulmaktadır.
Binanın spiral hazne, emme borusu, türbin ekipmanı ve bir takım teknolojik sistemleri içeren akış yolunun bulunduğu alt kısmına agrega kısmı, üst yapıya sahip olan binanın üst kısmına ise bu kısım denir. hidrolik jeneratörler ve vinç ekipmanlarının yanı sıra güç transformatörlerinin bulunduğu makine odası, su alımı için vinç ekipmanı (nehir yatağı binalarında), emme boruları için tamir vanaları ve diğer teknolojik ekipmanlar - agrega kısmının üzerinde bulunur.
Hidroelektrik santral binasının plan ve yükseklik olarak tasarımı ve boyutları, tabana derinlik, hidrolik ünitenin, spiral (türbin) odasının ve emme borusunun boyutlarından, hidrolik türbin çarkının ekseninin derinliğinden önemli ölçüde etkilenir. kuyruk suyu seviyesi ve hidrolik ünitelerin sayısı. Kural olarak, bir hidroelektrik santral binasına iki veya daha fazla hidrolik ünite monte edilir (örneğin, Saratov Hidroelektrik Santrali binasında - 23 hidrolik ünite, Kanevskaya Hidroelektrik Santrali - 24 hidrolik ünite), nadiren - bir hidrolik ünite, onarıldığında hidroelektrik santral tamamen çalışmayı durdurur.
Hidroelektrik santral binası, hidrolik ünitelerin işletme sırasında monte edildiği ve onarıldığı bir kurulum sahasını içermektedir. Kurulum sahası aynı zamanda bazı yardımcı sistemleri de barındırmaktadır.
Önemli bir uzunluğa sahip çok üniteli hidroelektrik santral binaları, genleşme derzleri ile ayrı bölümlere ayrılmıştır: yumuşak bir taban için sıcaklık-tortul, kayalık bir taban için sıcaklık. Böylece, 22 hidrolik üniteli 2530 MW kapasiteli Volzhskaya hidroelektrik santralinin binası, her biri 9,3 m pervane çapına sahip (tasarımlı) döner kanatlı türbinlere sahip iki güç ünitesini barındıran 60 m uzunluğunda bölümlere ayrılmıştır. 19 m basma yüksekliği ve 115 MW güç).
Montaj sahası bloğu da genellikle binadan bir dikişle ayrılır.
Hidroelektrik santral binasının agrega kısmı önemli bir büyüklükle karakterize edilir. Akış kısmındaki hidrostatik ve hidrodinamik basıncı, ekipmanlardan ve üstteki bina yapılarından gelen yükleri algılayarak tabana aktarır. Jeolojik koşullar binanın agrega kısmının tasarımı üzerinde önemli bir etkiye sahiptir. Yani kayalık bir tabanla bu çok daha kolaydır. Binanın agrega kısmında teknik su temini, akış yolunun drenajı, binanın drenajı vb. için sistemler bulunmaktadır.
Agrega kısmının tasarımı hidroelektrik santral binasının tipine bağlıdır.
Hidroelektrik santral türlerine göre:
Basınç cephesinin bir parçası olan ve basıncı memba tarafından algılayan nehir tipi hidroelektrik santral binaları. Nehir tipi binalarda yüksekliği 50 m'ye kadar olanlarda döner kanatlı türbinler kullanılabileceği gibi, yüksekliği 30 m'den fazla olan radyal eksenel türbinler de kullanılabilir.
Barajın arkasında yer alan ve memba tarafından basınç alan baraj binaları. Onlara su temini türbin su kanalları ile gerçekleştirilir. 30 ila 300 m arası basma yüksekliğine sahip baraj binalarında, esas olarak radyal eksenel türbinlerin yanı sıra belirli koşullar altında yüksek basınçlı döner kanatlı türbinler (örneğin, Orlik hidroelektrik santralinde basınç aralığı 45–71 m ve birim güç 90 MW) ve diyagonal (örneğin, 78,5–97 m basınç aralığına ve 215 MW birim güce sahip Zeya hidroelektrik santrali).
Barajda ve hidroelektrik santrallerin derivasyon planlarında kullanılan kıyı binaları, baraj yakınındaki binalardan neredeyse hiç farklı değildir.
Hidroelektrik santrallerin baraj ve derivasyon projelerinde de kullanılan yer altı binalarında çıkış tünelleri (basınçlı veya basınçsız) bulunmaktadır. Yüksek düşülü hidroelektrik santral binalarında 600 m düşüye kadar radyal-eksenel türbinler, 500 m ve üzeri düşüden itibaren ise kovalı türbinler kullanılmaktadır. Yukarıdaki bina türlerinin tümü hem hidroelektrik santrallerde hem de pompalı depolamalı enerji santrallerinde kullanılmaktadır.
Hidroelektrik santral binalarının (yeraltı hidroelektrik santral binaları hariç) agrega kısmının ana diyagramları Şekil 2'de sunulmaktadır. 4.12. Diyagram I ve II, sırasıyla dikey hidrolik ünitelere ve kavisli emme borularına sahip, derin dolusavak borularına sahip birleşik ve birleşik tipte alçak basınçlı nehir tipi bir hidroelektrik santral binasının toplam parçalarını göstermektedir ve diyagramlar IV ve V yüzey dolusavaklı kombine tipteki yatay ve eğimli hidrolik üniteleri göstermektedir.
Diyagram III, dairesel kesitli metal türbin (spiral) odasına sahip bir hidroelektrik santralinin baraj veya derivasyon binasının toplam kısmını göstermektedir.
Diyagram VII, dikey konik ve çan şeklindeki emme borularını kullanan düşük güçlü hidrolik ünitelere sahip bir derivasyon hidroelektrik santralinin toplam kısmını göstermektedir. Bu durumda suyun tahliyesi için dikdörtgen kesitli bir drenaj kanalı yapılır.
Diyagram VI, kova (aktif) hidrolik türbinlere sahip bir derivasyon hidroelektrik santralinin agrega kısmını göstermektedir; bu, agrega kısmının önemli ölçüde basitleştirilmesi nedeniyle geleneksel türbin odalarının ve emme borularının bulunmaması ile ayırt edilir.
Hidroelektrik santral binasının süper agrega kısmının parametreleri, üst yapının tasarımına ve boyutlarına bağlıdır.
Hidroelektrik santral binası ve kurulum sahası içerisinde yüksek makine daireli kapalı üst yapı ile farklı iklim şartlarında ana ekipmanların işletme, montaj ve onarımı için en uygun koşullar sağlanmaktadır. Bu durumda türbin salonunun yüksekliği ve genişliği, hem ekipmanın içine yerleştirilme koşullarına hem de ana ekipmanın montajı veya onarımı sırasında türbin salonu vinçleri ile ünite bloğuna veya kurulum sahasına teslim edilmesiyle belirlenir.
Üst yapı genellikle üzerinde vinç kirişleri ve zemin kirişleri, duvarlar, döşemeler ve zemin çatılarının dayandığı bir sütun sistemi şeklinde bir destekleyici çerçeveden oluşur.
Çoğu hidroelektrik santral binası yüksek türbin salonuyla inşa edilir (Şekil 4.13 – 4.15).
Hidroelektrik santral binası ve kurulum sahası içerisinde alçak makine daireli, yarı açık tip üst yapıya sahip olup, dışında yer alan ana ağır hizmet vinci hariç ana ekipmanlar makine dairesi içerisinde yer almaktadır. Kurulum ve onarım sırasında, hidrolik ünitelerin montajı ve demontajı, harici bir portal vinç kullanılarak her hidrolik ünitenin üzerindeki çıkarılabilir bir tavan (çıkarılabilir kapaklar şeklinde) aracılığıyla gerçekleştirilir. Büyük hidroelektrik santrallerinde, çoğu durumda, ana vincin kullanılmasını gerektirmeyen kurulum ve onarım çalışmalarının gerçekleştirildiği, alçaltılmış bir türbin odasına azaltılmış kaldırma kapasitesine sahip bir vinç monte edilir (Şekil 4.16). - 4.18).
Türbin odası olmayan açık tip bir üst yapıda, hidrojeneratör çıkarılabilir bir kapağın altına yerleştirilir ve ekipmanın geri kalanı, hidroelektrik santral binasının ve kurulum sahasının agrega kısmının teknolojik odalarında bulunur. Kurulum ve onarım çalışmaları harici bir vinç kullanılarak gerçekleştirilir. Giderek karmaşıklaşan çalışma koşulları, hidrolik ünitelerin kurulumu ve onarımı göz önüne alındığında, bu tür üst yapı son derece nadiren kullanılır.
Nehir tipi hidroelektrik santral binaları(Şekil 4.19). Nehir tipi hidroelektrik santral binaları, beton barajlarla aynı yüklere tabidir ve binanın uygun boyutları ile sağlanan, tabandaki dayanıklılık, stabilite, filtreleme koşulları açısından aynı gereksinimlere tabidir. -tabandaki filtreleme ve drenaj cihazları. Nehir yatağı binaları birleşik olmayanlara bölünmüş ve dolusavak ile birleştirilmiştir.
Birleşik olmayan ve özellikle birleşik bir binadan çıkış kanalına giren akışın fazla kinetik enerjiye sahip olması nedeniyle, erozyonu önlemek için çıkış kanalında sabitleme yapılır (bkz. Şekil 4.2).
Pirinç. 4.17. Kiev Hidroelektrik Santrali'nin yatay kapsül hidrolik ünitelerine sahip nehir yatağı dolusavak binası: a – kesit; b – makine odası; 1 – portal vinç; 2 – kapsül hidrolik ünitesi; 3 – çöp tutma ızgarasının oluğu
Hidroelektrik santral binasının bitişik toprak barajla veya kıyıyla bağlantısı, istinat duvarları (yerçekimi, köşe, payanda, hücresel ve diğer tipler) şeklindeki çiftleşme dayanakları kullanılarak gerçekleştirilir.
Dikey hidrolik üniteli, kombine olmayan tipteki nehir tipi binalarda, akış kısmı bir su girişi, esas olarak T kesitli bir spiral odacık ve boyutları hidrolik ünitenin boyutlarını belirleyen bir emme borusu içerir. birim bloğu. Bu durumda, döner kanatlı türbinli bloğun genişliği, türbin çarkının (D1) çapının 2,6-3,2 katı olabilir. Su girişinin boyutları, ULV altında gerekli derinliğe, girişte ve spiral hazne ile arayüzlendiğinde uygun hidrolik koşulların sağlanmasına, ızgaralar üzerinde izin verilen akış hızlarına (genellikle 0,8–1,2 m/s), oluklar ızgara oluklarıyla birleştirilebilen ızgara, acil durum onarım ve onarım valfleri. Su girişinin giriş kısmında, kural olarak, suyun düzgün bir şekilde beslenmesini sağlayan giriş duvarlı bir priz yapılır.
Hidroelektrik santral binasının kuyruk suyu seviyesi altında girintili olması, pervane ekseninin kuyruk suyu seviyesi altında gerekli derinliğine (emme yüksekliği) ve emme borusunun boyutlarına, ayrıca temelin mühendislik ve jeolojik koşullarına bağlıdır.
Ana yükseltici transformatörler, aşağı taraftaki proses odalarının üzerindeki tavana monte edilir.
Türbin borularına ek olarak dolusavakların da bulunduğu kombine tipte nehir tipi binalar yapılabilir: alt dolusavaklar emme borularının üzerindeki spiral odanın altına yerleştirilir - Volgograd, Novosibirsk, Kakhovskaya hidroelektrik santralleri (Şekil 4.19,b);
- alt dolusavaklar ve türbin suyu boru hatlarının yüksek su alımı ile - Cheboksary, Golovnaya hidroelektrik santrali (bkz. Şekil 4.13);
- spiral odanın üzerinde (onunla jeneratör arasında) bulunan derin dolusavaklar ile - Irkutsk, Saratov, Dubossary hidroelektrik santralleri (bkz. Şekil 4.16);
- dikey hidrolik üniteli dolusavaklar - Pavlovskaya, Plyavinskaya (bkz. Şekil 4.14), Dniester hidroelektrik santrali;
- yatay hidrolik üniteli dolusavaklar - Kiev, Kanevskaya hidroelektrik santralleri (bkz. Şekil 4.17);
- Dolusavak barajının boğa başlıklarına hidrolik ünitelerin yerleştirildiği boğa başları - Ortochalskaya (Georgia), Wells (ABD).
Kombine tip binalar, dolusavak barajlarının uzunluğunu önemli ölçüde azaltmayı veya tamamen ortadan kaldırmayı mümkün kılar; bu, özellikle yumuşak temeller üzerine hidroelektrik santralleri inşa ederken inşaat maliyetlerinin azaltılmasını sağlamak için önemlidir. Böylece Novosibirsk hidroelektrik santralinde dolusavak barajının uzunluğu %50 oranında azaltıldı. Irkutsk, Pavlovsk, Plyavinskaya ve Dniester hidroelektrik santrallerinde, hidroelektrik santral binasının dolusavaklarının kapasitesi, hesaplanan taşkın akışının dolusavak barajları olmadan geçişini sağlar. Kombine hidroelektrik santral binalarında su alımı, türbin su alımını ve dolusavakların su alım kısmını içerir.
Bu tür binaların dezavantajları arasında tasarımın karmaşıklığı, dolusavakların işletimi sırasında önemli ilave hidrodinamik yükler ve işletme koşullarının karmaşıklığı yer almaktadır.
Alçak yüksekliklerde (25 m'ye kadar) kullanılan yatay kapsül üniteli kombine tipteki binalarda, spiral haznenin bulunmaması ve düz eksenli konik emme borusunun kullanılması nedeniyle, agrega genişliğinde önemli bir azalma blok ve binanın taban derinliğinde bir artış elde edilir. Ek olarak, karmaşık konfigürasyonda spiral odası olmayan besleme kısmı da dahil olmak üzere akış yolunun geometrisinin ve hidrolik koşullarının iyileştirilmesi ve kavisli emme borusunun, daha yüksek enerji performansına sahip düz eksenli konik bir boruyla değiştirilmesi, enerji tasarrufunun azaltılmasını mümkün kılar. basınç kayıpları, yatay ünitenin verimini% 20-30 artırır ve buna göre aynı güçte pervanenin çapını azaltır. Genel olarak yatay kapsül ünitelerinin kullanımı, dikey kapsül ünitelerine göre agrega ünitesinin genişliğini %35'e kadar azaltır ve verimliliği artırır. %2-4 oranında.
Pirinç. 4.19. Nehir yatağı binaları. Mansaptan kesitler ve görünümler: a – Kremenchug ve b – Kakhovskaya hidroelektrik santrali: 1 – temel levhası; 2 – metal dil; 3 – alt dolusavak
Yüzey dolusavak, taşkın geçişi için uygun koşullar sağlar ve çoğu durumda dolusavak barajının inşasından vazgeçilmesine olanak tanır. Bu tür binalarda, binanın akış kısmına, içinde hidrojen jeneratörü bulunan metal bir kapsül yerleştirilir. Kapsül'e erişim dikey boğadaki özel boşluklardan gerçekleştirilir. Hidrolik ünitenin montajı ve sökülmesi, dolusavak altındaki makine odasında bulunan bir tavan vinci ve dolusavak eşiğindeki çıkarılabilir kapaklı kapaklar aracılığıyla harici bir portal vinç kullanılarak gerçekleştirilir (bkz. Şekil 4.17).
Bazı küçük hidroelektrik santrallerde, jeneratör türbin odasına açık bir şekilde yerleştirilir, hidrolik ünitenin ekseni eğimlidir ve jeneratörün altından geçen bir boru yoluyla türbine su sağlanır (bkz. Şekil 4.12, diyagram V). )
Boğa tipi nehir tipi binalar, özellikle büyük miktarlarda tortu taşıyan nehirlerde son derece nadiren kullanılır ve drenaj açıklıklarından buz, tortu ve taşkın akışlarının geçişi için uygun koşullar sağlar. 870 MW kapasiteli ve 30 m düşüğe sahip Wells boğa başı hidroelektrik santralinde (ABD), barajın boğa başlıklarına 10 hidrolik ünite monte edilmiş olup, tahmini taşkın akışı 33,4 bin m3 / s'dir. Bu tür hidroelektrik santrallerin dezavantajları arasında ortak bir türbin odasının bulunmaması, teknolojik iletişimin uzaması ve genel olarak işletme koşullarının karmaşıklığı yer almaktadır.
Hidroelektrik santral baraj binaları. Baraj yakınındaki hidroelektrik santral binalarında, türbinlere su, esas olarak gövdeden veya beton barajların alt kenarından geçen türbin su kanalları (metal veya çelik takviyeli betonarme) aracılığıyla sağlanır ve su girişi üstte bulunur. barajların kenarı, barajın hemen bitişiğindeki hidroelektrik santral binası ve ayrı bir damar (bkz. Şekil 4.3, 4.5–4.7). Plan olarak doğrusal olan barajlarda, hidroelektrik santral binası da doğrusaldır; kemerli veya kemerli yerçekimi barajlarının arkasına yerleştirildiğinde, hidroelektrik santral binası, taslağa karşılık gelen bir yay boyunca planda doğrusal veya kavisli bir taslağa sahip olabilir. barajın alt kenarı.
Türbin su kanalından spiral odaya düzgün bir su beslemesi sağlamak için, su kanalının (4-6)D 1 uzunluğunda yatay bir bölümü genellikle bunun önüne monte edilir ve bunun içinde proses odaları düzenlenir. Üst kata yerleştirilen yükseltici transformatörler.
Yerli malzemelerden yapılan barajlarda, baraj gövdesinden geçen veya tünel veya açık boru şeklinde bypass edilerek, membada ayrı bir su alımı ve hidroelektrik santral binası ile türbinlere su sağlanmaktadır. barajdan biraz uzakta bulunmaktadır.
Nehir yatağı binalarından farklı olarak baraj binaları memba suyunun basıncını algılamaz ve türbin su kanalları aracılığıyla kendilerine iletilen basınç küçüktür, bu da bina inşaatını daha hafif hale getirir.
Bu tür binaların spiral odaları dairesel bir kesite sahiptir ve metal kaplamalı metal veya çelik takviyeli betondan yapılmıştır.
Dikey radyal-eksenel (veya çapraz) hidrolik türbinli agrega bloğunun genişliği, türbin (spiral) odasının boyutlarına göre belirlenir ve en az 4D 1'dir (pervane çapları).
Baraj binasının tipik bir örneği, toplam 6 milyon kW kapasiteli 12 hidrolik ünitenin kurulu olduğu 428,5 m kurulum alanıyla birlikte toplam uzunluğa sahip Krasnoyarsk hidroelektrik santralinin binasıdır (bkz. Şekil 4.5). Sabit barajda 24 adet su alma deliği bulunan bir su girişi bulunmaktadır. Üniteye su, 7,5 m çapında iki adet çelik betonarme su boru hattı ile sağlanmaktadır.
Dar bir geçit içine inşa edilmiş kemerli bir barajı olan Chirkey hidroelektrik santralinde, baraj binasının uzunluğunun azaltılması, iki sıralı hidrolik ünite düzenlemesiyle elde edilir (bkz. Şekil 4.6). Her iki türbin salonuna da, kurulum sahasındaki vinç yolları boyunca bir türbin salonundan diğerine aktarılan bir tavan vinci tarafından hizmet verilmektedir. Emme borularının iki kademeye yerleştirilmesi hidroelektrik santral binasının daha da derinleşmesine yol açar.
Hidroelektrik santral yapıları, kıyı dolusavaklarının uygulanmasının zor olduğu dar bir geçitte bulunduğunda, dolusavaklar barajın gövdesinden, mansap kenarından ve binanın çatısından geçer. Bu düzenleme Toktogül HES'te HES binasındaki ünitelerin iki sıra halinde düzenlenmesiyle yapılmıştır (bkz. Şekil 4.7). Bu durumda yükseltici transformatörler iç mekana yerleştirilir. Bu düzenleme ile dolusavaktan geçen akış, bir sıçrama tahtası ile hidroelektrik santral binasından önemli bir mesafeye atılır ve enerji esas olarak akışın havalandırılması nedeniyle emilir.
Yerel malzemelerden yapılmış bir barajın arkasında yer alan ve tünellerden su temini sağlayan bir baraj binasının tipik bir örneği Nurek hidroelektrik santralinin binasıdır (bkz. Şekil 4.9, 4.18). Hidroelektrik santral binasında her biri maksimum 275 m düşüye sahip 300 MW kapasiteli 9 ünite bulunmaktadır.Su, her biri 3 türbin su kanalına bölünmüş 9 m çapındaki üç tünelden sağlanmaktadır. Bina, hidrolik ünitelerin ve kurulum platformunun üzerinde tavanda çıkarılabilir kapaklara sahip, alçaltılmış bir türbin salonu ile tasarlanmıştır. Ekipmanların bakım ve onarımı için türbin odası ve vana odasına tavan vinçleri monte edilir ve hidrolik ünitenin ve küresel vananın montajı ve komple demontajı için portal vinç kullanılır.
Derivasyon hidroelektrik santral binaları Radyal eksenel türbinli yapılar pratik olarak baraj binalarından farklı değildir. Kova türbinlerini kurarken hidroelektrik santral binasının agrega kısmının tasarımı değişir. Türbin odası yerine, üzerine akış kontrol mekanizmalarına sahip türbin memelerinin monte edildiği ve suyun basınçsız bir tepsi aracılığıyla türbinden boşaltıldığı metal kasa şeklinde bir basınç dağıtım boru hattı yapılır. Hidrolik türbinin gücüne ve nozul sayısına bağlı olarak hidrolik ünitenin ekseni dikey veya yatay olarak yerleştirilebilir. Kovalı türbinlerin pervanesinin mansaptaki maksimum seviyenin üzerine yerleştirilmesi nedeniyle kurulumları binanın derinliğini önemli ölçüde azaltır.
Yüksek basınçlı hidroelektrik santrallerin binalarında, basınçlı su borularının büyük uzunlukta veya dallara ayrılmasıyla, basınç ve çapa bağlı olarak türbinlerin önüne disk veya küresel vanalar monte edilir (600 m'nin üzerindeki basınçlar için, sadece küresel vanalar). Kılavuz kanadın arızalanması durumunda ve ayrıca normal çalışma ve onarım çalışmaları sırasında acil durumlarda boru hatlarını kapatmayı ve hidrolik üniteyi durdurmayı mümkün kılan valfler).
Son zamanlarda, türbin öncesi vanalar yerine, stator kolonları ile kılavuz kanatları arasına yerleştirilen, binanın boyutlarının, ekipmanın ağırlığının ve maliyetinin azaltılmasını mümkün kılan yerleşik halka şeklinde vanalar kullanılmaktadır.
Yeraltı hidroelektrik santral binaları. Son yıllarda yer altı hidroelektrik santral binalarının inşaatı yaygınlaştı. Bunlardan en büyüğü Kanada'da inşa edildi: 5225 MW kapasiteli 320 m kafalı Churchill Şelalesi, Mika - 2610 MW 183 m kafalı Gürcistan'da 1300 MW kapasiteli Inguri hidroelektrik santrali ( Şekil 4.20), Verkhnetulomskaya - 248 MW ve Ust-Khantayskaya - 441 MW Rusya'da vb. Yeraltı binalarında inşaat işi iklim koşullarına bağlı değildir; bu, sert kışların yaşandığı kuzey bölgelerde veya tropik bölgelerde inşa edilirken önemlidir. uzun bir yağmur mevsimi. Yeraltı binaları, geçitteki elverişsiz doğal koşullar (dik heyelan eğilimli eğimler, taşkınlar geçtiğinde yüksek su seviyeleri) ve ayrıca kuyruk suyu seviyesi altındaki türbin pervanesi ekseninin büyük derinliği nedeniyle durumlarda da kullanılır. Açık binaların inşası kıyı yamaçlarının istikrarsızlığına, iş hacminde keskin bir artışa yol açabilir.
Yeraltı binalarının dezavantajları şunları içerir: elverişsiz mühendislik ve jeolojik koşullar durumunda, yeraltı çalışmalarının önemli bir komplikasyonu; teknolojik iletişimin uzaması nedeniyle çalışma koşullarının karmaşıklığı, daha karmaşık güç dağıtım planları; tesislerin sürekli havalandırılması, aydınlatılması vb. ihtiyacından kaynaklanan kendi ihtiyaçları için enerji maliyetlerinde artış.
Yeraltı hidroelektrik santral binalarının boyutları ve yerleşim planı öncelikle hidrolik güç, elektrik ve hidromekanik ekipmanların parametrelerine ve yerleşimine bağlıdır. Türbin salonu çalışmalarının boyutunun büyük boyutlara ulaştığı (30 m veya daha fazla açıklığa sahip) büyük hidroelektrik santrallerinde, ana hidrolik güç ekipmanı genellikle tavan vinçleri ile hizmet verilen türbin salonuna yerleştirilir ve ön -türbin vanaları, türbin salonundan belli bir mesafede bulunan ayrı bir odaya monte edilir. Uzun çıkış tünelleri için, aşağı yöndeki onarım kapakları ve bunların emme borularını kapatmaya yönelik servis mekanizmaları da ayrı bir odada bulunur. Çok sayıda ünite varsa, çoğunlukla serbest akışlı veya basınçlı (kuyruk suyu seviyelerinde büyük dalgalanmalarla birlikte) bir dengeleme deposuyla birlikte birkaç çıkış tüneli kurulur. Her üniteden suyu ayrı ayrı tahliye eden kısa tüneller için tünellerin çıkış portallarına mansap kapakları monte edilmektedir.
Yeraltı hidroelektrik santral binalarının yerleşim planını belirleyen önemli faktörlerden biri, ana yükseltici transformatörlerin yerleşim seçimidir: ayrı bir yeraltı odasında (Zimbabwe'de Kariba HES, Vietnam'da Yali HES), genişletilmiş bir yer altı türbin salonunda (Avustralya'da Timet I ve II HES), dış mekan şalt sahalarında (Borisoglebskaya, Ingurskaya) dünya yüzeyinde açıktır.
Transformatörlerin açık düzeni esas olarak yeraltı binasının sığ bir yerde (200-300 m derinlikte) bulunması ve sahanın topografik ve jeolojik koşullarının uygun olması durumunda kullanılır. Bu durumda jeneratörlerden transformatörlere kadar önemli bir uzunluğa sahip olan akım iletkenleri, iletkenlerin büyük ısı yayılımı nedeniyle ısının uzaklaştırılması için özel ölçülerle özel galerilere ve şaftlara döşenir.
Ana transformatörlerden dış mekan şalt sistemine ve kapalı şalt tesisine elektriğin iletimi, yeraltında bulunduklarında, ısı giderme için özel önlemlerle yağ dolu kablolarla ve son zamanlarda da gazla 110–500 kV voltajda gerçekleştirilir. -yalıtımlı iletkenler.
Yeraltı binalarında, çoğu durumda türbin salonunun devamı olan, kural olarak ucunda bulunan ve nakliye tünelleri ve kargo şaftları kullanılarak dünya yüzeyine bağlanan kurulum platformları sağlanmaktadır.
Hidroelektrik santral binasının yer altı binasını ısıyı uzaklaştırmak ve havalandırmak için fanlar ve klimalar monte edilmiştir.
Türbin salonu kaplamalarının tasarımları mühendislik ve jeolojik koşullara bağlıdır. Çoğu türbin salonunda, ayak uçlarındaki betonarme kaplamanın kalınlığı arttırılarak dairesel biçimde bir yük taşıyıcı tonoz yapılır. Yeterince güçlü kayalarda, duvarlar püskürtme betonla sabitlenir ve daha az güçlü kayalarda, zayıflamış kayaların olduğu bölgelerde - güçlendirilmiş sementasyonla, ankrajlarla takviye ile 0,5 m veya daha fazla kalınlığa kadar sürekli beton veya betonarme kaplama kurulur, ve bazı durumlarda drenaj önlemleri sağlanır.
Inguri hidroelektrik santralinin 145,5 m uzunluğunda, 21,2 m açıklığında ve 53,7 m çıkış yüksekliğindeki yer altı binasında 5 adet hidrolik ünite bulunmaktadır. Ünitelere su, ünitelerin uzunlamasına eksenine açılı olarak planlı olarak yerleştirilmiş türbin su kanalları tarafından sağlanır; bu, türbin odası içine türbin öncesi vanaların pratik olarak açıklığını arttırmadan yerleştirilmesini mümkün kılar (bkz. Şekil 4.20). . Su bir basınç tünelinden boşaltılır.
Yarı yer altı hidroelektrik santral binaları. Uygun mühendislik-jeolojik ve topografik koşullar ve kuyruk suyu seviyesindeki büyük dalgalanmalar altında, hendek açıklıklarında bulunan yarı yeraltı binaları inşa edilebilir ve türbin salonlarının üst yapıları toprak yüzeyinde inşa edilebilir. Yarı yeraltı binaları için çözümler, Dinyester pompalı depolamalı enerji santralinde olduğu gibi, bir veya daha fazla ünitenin ayrı şaftlara yerleştirilmesi ve bunun üzerine türbin salonunun üst yapısının toprak yüzeyine dikilmesiyle mümkündür.
60 m derinlikte bir hendek kazısıyla inşa edilen 648 MW kapasiteli Vilyuiskaya hidroelektrik santralinin yarı yer altı binası tamamen yer yüzeyinin altında yer almaktadır (Şekil 4.21).
Küçük hidroelektrik santral binaları. Küçük hidroelektrik santraller genellikle 10-30 MW'a kadar kapasiteye sahip hidroelektrik santralleri içerir. Çoğu durumda büyük rezervuarların oluşturulmasını gerektiren ve entegre enerji sistemlerinde çalışan, büyük nehirlerin hidroelektrik kaynaklarının orta ve büyük hidroelektrik santrallerde kullanılmasıyla birlikte, küçük hidroelektrik santraller dünyada yaygın olarak gelişmiştir. Bu tür hidroelektrik santraller küçük nehirlerin, kolların ve deşarj kanallarının hidroelektrik potansiyelini kullanır ve çevre üzerinde son derece sınırlı bir etkiye sahiptir. Elektrik şebekesine elektrik sağlayabilirler veya belirli bir tüketici için çalışabilirler; bu, özellikle gelişmiş bir enerji iletim ağının bulunmadığı uzak alanlar için önemlidir.
Küçük hidroelektrik santraller, büyükler gibi, nehir ve baraj binaları ve derivasyon binaları ile hidroelektrik santrallere bölünmüştür.
Küçük hidroelektrik santrallerinde, dikey hidrolik ünitelerin kurulumuyla binalardaki yapıları basitleştirmek için düz eksenli konik emme boruları kullanılabilir; kapsül üniteleri dahil yatay ünitelerin yanı sıra ünitenin eğimli eksenine sahip olanlar da kullanılabilir (bkz. 4.12, diyagramlar IV, V, VII) yaygın olarak kullanılmaktadır.
Sayfa 283'te (fotoğraf) ve şek. Şekil 4.22, derivasyon hidroelektrik santrallerini göstermektedir - 27 MW kapasiteli, 215 m düşülü Tereblya-Rikskaya ve 30 MW kapasiteli, 32 m düşülü Egorlykskaya.
Hidroelektrik santrallerin yapımında kullanılan teknik çözümlerin çeşitliliği ve benzersizliği şaşırtıcıdır. Aslında birbirinin aynı iki istasyonu bulmak o kadar da kolay değil. Ancak yine de belirli özelliklere - kriterlere dayalı olarak bunların bir sınıflandırması var.
Baskı yaratma yöntemi
Belki de en bariz kriter baskı yaratma yöntemi:
- nehir tipi hidroelektrik santral (HES);
- derivasyon hidroelektrik santrali;
- pompalı depolamalı enerji santrali (PSPP);
- gelgit enerji santrali (TPP).
Bu dört ana hidroelektrik santral türü arasında karakteristik farklılıklar bulunmaktadır. Nehir hidroelektrik santrali bir nehrin üzerinde yer alır ve basınç oluşturmak için bir baraj ve bir rezervuar ile nehrin akışını engeller. Derivasyon hidroelektrik santrali Genellikle, akışın bir kısmının daha kısa bir yol boyunca akmasına izin vermek için nehrin kollarını bir kanalla bağlamanın mümkün olduğu dolambaçlı dağ nehirlerinde bulunur. Bu durumda basınç arazideki doğal farklılıktan kaynaklanır ve rezervuar tamamen yok olabilir. Pompaj depolamalı enerji santrali Farklı seviyelerde bulunan iki havuzdan oluşur. Havuzlar, suyun üst havuzdan alt havuza akıp geri pompalanabileceği kanallarla birbirine bağlanmıştır. gelgit elektrik santrali bir rezervuar oluşturmak için bir barajla kapatılmış bir koyda yer almaktadır. Farklı pompalı depolamalı enerji santrali TES'in çalışma döngüsü gelgit olayına bağlıdır.
Basınç değeri
Hidroelektrik santraller hidrolik yapının (HTS) yarattığı basınç miktarına göre 4 gruba ayrılır:
- alçak basınç - 20 m'ye kadar;
- orta basınç - 20 ila 70 m arası;
- yüksek basınç - 70 ila 200 m arası;
- ultra yüksek basınç - 200 m'den.
göre sınıflandırıldığını belirtmekte fayda var. basınç değeri görecelidir ve bir kaynaktan diğerine değişir.
Kurulu güç
İstasyonun kurulu kapasitesine göre - üzerinde kurulu olan üretim ekipmanının nominal kapasitelerinin toplamı. Bu sınıflandırmanın 3 grubu vardır:
- mikro hidroelektrik santral - 5 kW'tan 1 MW'a;
- küçük hidroelektrik santraller - 1 kW'tan 10 MW'a kadar;
- büyük hidroelektrik santralleri - 10 MW'ın üzerinde.
Sınıflandırma: yüklenmiş kapasite baskı açısından da katı değil. Aynı istasyon farklı kaynaklarda farklı gruplarda sınıflandırılabilir.
Baraj tasarımı
Hidroelektrik barajların 4 ana grubu vardır:
- yerçekimsel;
- payanda;
- kemerli;
- kemerli yerçekimi.
Yerçekimi Barajı Ağırlığından dolayı suyu bir rezervuarda tutan devasa bir yapıdır. Payanda barajı Biraz farklı bir mekanizma kullanır; nispeten düşük ağırlığını, barajın eğimli yüzüne memba tarafından baskı yapan suyun ağırlığıyla telafi eder. Kemer barajı Belki de en zarif olanı kemer şeklindedir, tabanı kıyıya dayanır ve yuvarlak kısmı rezervuara doğru dışbükeydir. Barajın önünden nehrin kıyılarına doğru basıncın yeniden dağıtılması nedeniyle su kemer barajında tutuluyor.
Makine odası konumu
Daha doğrusu göre türbin odasının baraja göre konumu, düzen ile karıştırılmamalıdır! Bu sınıflandırma yalnızca nehir tipi, derivasyon ve gelgit enerji santralleri için geçerlidir.
- kanal türü;
- baraj tipi.
Şu tarihte: kanal türü türbin odası doğrudan baraj gövdesinde yer almaktadır, baraj tipi - Baraj gövdesinden ayrı olarak inşa edilir ve genellikle hemen arkasında bulunur.
Düzen
Bu bağlamda "yerleşim planı" kelimesi, türbin odasının nehir yatağına göre konumu anlamına gelir. Bu konuyla ilgili diğer literatürü okurken dikkatli olun çünkü kelime düzeninin daha geniş bir anlamı vardır. Sınıflandırma yalnızca nehir tipi ve derivasyon enerji santralleri için geçerlidir.
- kanal;
- taşkın yatağı;
- kıyı.
Şu tarihte: kanal düzeni türbin salonu binası nehir yatağında bulunuyor, taşkın yatağı düzeni - nehrin taşkın yatağında ve ne zaman kıyı düzeni - nehir kıyısında.
Aşırı düzenleme
Yani nehir akışının düzenlenme derecesi. Sınıflandırma yalnızca nehir tipi ve derivasyon hidroelektrik santralleri için geçerlidir.
- günlük düzenleme (çalışma döngüsü - bir gün);
- haftalık düzenleme (çalışma döngüsü - bir hafta);
- yıllık düzenleme (işletme döngüsü - bir yıl);
- uzun vadeli düzenleme (işletme döngüsü - birkaç yıl).
Sınıflandırma, nehrin yıllık akış hacmine göre hidroelektrik rezervuar rezervuarının ne kadar büyük olduğunu yansıtır.
Yukarıdaki kriterlerin tümü birbirini dışlamaz, yani aynı hidroelektrik santral nehir tipi, yüksek basınçlı, orta güçte, nehir tipi düzende, baraj tipi makine dairesi, kemer barajı ve bir baraj tipi olabilir. yıllık düzenleme rezervuarı.
Kullanılan kaynakların listesi
- Bryzgalov, V.I. Hidroelektrik santraller: ders kitabı. ödenek / V.I. Bryzgalov, Los Angeles Gordon - Krasnoyarsk: IPC KSTU, 2002. - 541 s.
- Hidrolik yapılar: 2 ciltte / M.M. Grishin [ve diğerleri]. - Moskova: Yüksek Okul, 1979. - T.2 - 336 s.
Tanım
Özellikler
Çalışma prensibi
Dünyadaki hidroelektrik
Dünyanın en büyük hidroelektrik santralleri
Tucurui hidroelektrik enerji istasyonu
Büyük Coulee
Sayano-Şuşenskaya hidroelektrik enerji istasyonu
Krasnoyarsk hidroelektrik santrali
Churchill Şelalesi (HES)
Hoover Barajı
Asvan Barajları
Hidroelektrik santraller (HES) Rusya Federasyonu
Hidrolik mühendisliğinin gelişiminin arka planı Rusya Federasyonu
En büyük hidroelektrik santraller (HES'ler) Rusya Federasyonu
Bratsk hidroelektrik santrali
Ust-Ilimskaya HES
Boguchanskaya HES
Volzhskaya HES
Zhigulevskaya HES
Bureyskaya HES
Hidroelektrik santrallerinde kaza ve olaylar
Vayont Barajı
Novosibirsk hidroelektrik santrali
Sayano-Şuşenskaya HES'teki kazalar
Küçük hidroelektrik santral (HES)
Hidroelektrik santral (HES)) enerji kaynağı olarak su akışının enerjisini kullanan bir enerji santralidir. Hidroelektrik santraller (HES'ler) genellikle nehirler üzerine baraj ve rezervuarlar inşa edilerek kurulur.
Bir hidroelektrik santralinde verimli elektrik üretimi için iki ana faktör gereklidir: tüm yıl boyunca garantili su temini ve muhtemelen nehrin büyük eğimleri; kanyon benzeri arazi türleri hidrolik inşaat için uygundur.
Özellikler
Asıl maliyet elektrik Rus hidroelektrik santrallerinde termik santrallerden iki kat daha düşük.
Hidroelektrik jeneratörler enerji tüketimine bağlı olarak oldukça hızlı bir şekilde açılıp kapatılabilmektedir.
Yenilenebilir enerji kaynağı
Diğer enerji santrali türlerine göre hava ortamı üzerinde önemli ölçüde daha düşük etki
Hidroelektrik santral inşaatı genellikle daha sermaye yoğundur
Verimli hidroelektrik santraller genellikle tüketicilere daha uzaktır
Rezervuarlar genellikle geniş alanları kaplar
Barajlar genellikle balıkçılığın doğasını değiştirir çünkü göçmen balıkların yumurtlama alanlarına geçişini engeller, ancak çoğu zaman rezervuardaki balık stoklarının artmasına ve balık çiftçiliğinin uygulanmasına da katkıda bulunurlar.
Prensip iş
Prensip iş Hidroelektrik santral oldukça basittir. Bir hidrolik yapı zinciri, jeneratörleri çalıştıran hidrolik türbinin kanatlarına akan suyun gerekli basıncını sağlar. elektrik.
Gerekli su basıncı, bir barajın inşası ve nehrin belirli bir yerde yoğunlaşması veya suyun doğal akışının yönlendirilmesi sonucunda oluşturulur. Bazı durumlarda gerekli su basıncını elde etmek için hem baraj hem de derivasyon birlikte kullanılır.
Tüm güç ekipmanları doğrudan hidroelektrik santral (HES) binasında bulunmaktadır. Amaca bağlı olarak kendine özel bir bölümü vardır. Makine dairesinde su akış enerjisini doğrudan elektrik enerjisine dönüştüren hidrolik üniteler bulunmaktadır. Ayrıca hidroelektrik santrallerin, trafo merkezinin, şalt cihazlarının ve çok daha fazlasının işletilmesi için her türlü ek ekipman, kontrol ve izleme cihazı bulunmaktadır.
Hidroelektrik santraller üretilen güce bağlı olarak bölünmüştür:
güçlü - 25 MW'tan 250 MW'a ve üzeri üretim;
orta - 25 MW'a kadar;
küçük hidroelektrik santraller (HES) - 5 MW'a kadar.
Bir hidroelektrik santralin gücü doğrudan su basıncına ve ayrıca kullanılan jeneratörün verimliliğine bağlıdır. Doğa yasalarına göre su seviyesinin mevsime bağlı olarak ve bir dizi başka nedenden dolayı sürekli değişmesi nedeniyle, döngüsel gücü bir hidroelektrik santralinin gücünün bir ifadesi olarak almak gelenekseldir. . Örneğin bir hidroelektrik santralin (HES) yıllık, aylık, haftalık veya günlük çalışma döngüleri vardır.
Hidroelektrik santraller (HES'ler) de maksimum su basıncı kullanımına bağlı olarak bölünmüştür:
yüksek basınç - 60 m'den fazla;
orta basınç - 25 m'den itibaren;
düşük basınç - 3 ila 25 m arası.
Hidroelektrik santrallerde (HES) su basıncına bağlı olarak farklı tipte türbinler kullanılmaktadır. Yüksek basınç için - metal spiral hazneli kovalı ve radyal eksenel türbinler. Orta basınçlı hidroelektrik santrallerinde, döner kanatlı ve radyal eksenel türbinler kurulur, düşük basınçlı hidroelektrik santrallerinde, betonarme odalara döner kanatlı türbinler kurulur. Tüm türbin türlerinin çalışma prensibi benzerdir - basınç altındaki su (su basıncı), dönmeye başlayan türbin kanatlarına girer. Böylece mekanik enerji, elektrik üreten bir hidrojeneratöre aktarılır. Türbinler bazı yönlerden farklılık gösterir teknik özellikler ve ayrıca odalar - demir veya betonarme ve farklı su basınçları için tasarlanmıştır.
Hidroelektrik santraller ayrıca doğal kaynakların kullanım prensibine ve buna bağlı olarak ortaya çıkan su konsantrasyonuna göre de bölünmüştür. Aşağıdaki hidroelektrik santralleri burada ayırt edilebilir:
nehir tipi ve baraj hidroelektrik santralleri. Bunlar en yaygın hidroelektrik santral türleridir. İçlerindeki su basıncı, nehri tamamen tıkayan veya içindeki su seviyesini gerekli seviyeye yükselten bir baraj kurularak oluşturulur. Bu tür hidroelektrik santraller (HES), yüksek su seviyesine sahip ova nehirlerinin yanı sıra, nehir yatağının daha dar ve sıkıştırılmış olduğu dağ nehirleri üzerine de kurulmaktadır.
Baraj hidroelektrik santralleri. Daha yüksek su basınçlarında inşa edilirler. Bu durumda nehir bir baraj tarafından tamamen kapatılır ve hidroelektrik santral binasının kendisi alt kısmında barajın arkasında yer alır. Bu durumda su, nehir tipi hidroelektrik santrallerinde olduğu gibi doğrudan değil, özel basınçlı tüneller aracılığıyla türbinlere sağlanır.
derivasyon hidroelektrik santralleri (HES). Bu tür santraller nehir eğiminin yüksek olduğu yerlere kurulur. Bu tip bir hidroelektrik santralde gerekli su konsantrasyonu yönlendirme yoluyla oluşturulur. Su, özel drenaj sistemleriyle nehir yatağından uzaklaştırılır. İkincisi düzleştirilmiştir ve eğimleri nehrin ortalama eğiminden çok daha azdır. Bunun sonucunda hidroelektrik santral binasına doğrudan su verilmektedir. Derivasyon hidroelektrik santralleri çeşitli tiplerde, basınçsız veya basınç yönlendirmeli olabilir. Basınç sapması durumunda, su boru hattı büyük bir uzunlamasına eğimle döşenir. Başka bir durumda, yönlendirmenin başlangıcında nehir üzerinde daha yüksek bir baraj oluşturulur ve bir rezervuar oluşturulur - bu şemaya aynı zamanda karışık yönlendirme de denir, çünkü gerekli su konsantrasyonunu oluşturmanın her iki yöntemi de kullanılır.
pompalı depolamalı enerji santralleri. Bu tür pompalı depolamalı enerji santralleri, üretilen elektriği biriktirip, pik yük zamanlarında kullanıma sunma kapasitesine sahiptir. Bu tür santrallerin çalışma prensibi şu şekildedir: Pompaj depolamalı santral üniteleri belirli anlarda (pik olmayan yük süreleri) pompa gibi çalışarak özel donanımlı üst havuzlara su pompalar. Talep ortaya çıktığında onlardan gelen su, basınçlı boru hattına girer ve buna göre ek türbinleri çalıştırır.
Hidroelektrik santraller, amaçlarına bağlı olarak, bir rezervuarda gezinmeyi kolaylaştıran kilitler veya gemi asansörleri, balık geçitleri, sulama için kullanılan su alma yapıları ve çok daha fazlasını gibi ek yapıları da içerebilir.
Bir hidroelektrik santralin değeri, elektrik enerjisi üretmek için yenilenebilir enerji kullanmasıdır. Doğal Kaynaklar. Hidroelektrik santrallerde ek yakıta ihtiyaç duyulmaması nedeniyle üretilen elektriğin nihai maliyeti diğer santral türlerine göre önemli ölçüde daha düşüktür.
Dünyadaki hidroelektrik
Vatandaş başına hidroelektrik üretiminde liderler Kanada ve Kanada'dır. 2000'li yılların başında en aktif hidrolik inşaat, ana potansiyel enerji kaynağı hidroelektrik olan Rusya tarafından gerçekleştirilmiş olup, dünyadaki küçük hidroelektrik santrallerin (HES) yarıya yakını bu ülkede bulunmaktadır.
Dünyanın en büyük hidroelektrik santralleri
2005 yılı itibarıyla hidroelektrik, dünyadaki yenilenebilir elektriğin %63'üne, tüm elektriğin ise %19'una kadar üretimini sağlamakta olup, kurulu hidroelektrik kapasitesi 715 GW'a ulaşmaktadır.
Vatandaş başına hidroelektrik üretiminde liderler Norveç'tir. İzlanda ve Kanada. 21. yüzyılın başındaki en aktif hidrolik yapı Çin Hidroelektrik enerjinin ana potansiyel enerji kaynağı olduğu aynı zamanda ülke Dünyadaki küçük hidroelektrik santrallerin (HES) yarısına yakını bulunmaktadır.
Itaipu
Itaipu, Brezilya ve Paraguay sınırındaki Foz do Iguacu şehrine 20 km uzaklıkta, Parana Nehri üzerinde büyük bir hidroelektrik santraldir.
Tasarım ve hazırlık çalışmaları 1971 yılında başlamış olup, planlanan 18 jeneratörden son ikisi 1991 yılında, ilave iki jeneratör ise 2007 yılında devreye alınmıştır.
Hidroelektrik santral yapılarının bileşimi:
Birleşik barajın toplam uzunluğu 7.235 m, genişliği 400 m ve yüksekliği 196 m'dir;
Maksimum 62.200 m/s akışa sahip beton dolusavak.
İstasyonun gücü 14.000 MW'tır. Ortalama yıllık üretim 69,5 milyar kWh olup, inşaatın 2007'de tamamlanmasından sonra yılda 90-95 milyar kWh'dir.
İstasyonun güç ekipmanı, her biri 700 MW kapasiteli 20 hidrolik üniteden oluşmakta olup, tasarım basıncının fazla olması nedeniyle, jeneratörlerin kullanabileceği güç, çalışma süresinin yarısından fazlasında 750 MW'a ulaşmaktadır.
Hidroelektrik baraj (HES), 170 km uzunluğa, 7 ila 12 km genişliğe, 1.350 km² alana ve 29 km² hacme sahip, enerji açısından nispeten küçük bir rezervuar oluşturdu.
Hükümet, inşaatı için Parana kıyılarında yaşayan ve çoğu Topraksızlar Hareketi'ne katılan yaklaşık 10 bin aileyi yeniden yerleştirdi.
Fiyat Itaipu'nun inşaatı başlangıçta uzmanlar tarafından 4,4 milyar dolar olarak tahmin edilmişti, ancak ardı ardına gelen diktatörlük rejimlerinin etkisiz politikaları nedeniyle gerçekte 15,3 milyar dolara ulaştı.
Guri
"Guri", Venezuela Cumhuriyeti'nde Caroni Nehri üzerindeki Bolivar bölümünde, Orinoco ile birleşmesinden 100 km önce büyük bir hidroelektrik santraldir.
Resmi adı Simon Bolivar'ın (1978-2000'de - Raul Leoni'nin adını taşıyan) adını taşıyan hidroelektrik santraldir (HES).
Güç açısından dünyada Çin “Sanxia” ve Brezilya “Itaipu”dan sonra üçüncü istasyon.
Hidroelektrik santralin inşaatına 1963 yılında başlanmış, ilk etabı 1978'de, ikinci etabı ise 1986'da tamamlanmıştır.
Hidroelektrik santral yapılarının bileşimi:
toplam uzunluğu 1300 m, yüksekliği 162 m olan baraj;
her biri 10 hidrolik üniteli iki makine odası;
maksimum 25.500 m/s kapasiteli beton dolusavak.
İstasyonun gücü 10.300 MW'tır. İlk makine odasında her biri 400 MW kapasiteli 10 ünite, ikinci makine odasında ise her biri 630 MW kapasiteli 10 ünite bulunmaktadır. Maksimum yıllık üretim 46 milyar kWh'dir. Hidroelektrik santralin basınç yapıları (toplam uzunluk 7.000 m'ye ulaşır), 175 km uzunluğunda, 48 km genişliğinde, 4.250 km²'ye kadar bir alana ve toplam 138 km³ hacme sahip büyük Guri rezervuarını oluşturur. . Rezervuarın su hattı deniz seviyesinden 272 m yükseklikte bulunmaktadır.
2000 yılından bu yana yeniden inşa çalışmaları sürüyor: 2007 yılına kadar 5 türbin ve ikinci türbin salonunun ana bileşenleri değiştirildi; 2007 yılından bu yana birinci salondaki dört ünite değiştirildi.
İkinci makine odasının duvarları Venezüellalı sanatçı Carlos Cruz-Diez tarafından dekore edilmiştir.
Tukurui hidroelektrik santrali
Tucuruí Hidroelektrik Santrali (Guarani, Portekizce: Tucurún, Usina Hidrelétrica de Tucurún), Tocantins Nehri üzerinde, Tocantins'in Tucurui ilçesinde bulunan bir hidroelektrik santraldir (HES).
Hidroelektrik santral, adını inşaat alanının yakınında bulunan Tucurui kasabasından almıştır. Şimdi barajın mansabında aynı adı taşıyan bir şehir var. Hidroelektrik santralin (HES) kurulu gücü 8.370 MW olup, toplam 24 jeneratör bulunmaktadır.
1970 yılında projenin geliştirilmesi ve uygulanması için uluslararası ödülü kazanan Brezilyalı ENGEVIX ve THEMAG şirketlerinden kuruldu. Çalışmalar 1976'da başladı ve 1984'te tamamlandı. Barajın uzunluğu 11 km, yüksekliği 76 m idi.Dolusavak Francisco Rodrigues Saturnino de Brito laboratuvarı (Rio de Janeiro) tarafından geliştirildi ve 120.000 m² ile dünyanın en büyük üretim kapasitesine sahip. /S.
Hidroelektrik santrali 1985 yapımı “Zümrüt Orman” filminde yer aldı.
Büyük Coulee
Grand Coulee, Kuzey Amerika'da bulunan, Amerika Birleşik Devletleri'nin en büyüğü ve dünyanın beşinci büyük hidroelektrik santralidir (HES).
Hidroelektrik santralinin inşaatı Haziran 1942'de tamamlandı. 11,9 km3 hacme sahip rezervuar, elektrik üretmek ve kuzeybatı kıyısındaki çöl alanlarını sulamak amacıyla inşa edildi. Rezervuarın suları yaklaşık 2000 km² tarım alanını sulamaktadır.
Bünyesinde 9,16 milyon m beton döşenen hidroelektrik santralin beton ağırlık barajı 1592 m uzunluğunda ve 168 m yüksekliğindedir.Barajın dolusavak kısmının genişliği 503 m'dir. Hidroelektrik santralin dört türbin odasında, toplam 6809 MW kapasiteli, yıllık 20 TWh elektrik üreten toplam 33 türbin kuruludur.
Sayano-Şuşenskaya HES
Sayano-Shushenskaya hidroelektrik santrali adını almıştır. Not; Neporozhniy, Rusya Federasyonu'nun en güçlü enerji santrali, dünyanın altıncı en güçlü hidroelektrik santralidir (HES). Yenisey Nehri üzerinde, Sayanogorsk yakınlarındaki Cheryomushki (Khakassia) köyünde yer almaktadır.
Rusya Federasyonu'nun en güçlü enerji santralidir. 2009 kazasından önce Rusya hidroelektrik santrallerinin (HES) ürettiği enerjinin yüzde 15'ini ve 2'sini üretiyordu. yüzde toplam elektrik hacmi. Hidroelektrik santral yapılarının bileşimi:
245 m yüksekliğinde, 1.066 m uzunluğunda, tabanda 110 m genişliğinde, krette 25 m genişliğinde beton kemer ağırlık barajı.Barajda 246,1 m uzunluğunda sol sahil kör kısmı, 331,8 m uzunluğunda istasyon kısmı, dolusavak kısmı bulunmaktadır. 189 m uzunluğunda, 0,6 m ve sağ taraftaki kör kısım 298,5 m uzunluğundadır.
baraj hidroelektrik santral binası
yapım aşamasında olan kıyı dolusavak.
Hidroelektrik santralin gücü 6.400 MW (Ana hidroelektrik kompleksi ile birlikte - 6.721 MW), yıllık ortalama üretim 24,5 milyar kWh'dir. 2006 yılında yaşanan büyük yaz sel felaketi nedeniyle santral 26,8 milyar kWh elektrik üretti.
Hidroelektrik santral binası, her biri 640 MW kapasiteli, 194 m tasarım yüksekliğinde çalışan 10 radyal-eksenel hidrolik üniteyi barındırıyordu Barajın maksimum statik yüksekliği 220 m idi Hidroelektrik santral barajı benzersizdir; Rusya Federasyonu'ndaki yalnızca bir başka hidroelektrik santralinde benzer tipte bir baraj var - Gergebilskaya, ancak önemli ölçüde daha küçük.
Barajın dolusavak kapasitesi 13.600 m³/sn olup, sahaya kaydedilen maksimum akış 24.400 m³/sn'dir, inşaat halindeki dolusavağın maksimum deşarj debisini 8.000 m³/sn artırması gerekmektedir.
Sayano-Şuşenskaya HES'in altında karşı düzenleyici - kurumsal olarak Sayano-Şuşenskaya hidroelektrik kompleksinin bir parçası olan 321 MW kapasiteli Mainskaya HES bulunmaktadır.
Hidroelektrik baraj, toplam hacmi 31,34 metreküp olan büyük Sayano-Shushenskoye rezervuarını oluşturur. km (faydalı hacim - 15,34 km küp) ve 621 m2'lik bir alan. km. Rezervuarın suyunun yüksek kalitede olması, hidroelektrik santralin mansabında alabalık yetiştiriciliği konusunda uzmanlaşmış balık çiftliklerinin organize edilmesini mümkün kılmıştır. Rezervuar oluşturulurken 35,6 bin hektar tarım alanı sular altında kaldı ve 2.717 bina taşındı. Rezervuar bölgesinde Sayano-Shushensky Biyosfer Rezervi bulunmaktadır.
Sayano-Shushenskaya HES, Lenhidroproekt Enstitüsü tarafından tasarlandı.
Krasnoyarsk hidroelektrik santrali
Krasnoyarsk hidroelektrik santrali, Krasnoyarsk Bölgesi, Divnogorsk şehri yakınında, Krasnoyarsk'a kırk kilometre uzaklıkta, Yenisey Nehri üzerinde yer almaktadır. Rusya Federasyonu'nun ikinci büyük hidroelektrik santrali. Yenisey hidroelektrik santralleri kademesine dahil edilmiştir.
Krasnoyarsk hidroelektrik santrali Lenhidroproekt Enstitüsü tarafından tasarlandı.
Hidroelektrik santralin inşaatı 1956'da başladı ve 1972'de sona erdi. Krasnoyarsk hidroelektrik santralinin ilk ünitesi 3 Kasım 1967'de devreye alındı.
Hidroelektrik santral yapılarının bileşimi:
1.065 m uzunluğunda ve 124 m yüksekliğindeki yerçekimi beton baraj, 187,5 m uzunluğunda sol sahil kör baraj, 225 m dolusavak, 60 m kör kanal, 360 m istasyon ve sağ sahil perdesi - 232,5 m İnşaat sırasında baraj gövdesine toplam 5,7 milyon m3 beton döşendi.
Barajın yanında 430 m uzunluğunda hidroelektrik santral binası.
Elektrik alım ve dağıtım tesisatları - 220 kV ve 500 kV.
Gemi asansörü.
Hidroelektrik santralin gücü 6000 MW'tır. Yıllık ortalama elektrik üretimi 20,4 milyar kWh'dir. Hidroelektrik santral binası, her biri 500 MW kapasiteli, 93 m tasarım yüksekliğinde çalışan 12 adet radyal-eksenel hidrolik ünite içermektedir.Rusya Federasyonu'ndaki tek gemi asansörü, gemilerin geçişi için inşa edilmiştir.
Hidroelektrik baraj, büyük Krasnoyarsk rezervuarını oluşturur. Rezervuar alanı yaklaşık 2000 km², toplam ve faydalı hacim ise sırasıyla 73,3 ve 30,4 km²'dir. Rezervuarda 120 bin hektar tarım alanı sular altında kaldı ve inşaat sırasında 13.750 bina taşındı.
Churchill Şelalesi (HES)
Churchill Şelalesi, Kanada'nın Newfoundland ve Labrador eyaletindeki Churchill Nehri üzerinde bulunan ve nehir üzerinde öngörülen hidroelektrik santralleri dizisinin bir parçası olması gereken bir hidroelektrik santralidir. 1970 yılında nehrin yönü değiştirildikten sonra kurutulan 75 m yüksekliğindeki Churchill Şelalesi'nin yerine hidroelektrik santral (HES) inşa edilmiştir, yani yılın büyük bölümünde şelale olarak mevcut değildir. Nehir, şelale ve hidroelektrik santraline İngiltere Başbakanı W. Churchill'in adı verilmiştir.
2009 yılı itibarıyla Churchill Falls hidroelektrik santrali, kuzey Quebec'teki Robert-Bourassa hidroelektrik santralinden sonra dünyanın en büyük ikinci yer altı türbin evine sahiptir ve yıllık ortalama üretim açısından Kuzey Amerika'daki ilk hidroelektrik santraldir (HES). (35 TWh) ve ikincisi Kanada kurulu güce göre (5.428 MW).
Hidroelektrik santralinin (HES) inşasına birkaç yıl süren planlamanın ardından 17 Temmuz 1967'de başlandı ve 6 Aralık 1971'de tamamlandı. Toplam alanı 6.988 km2 ve hacmi 28 km3 olan rezervuar - tek bir barajdan değil, toplam uzunluğu 64 km'yi aşan 88 adet derivasyon barajından oluşmuş olup inşaatında 20 milyon m3 toprak kullanılmıştır. Barajların en uzunu 6,1 km uzunluğundadır. Bu plan, havza alanını 60.000 km2'den 71.700 km2'ye çıkarmayı ve hidroelektrik kompleksi alanındaki ortalama yıllık akışı 52 km3'e (1.651 mі/s) çıkarmayı mümkün kıldı.
Hidroelektrik santral (HES), şelale alanında nehrin yönünün değiştirilmesi ile derivasyon prensibi üzerine inşa edilmiştir. 1.390 m3/sn kapasiteli dolusavak ile donatılmıştır. Püre M3 Yer altında olacak şekilde tasarlanan hidroelektrik santral salonu, 310 m derinlikte kaya kazısına inşa edilmiş olup, türbin salonunun boyutları 296 m uzunluğunda, 25 m genişliğinde ve 47 m yüksekliğindedir. Toplamda 5.428 MW kapasiteli 11 hidroelektrik santrali bulunmaktadır. 312,4 m tasarım yüksekliğinde çalışan radyal eksenel türbinlerin her biri 73 ton kütleye ve 200 rpm çalışma frekansına sahiptir. Jeneratör gücü M3 hendek 493,5 MV. Ünitelerin su hatları 427 m uzunluğunda ve 6,1 m çapında besleme tünelleri ve 263 m yüksekliğinde ve 2,13 m çapında jeneratörlere drenaj şaftları şeklinde yapılmıştır.
İstasyon, kontrol hissesi (%65,8) Nalcor'a ve %34,2'si Hydro-Québec'e ait olan Churchill Falls (Labrador) Corporation Ltd'ye aittir. Yeni barajların ve ilave hidroelektrik santrallerin (HES) inşasını içeren istasyonun geliştirilmesine yönelik bir proje mevcut olup, bu proje, havza alanında artış sağlayacak ve toplam kurulu gücü 9.252 MW'a çıkaracaktır.
Hoover Barajı
Hoover Barajı, Hoover Barajı, Boulder Barajı olarak da bilinen Hoover Barajı, dünyadaki benzersiz bir hidrolik yapıdır. Amerika Birleşik Devletleri Colorado Nehri'nin alt kısımlarında inşa edilen 221 m yüksekliğinde beton baraj ve hidroelektrik santral (HES). Las Vegas'ın 48 km güneydoğusunda, Arizona ve Nevada sınırında, Kara Kanyon'da yer alan; Mead Gölü'nü oluşturur. Amerika Birleşik Devletleri'nin 31. Başkanı Herbert Hoover, 31. Başkan onuruna verilmiştir. Amerika Birleşik Devletleri yapımında önemli rol oynamıştır. Barajın inşaatı 1931'de başladı ve planlanandan iki yıl önce 1936'da sona erdi.
Baraj, ABD İçişleri Bakanlığı'nın bir bölümü olan ABD Islah Bürosu tarafından yönetiliyor. 1981 yılında baraj, ABD Ulusal Tarihi Yerler Siciline dahil edildi. Hoover Barajı, Las Vegas bölgesinin en ünlü turistik yerlerinden biridir.
Hidroelektrik santral (HES)
giriiş
İnsanlar uzun zamandır değirmenlerin, takım tezgahlarının ve kereste fabrikalarının pervanelerini döndürmek için su enerjisini kullanmayı öğrendiler. Ancak yavaş yavaş insanların kullandığı toplam enerji miktarında hidroelektrik enerjinin payı azaldı. Bunun nedeni, su enerjisini uzun mesafelere aktarma yeteneğinin sınırlı olmasıdır. Suyla çalışan elektrik türbininin ortaya çıkışıyla birlikte hidroelektrik yeni umutlar doğurdu.
Yalnızca birkaç yüz watt kapasiteli ilk hidroelektrik tesislerinden bazıları 1876-1881'de Stangass ve Laufen'de (Almanya) ve Grayside'da (İngiltere) inşa edildi. Hidroelektrik santrallerin gelişimi ve endüstriyel kullanımı, elektriğin uzak mesafelere iletilmesi sorunuyla yakından ilgilidir. Laufen hidroelektrik santralinden Frankfurt am Main'e (Almanya) elektrik sağlamak için bir enerji nakil hattının (170 km) inşası Uluslararası Elektroteknik Fuarı (1891), hidroelektrik santrallerin geliştirilmesi için geniş fırsatlar açtı. 1892'de Bülach'ta (İsviçre) bir şelale üzerine inşa edilen bir hidroelektrik santral tarafından endüstriyel akım sağlandı, hemen hemen aynı anda 1893'te Gelschen'de (İsveç), Isar Nehri üzerinde (Almanya) ve Kaliforniya'da (ABD) hidroelektrik santraller inşa edildi. . 1896'da doğru akım Niagara Hidroelektrik Santrali (ABD) faaliyete geçti; 1898'de Rheinfeld hidroelektrik istasyonu (Almanya) akım verdi ve 1901'de Jonat hidroelektrik istasyonunun (Fransa) hidroelektrik jeneratörleri yüklenmeye başlandı.
Dünyanın ilk hidroelektrik santrali hakkında ikna edici bilgiler aynı zamanda Hırvatistan'ın Sibenik kasabasındaki ilk hidroelektrik santrali (1885) hakkındaki bilgiler olarak da değerlendirilebilir. Şehir aydınlatması için 230 kW'lık alternatif akım voltajı kullanıldı.
Rusya'daki ilk hidroelektrik santralinin, 1892 yılında Berezovka Nehri (Bukhtarma Nehri'nin bir kolu) üzerinde Rudny Altay'da inşa edilen Berezovskaya (Zyryanovskaya) hidroelektrik santrali olduğu en güvenilir olarak kabul ediliyor. Toplam gücü 200 kW olan dört türbindi. Ortaya çıkan enerji, üretim tesislerini aydınlattı, telefon santralinin çalışmasını sağladı ve maden kuyularından su pompalamak için elektrikli pompalara güç verdi.
1896 yılında Irkutsk eyaletinde Nygri Nehri (Vacha Nehri'nin bir kolu) üzerinde ortaya çıkan Nygri hidroelektrik santrali de ilk olduğunu iddia ediyor. İstasyonun güç ekipmanı, her biri 100 kW gücünde üç dinamoyu döndüren ortak yatay şaftlı iki türbinden oluşuyordu. Birincil voltaj, dört adet üç fazlı akım transformatörü tarafından 10 kV'a kadar dönüştürüldü ve iki yüksek voltaj hattı üzerinden komşu Negadanny ve Ivanovsky madenlerine iletildi. Madenlerde voltaj 220 V'a dönüştürüldü. Nygrinskaya hidroelektrik istasyonundan gelen elektrik sayesinde madenlere elektrikli asansörler kuruldu. Ayrıca maden sahasına elektrik verildi demiryolu Rusya'nın ilk elektrikli demiryolu olan atık kayaların kaldırılmasına hizmet eden.
2012 yılı itibarıyla dünyadaki elektriğin %21'i hidroelektrik enerjiden sağlanmakta olup, hidroelektrik santrallerin (HES) kurulu enerji kapasitesi 715 GW'a ulaşmaktadır. Hidroelektrik üretiminde mutlak anlamda liderler şunlardır: Çin, Kanada, Brezilya; ve kişi başına - Norveç, İzlanda ve Kanada. Dünyanın en büyük hidroelektrik santralleri:
· Three Gorges (Çin, Yangtze Nehri) - 22,4 GW,
Itaipu (Brezilya, Parana Nehri) - 14 GW,
· Guri (Venezuela, Caroni Nehri) 10,3 GW,
Tucurui (Brezilya, Tocantins Nehri) - 8,3 GW,
· Grand Coulee (ABD, Columbia Nehri) - 6,8 GW,
· Sayano-Şuşenskaya (Rusya, Yenisey Nehri) 6,4 GW,
· Krasnoyarsk (Rusya, Yenisey Nehri) 6 GW,
· Robert-Bourassa (Kanada, La Grande Nehri) 5,6 GW,
· Churchill Falls (Kanada, Churchill Nehri) - 5,4 GW,
Rusya'da 2011 yılı itibarıyla 1.000 MW'ın üzerinde işletmede, inşaatı devam eden ve askıya alınmış inşaat halindeki 15 hidrolik enerji santrali ve yüzden fazla daha küçük kapasiteli hidroelektrik santrali bulunmaktadır.
Aynı zamanda, hidroelektrik kaynaklarının ekonomik potansiyeli açısından Rusya, Çin'den sonra dünyada ikinci sırada (yaklaşık 852 milyar kWh), ancak gelişme derecesi açısından -% 20 - neredeyse hepsinden daha düşük gelişmiş ülkeler ve birçok gelişmekte olan ülke. Çoğu Rus hidroelektrik santralinin ekipmanındaki aşınma ve yıpranma derecesi %40'ı aşıyor ve bazı hidroelektrik santraller için bu rakam %70'e ulaşıyor; bu, tüm hidroelektrik endüstrisindeki sistemik bir sorun ve onun kronik yetersiz finansmanıyla ilişkilidir.
1. Hidroelektrik santrallerin ana türleri
Nehir ve baraj hidroelektrik santralleri
Baraj; 2 - kapılar; 3 - üst havuzun maksimum seviyesi; 4 - üst havuzun minimum seviyesi; 5 - hidrolik kaldırma; 6 - çöp tutma ızgarası; 7 hidrojeneratör; 8 - hidrolik türbin; 9 - minimum kuyruk suyu seviyesi; 10 - maksimum su baskını seviyesi
Pridam hidroelektrik santralleri
Daha yüksek su basınçlarında inşa edilirler. Bu durumda nehir bir baraj tarafından tamamen kapatılır ve hidroelektrik santral binasının kendisi alt kısmında barajın arkasında yer alır. Bu durumda su, nehir tipi hidroelektrik santrallerinde olduğu gibi doğrudan değil, özel basınçlı tüneller aracılığıyla türbinlere sağlanır.
Baraj; 2 - su borusu; 3 - yüksek voltajlı elektrikli ekipmanın yeri; 4 - hidroelektrik santralinin türbin odasının inşası.
Derivasyon hidroelektrik santralleri:
Derivasyon hidroelektrik santralleri. Bu tür santraller nehir eğiminin yüksek olduğu yerlere kurulur. Bu tip bir hidroelektrik santralde gerekli su konsantrasyonu yönlendirme yoluyla oluşturulur. Su, özel drenaj sistemleriyle nehir yatağından uzaklaştırılır. İkincisi düzleştirilmiştir ve eğimleri nehrin ortalama eğiminden önemli ölçüde daha azdır. Bunun sonucunda hidroelektrik santral binasına doğrudan su verilmektedir. Derivasyon hidroelektrik santralleri farklı tiplerde olabilir - serbest akışlı veya basınç yönlendirmeli. Basınç sapması durumunda, su boru hattı büyük bir uzunlamasına eğimle döşenir. Başka bir durumda, yönlendirmenin başlangıcında nehir üzerinde daha yüksek bir baraj oluşturulur ve bir rezervuar oluşturulur - bu şemaya aynı zamanda karışık yönlendirme de denir, çünkü gerekli su konsantrasyonunu oluşturmanın her iki yöntemi de kullanılır.
Derivasyon hidroelektrik santralinin şeması: 1 - baraj; 2 su kaldırma; 3 - çökeltme tankı; 4 - türetme kanalı; 5 - günlük düzenleme havuzu; 6 - basınç havuzu; 7 - türbin su borusu; 8 - şalt sistemi; 9 - hidroelektrik santral binası; 10 - dolusavak; 11 - erişim yolları
Pompaj depolamalı enerji santralleri:
Bu tür pompalı depolamalı enerji santralleri, üretilen elektriği biriktirip, pik yük zamanlarında kullanıma sunma kapasitesine sahiptir. Bu tür santrallerin çalışma prensibi şu şekildedir: Pompaj depolamalı santral üniteleri belirli periyotlarda (pik yük değil) harici enerji kaynaklarından pompa görevi görerek özel donanımlı üst havuzlara su pompalar. Talep oluştuğunda onlardan gelen su, basınçlı boru hattına girer ve türbinleri çalıştırır.
Gelgit hidroelektrik santralleri (TPP):
Gelgit enerjisini ve aslında Dünya'nın dönüşünün kinetik enerjisini kullanan özel bir tür hidroelektrik santral. Gelgit enerji santralleri, yüksek ve alçak gelgit sırasında meydana gelen su seviyelerindeki farklılıkları (kıyıya yakın su seviyelerindeki dalgalanmalar 12 metreye ulaşabilir) kullanır. Bunu yapmak için kıyı havzası, gelgit sırasında gelgit suyunu tutan bir alçak barajla ayrılır. Daha sonra su serbest bırakılır ve hem jeneratör modunda hem de pompa modunda çalışabilen hidrolik türbinleri döndürür (gelgit olmadığında sonraki çalışma için rezervuara su pompalamak için).
. Hidroelektrik santralin çalışma prensibi. Hidroelektrik santrallerin ana yapıları ve ekipmanları
Hidroelektrik santral, su akış enerjisinin elektrik enerjisine dönüştürüldüğü bir yapı ve ekipman kompleksidir.
Hidroelektrik santraller, hidroelektrik kompleksinin ayrılmaz bir parçasıdır - su kaynaklarını ulusal ekonominin çıkarları doğrultusunda kullanmak üzere tasarlanmış bir hidrolik yapılar kompleksi: elektrik enerjisi elde etmek, sulama, su temini, navigasyon koşullarının iyileştirilmesi, taşkın koruması, balık yetiştiriciliği vb. .
Hidrolik akışın gücü akışa ve basınca bağlıdır. Bir nehirdeki suyun akış hızı, kanal kesiti ve hidrolik eğimdeki değişikliklere göre nehir uzunluğu boyunca değişir. Nehrin gücünü ve basıncını herhangi bir yerde yoğunlaştırmak için hidrolik yapılar inşa edilir: bir baraj, bir derivasyon kanalı.
Dolusavak yapıları, taşkın döneminde maksimum tasarım su seviyesinin aşılmasını, buz, sulu kar vb. boşaltmayı önlemek için suyu membadan mansaba aktarır.
Nehirde gezilebiliyorsa, baraj, gemilerin ve salların su şebekelerinden geçmesi, kargoların aktarılması ve yolcuların sudan kara taşımacılığına aktarılması vb. için yaklaşma kanallarına sahip kilitlere (gemi asansörleri) bitişiktir.
Enerji dışı tüketicilere su seçimini ve tedarikini sağlamak için hidroelektrik kompleksi, su alma tesisleri ve pompa istasyonlarını içermektedir.
Balıkçılık yapıları, değerli balık türlerinin su şebekelerinden geçerek kalıcı yumurtlama alanlarına taşınmasını sağlayan balık geçitleri ve balık kaldırma yerleri, balık koruma yapıları ve yapay balık yetiştiriciliğine yönelik yapılardır. Bazen gemilerin kilitlenmesi sırasında balıklar kilitlerden geçirilir.
Su işleri tesislerini birbirine bağlamak, devlet karayolları ve demiryolları ağına bağlamak ve bu yolları su işleri tesislerinden geçirmek için ulaşım yapıları inşa edilir: köprüler, yollar vb.
Hidroelektrik kompleksi, elektrik üretmek ve bunu tüketicilere dağıtmak için çeşitli enerji yapılarını içerir. Bunlar şunları içerir: üst havuzdan türbinlere su sağlayan ve suyu alt havuza boşaltan su alma cihazları ve kanalları; hidrotürbinler, hidrojeneratörler ve transformatörler içeren hidroelektrik santrallerin inşası; yardımcı mekanik ve kaldırma ve taşıma ekipmanları; Uzaktan kumanda; Enerjiyi almak ve dağıtmak için tasarlanmış açık dağıtım cihazları.
Hidroelektrik santralin çalışma prensibi şu şekildedir: Baraj, sabit su basıncı sağlayan bir rezervuar oluşturur. Su, su girişine girer ve basınçlı su kanalından geçerek hidrojeneratörü çalıştıran hidrolik türbini döndürür. Hidrojeneratörlerin çıkış voltajı, dağıtım trafo merkezlerine ve daha sonra tüketicilere iletilmek üzere transformatörler tarafından artırılır.
Basınç, nehrin düşmesinin bir baraj veya saptırma tarafından veya baraj ve saptırmanın birlikte kullanıldığı alanda yoğunlaşması ile oluşturulur. Hidrolik mühendisliğinde yönlendirme, suyu bir nehirden, rezervuardan veya başka bir su kütlesinden tahliye eden, onu bir hidroelektrik santraline, pompa istasyonuna taşıyan ve ayrıca onlardan suyu tahliye eden bir dizi yapıdır. Basınçsızlık ve basınç sapması vardır. Basınç saptırma - bir boru hattı, basınç tüneli, giriş veya çıkış yerindeki su seviyesindeki dalgalanmalar önemli olduğunda kullanılır. Küçük seviye dalgalanmaları için hem basınçlı hem de basınçsız yönlendirme kullanılabilir. Yönlendirme türü, teknik ve ekonomik hesaplamaya dayalı olarak bölgenin doğal koşulları dikkate alınarak seçilir. Modern yönlendirme suyu boru hatlarının uzunluğu onlarca kilometreye ulaşıyor, üretim kapasitesi 2000 m3 /sn'den fazla. Ana güç ekipmanı hidroelektrik santral binasında bulunur: santralin türbin odasında - hidrolik üniteler, yardımcı ekipman, otomatik kontrol ve izleme cihazları; merkezi kontrol noktasında hidroelektrik santralin operatör-sevkiyatçısı veya otomatik operatörü için bir kontrol paneli bulunmaktadır. Yükseltici trafo merkezi hem hidroelektrik santral binasının içinde hem de ayrı binalarda veya açık alanlarda bulunur. Şalt tesisleri genellikle açık alanlarda bulunur. Bir bina, binanın bitişik kısımlarından ayrılmış, bir veya daha fazla ünite ve yardımcı ekipmanı içeren bölümlere ayrılabilir. Hidroelektrik santral binasında veya içerisinde çeşitli ekipmanların montajı, onarımı ve yardımcı bakım işlemleri için kurulum sahası oluşturulur. Kurulu kapasiteye göre güçlü (250 MW'ın üzerinde), orta (25 MW'a kadar) ve küçük (5 MW'a kadar) olarak ayrılırlar. Bir hidroelektrik santralin gücü, hidrolik türbinlerde kullanılan basınca (üst ve alt su akış seviyeleri arasındaki fark Q (m3 /sn)) ve hidrolik ünitenin verimliliğine bağlıdır.
Kullanılan maksimum basınca bağlı olarak, hidroelektrik santraller yüksek basınçlı (60 m'den fazla), orta basınçlı (25 ila 60 m arası) ve düşük basınçlı (3 ila 25 m arası) olarak ayrılır. Ova nehirlerinde basınç nadiren 100 m'yi aşar; dağlık koşullarda, bir baraj kullanılarak 300 m veya daha fazla basınç ve yönlendirme yardımıyla 1500 m'ye kadar basınçlar oluşturulabilir.
Hidrojen jeneratörleri ve hidrolik türbinler hidroelektrik santrallerin en önemli bileşenlerinden biri olarak kabul edilmektedir.
Hidro türbinler.
Hidrolik türbin, basınç altında akan suyun enerjisini şaftın dönüşünün mekanik enerjisine dönüştürür.
Çalışma prensibine göre hidrolik türbinler reaktif (basınçlı jet) ve aktif (serbest jet) olarak ikiye ayrılır. Su, pervaneye ya nozullardan (aktif hidrolik türbinlerde) ya da bir kılavuz kanattan (jet hidrolik türbinlerde) girer.
Aktif hidrolik türbinlerin en yaygın türü kova türbini. Kovalı türbinler, pervanenin su akışına yerleştirildiği en yaygın jet hidrolik türbinlerinden (radyal eksenel, döner kanatlı) yapısal olarak çok farklıdır. Kovalı türbinlerde su, kovanın ortasından geçen bir daireye teğet olarak nozullar vasıtasıyla beslenir. Memeden geçen su, yüksek hızda uçan bir jet oluşturur ve türbin kanadına çarpar, ardından çark dönerek iş yapar. Bir bıçağın yönünü değiştirdikten sonra bir diğeri akıntının altına yerleştirilir. Jet enerjisini kullanma süreci atmosferik basınçta gerçekleşir ve enerji üretimi yalnızca suyun kinetik enerjisinden dolayı gerçekleştirilir. Türbin kanatları çift içbükeydir ve ortasında keskin bir kanat bulunur; Bıçağın amacı enerjiden daha iyi yararlanmak için su akışını ayırmaktır. Kovalı hidrolik türbinler, 200 metreden fazla basınçlarda (çoğunlukla 300-500 metre veya daha fazla), 100 m³/sn'ye kadar akış hızlarında kullanılır. En büyük kovalı türbinlerin gücü 200-250 MW veya daha fazlasına ulaşabilir. 700 metreye kadar olan düşülerde kovalı türbinler radyal eksenel türbinlerle yarışır, daha yüksek düşülerde ise kullanımlarının alternatifi yoktur. Kural olarak, kova türbinli hidroelektrik santraller, bir baraj kullanılarak bu kadar önemli basınçların elde edilmesi sorunlu olduğundan, bir yönlendirme planına göre inşa edilir. Kovalı türbinlerin avantajları, çok yüksek basınçların yanı sıra düşük su akış hızlarını kullanabilmeleridir. Türbinin dezavantajları, düşük basınçlarda verimsizlik, pompa olarak kullanılamaması ve sağlanan suyun kalitesine yönelik yüksek gereksinimlerdir.
Radyal eksenel türbin (Francis türbini) - jet türbini. Bu tip türbinlerin pervanesinde, akış önce radyal olarak (çevreden merkeze) ve daha sonra eksenel yönde (çıkışa doğru) hareket eder. 600 m'ye kadar basınçlarda kullanılır, 640 MW'a kadar güç.
Bu tip türbinlerin temel avantajı, mevcut tüm tipler arasında en yüksek optimum verimdir. Dezavantajı ise çalışma karakteristiğinin döner kanatlı hidrolik türbine göre daha az düz olmasıdır.
Döner kanatlı türbin (Kaplan türbini)- Gücünün düzenlenmesi nedeniyle kanatları kendi ekseni etrafında aynı anda dönebilen bir jet türbini. Güç aynı zamanda kılavuz kanatlar kullanılarak da ayarlanabilir. Bir hidrolik türbinin kanatları, eksenine dik veya açılı olarak yerleştirilebilir. Döner kanatlı bir türbinde suyun akışı kendi ekseni boyunca hareket eder. Türbin ekseni dikey veya yatay olarak yerleştirilebilir. Dikey eksende akış, türbinin çalışma odasına girmeden önce spiral bir odada bükülür ve ardından bir kaplama kullanılarak düzleştirilir. Bu, türbin kanatlarına eşit miktarda su sağlamak ve dolayısıyla aşınmayı azaltmak için gereklidir. Esas olarak orta basınçlı hidroelektrik santrallerinde kullanılır.
Çapraz türbin- orta ve yüksek basınçlarda kullanılan jet türbini. Çapraz türbin, kanatları türbinin dönme eksenine dar (45-60°) bir açıyla yerleştirilmiş olan döner kanatlı bir türbindir. Kanatların bu şekilde düzenlenmesi, sayılarını artırmanıza (10-12 parçaya kadar) ve türbini daha yüksek basınçlarda kullanmanıza olanak tanır. Çapraz türbinler, 30 ila 200 metre arasındaki basınçlarda kullanılır; düşük basınçlarda klasik döner kanatlı türbinlerle, yüksek basınçlarda ise radyal eksenel türbinlerle rekabet eder. İkincisiyle karşılaştırıldığında diyagonal türbinler biraz daha yüksek verime sahiptir ancak yapısal olarak daha karmaşıktır ve aşınmaya daha yatkındır.
Hidrojeneratör- Bir hidroelektrik santralde elektrik üretmek için tasarlanmış bir elektrik makinesi. Tipik olarak bir hidrojeneratör, bir hidrolik türbin tarafından çalıştırılan dikey senkron çıkıntılı kutuplu bir elektrik makinesidir, ancak yatay hidrolik jeneratörler de vardır (kapsül hidrojeneratörleri dahil).
Hidrojen jeneratörleri nispeten düşük bir dönüş hızına (500 rpm'ye kadar) ve oldukça büyük bir çapa (20 m'ye kadar) sahiptir; bu, öncelikle çoğu hidrojen jeneratörünün dikey tasarımını belirler, çünkü yatay bir tasarımla gerekli mekanikselliği sağlamak imkansız hale gelir. yapısal elemanlarının mukavemeti ve sertliği.
Pompaj depolamalı enerji santralleri, hem elektrik enerjisi üretebilen hem de tüketebilen tersinir hidrojen jeneratörleri (hidrojen jeneratörleri-motorlar) kullanır. Rotorun her iki yönde dönmesine olanak tanıyan baskı yatağının özel tasarımı nedeniyle geleneksel hidrojeneratörlerden farklıdırlar.
Hidroelektrik santraller için hidrojeneratörler, kullanılması amaçlanan hidrolik türbinlerin dönüş hızına ve gücüne göre özel olarak tasarlanmıştır. Büyük ünite gücüne yönelik hidrojeneratörler genellikle karşılık gelen kılavuz yataklarla birlikte baskı yataklarına dikey olarak monte edilir. Genellikle üç fazlıdırlar ve standart bir frekans için tasarlanmışlardır. Hava soğutma sistemi, hava-su ısı eşanjörleri ile kapalıdır.
3. Hidroelektrik santrallerin avantajları ve dezavantajları
Hidroelektrik enerjinin temel avantajları açıktır. Elbette hidro kaynakların temel avantajı yenilenebilirliğidir: su temini pratikte tükenmezdir. Aynı zamanda hidro kaynaklar, diğer yenilenebilir enerji kaynaklarının geliştirilmesinde önemli ölçüde öndedir ve büyük şehirlere ve tüm bölgelere enerji sağlama kapasitesine sahiptir.
Ek olarak, bu enerji kaynağı, hidroenerjinin uzun geçmişinin de gösterdiği gibi, oldukça basit bir şekilde kullanılabilir. Örneğin hidroelektrik jeneratörler enerji tüketimine göre açılıp kapatılabilmektedir.
Aynı zamanda hidroelektrik enerjinin çevreye etkisi konusu oldukça tartışmalıdır. Bir yandan hidroelektrik santrallerin işletilmesi, termik santrallerin ürettiği CO2 emisyonlarının ve nükleer santrallerde küresel felaket sonuçlarına yol açabilecek olası kazaların aksine, zararlı maddelerle çevre kirliliğine yol açmamaktadır.
Ancak aynı zamanda rezervuarların oluşumu, genellikle verimli olan geniş alanların sular altında kalmasını gerektirir ve bu da doğada olumsuz değişikliklere neden olur. Barajlar genellikle balıkların yumurtlama alanlarına giden yolu tıkar, nehirlerin doğal akışını bozar, durgun süreçlerin gelişmesine yol açar, "kendi kendini temizleme" yeteneğini azaltır ve dolayısıyla suyun kalitesini önemli ölçüde değiştirir.
Hidroelektrik santrallerde üretilen enerjinin maliyeti, nükleer ve termik santrallere göre çok daha düşüktür ve açıldıktan sonra çalışma gücü çıkış moduna hızlı bir şekilde ulaşabilmektedir, ancak yapımları daha pahalıdır.
Hidroelektrik enerji üretimine yönelik modern teknolojiler oldukça yüksek verim elde edilmesini mümkün kılmaktadır. Bazen konvansiyonel termik santrallerin iki katı kadar olabiliyor. Bu verimlilik birçok yönden hidroelektrik santrallerin ekipmanlarının özellikleriyle sağlanmaktadır. Oldukça güvenilir ve kullanımı kolaydır.
Ayrıca kullanılan tüm ekipmanların bir başka önemli avantajı daha vardır. Üretim sürecinde ısı eksikliğinden dolayı uzun bir servis ömrüne sahiptir. Ve gerçekten de ekipmanı sık sık değiştirmeye gerek yoktur; arızalar son derece nadirdir. Bir hidroelektrik santralin minimum hizmet ömrü yaklaşık elli yıldır. Ve eski Sovyetler Birliği'nin geniş alanlarında, geçen yüzyılın yirmili veya otuzlu yıllarında inşa edilen istasyonlar başarıyla çalışıyor. Hidroelektrik santraller merkezi bir merkez üzerinden kontrol edilir ve bunun sonucunda çoğu durumda az sayıda personel bulunur.
Çözüm
hidroelektrik santral türbin maliyeti enerji
Hidroelektrik potansiyeli, gezegende mevcut olan tüm nehir akışlarının toplanmasıyla belirlenebilir. Hesaplamalar küresel potansiyelin yılda elli milyar kilovat olduğunu gösterdi. Ancak bu oldukça etkileyici rakam, dünya çapında her yıl düşen yağış miktarının yalnızca dörtte biri kadardır.
Her bölgenin koşulları ve dünyadaki nehirlerin durumu dikkate alındığında, su kaynaklarının gerçek potansiyeli iki ila üç milyar kilovat arasında değişmektedir. Bu rakamlar, saatte 10.000 - 20.000 milyar kilovat yıllık enerji üretimine karşılık geliyor.
Bu rakamlarla ifade edilen hidroelektrik potansiyelinin anlaşılması için elde edilen verilerin petrolle çalışan termik santral göstergeleri ile karşılaştırılması gerekmektedir. Bu miktarda elektrik üretmek için petrolle çalışan tesislerin her gün yaklaşık kırk milyon varil petrole ihtiyacı olacak.
Şüphesiz gelecekte hidroenerjinin çevreye olumsuz etkisi olmamalı veya bunu en aza indirmemelidir. Aynı zamanda hidroelektrik kaynakların maksimum kullanımının sağlanması gerekmektedir.
Pek çok uzman bunu anlıyor ve bu nedenle aktif hidrolik mühendisliği inşaatı sırasında doğal çevreyi koruma sorunu her zamankinden daha önemli. Şu anda, hidrolik tesislerin inşaatının olası sonuçlarının doğru bir şekilde tahmin edilmesi özellikle önemlidir. İnşaat sırasında ortaya çıkabilecek istenmeyen çevresel durumların azaltılması ve üstesinden gelinmesi olasılığına ilişkin birçok soruya cevap vermelidir. Ayrıca gelecekteki hidroelektrik tesislerin çevresel verimliliğinin karşılaştırmalı bir değerlendirmesi de gereklidir. Doğru, bu tür planların uygulanması hala çok uzakta, çünkü bugün çevresel enerji potansiyelini belirlemeye yönelik yöntemlerin geliştirilmesi gerçekleştirilmiyor.
Kaynakların listesi
1. Neporozhny P.S., Obrezkov V.I.; "Uzmanlığa giriş: hidroelektrik enerji." ed. Moskova, 1982
Drobnis V.F. "Hidrolik ve hidrolik makineler", ed. Moskova, 1987
Hidroelektrik enerji istasyonu
Hidroelektrik santral (HES)- enerji kaynağı olarak su akışının enerjisini kullanan bir enerji santrali. Hidroelektrik santraller genellikle nehirler üzerine baraj ve rezervuar inşa edilerek kurulur.
Bir hidroelektrik santralinde verimli elektrik üretimi için iki ana faktör gereklidir: tüm yıl boyunca garantili su temini ve muhtemelen nehrin büyük eğimleri; kanyon benzeri arazi türleri hidrolik inşaat için uygundur.
Özellikler
Çalışma prensibi
Hidroelektrik santralin çalışma prensibi oldukça basittir. Bir hidrolik yapı zinciri, elektrik üreten jeneratörleri çalıştıran hidrolik türbinin kanatlarına akan suyun gerekli basıncını sağlar.
Dünyanın en büyük hidroelektrik santralleri
| İsim | Güç, GW |
Ortalama yıllık çıktı, milyar kWh |
Mal sahibi | Coğrafya |
|---|---|---|---|---|
| Üç Geçit | 22,40 | 100,00 | R. Yangtze, Sandouping, Çin | |
| Itaipu | 14,00 | 100,00 | Itaipu Binacional | R. Parana, Foz do Iguacu, Brezilya / Paraguay |
| Guri | 10,30 | 40,00 | R. Caroni, Venezuela | |
| Churchill Şelalesi | 5,43 | 35,00 | Newfoundland ve Labrador Hidro | R. Churchill, Kanada |
| Tucurui | 8,30 | 21,00 | Eletrobrás | R. Tocantins, Brezilya |
Rusya'nın hidroelektrik santralleri
2009 yılı itibarıyla Rusya'da 1000 MW'ın üzerinde kapasiteye sahip 15 hidroelektrik santrali (faal durumda, inşaat halinde veya dondurulmuş inşaat halinde) ve yüzden fazla daha küçük kapasiteli hidroelektrik santrali bulunmaktadır.
Rusya'nın en büyük hidroelektrik santralleri
| İsim | Güç, GW |
Ortalama yıllık çıktı, milyar kWh |
Mal sahibi | Coğrafya |
|---|---|---|---|---|
| Sayano-Şuşenskaya HES | 2,56 (6,40) | 23,50 | JSC RusHydro | R. Yenisey, Sayanogorsk |
| Krasnoyarsk hidroelektrik santrali | 6,00 | 20,40 | JSC "Krasnoyarsk HES" | R. Yenisey, Divnogorsk |
| Bratsk hidroelektrik santrali | 4,52 | 22,60 | OJSC Irkutskenergo, RFBR | R. Angara, Bratsk |
| Ust-Ilimskaya HES | 3,84 | 21,70 | OJSC Irkutskenergo, RFBR | R. Angara, Ust-Ilimsk |
| Boguchanskaya HES | 3,00 | 17,60 | JSC "Boguchanskaya HES", JSC RusHydro | R. Angara, Kodinsk |
| Volzhskaya HES | 2,58 | 12,30 | JSC RusHydro | R. Volga, Volzhsky |
| Zhigulevskaya HES | 2,32 | 10,50 | JSC RusHydro | R. Volga, Zhigulevsk |
| Bureyskaya HES | 2,01 | 7,10 | JSC RusHydro | R. Bureya, köy Talakan |
| Şaboksar HES | 1,40 (0,8) | 3,31 (2,2) | JSC RusHydro | R. Volga, Novocheboksarsk |
| Saratov HES | 1,36 | 5,7 | JSC RusHydro | R. Volga, Balakovo |
| Zeyskaya HES | 1,33 | 4,91 | JSC RusHydro | R. Zeya, Zeya |
| Nizhnekamsk HES | 1,25 (0,45) | 2,67 (1,8) | OJSC "Üretim Şirketi", OJSC "Tatenergo" | R. Kama, Naberezhnye Chelny |
| Zagorskaya PSPP | 1,20 | 1,95 | JSC RusHydro | R. Kunya, köy Bogorodskoye |
| Votkinskaya HES | 1,02 | 2,60 | JSC RusHydro | R. Kama, Çaykovski |
| Chirkey hidroelektrik santrali | 1,00 | 2,47 | JSC RusHydro | R. Sulak, Dubki köyü |
Notlar:
Rusya'daki diğer hidroelektrik santraller
Rusya'da hidrolik mühendisliğinin gelişiminin arka planı
Sovyet enerji gelişimi döneminde, 22 Aralık 1920'de onaylanan, ülkenin elektrifikasyonuna yönelik birleşik ulusal ekonomik planın (GOELRO) özel rolüne vurgu yapıldı. Bu gün SSCB'de profesyonel bir tatil ilan edildi - Enerji Mühendisleri Günü. Planın hidroenerjiye ayrılan bölümüne “Elektrifikasyon ve Su Enerjisi” adı verildi. Hidroelektrik santrallerinin, özellikle elektrik üretimi, navigasyon koşullarının iyileştirilmesi veya arazi ıslahı gibi karmaşık kullanım durumunda ekonomik açıdan karlı olabileceğini gösterdi. 10-15 yıl içinde ülkede, Rusya'nın Avrupa kısmı da dahil olmak üzere toplam 21.254 bin beygir gücü (yaklaşık 15 milyon kW) kapasiteli - 7.394 kapasiteli bir hidroelektrik santral inşa etmenin mümkün olacağı varsayıldı. , Türkistan'da - 3.020, Sibirya'da - 10.840 bin hp Önümüzdeki 10 yıl içinde 950 bin kW kapasiteli bir hidroelektrik santral inşa edilmesi planlanmış, ancak daha sonra ilk etapların toplam işletme kapasitesi 535 bin kW olan 10 hidroelektrik santralinin inşa edilmesi planlanmıştır.
Bir yıl önce olmasına rağmen, 1919'da Çalışma ve Savunma Konseyi, Volkhov ve Svir hidroelektrik santrallerinin inşasını savunma açısından önemli nesneler olarak tanıdı. Aynı yıl GOELRO planına göre inşa edilen hidroelektrik santrallerden ilki olan Volkhov hidroelektrik santralinin inşaatı için hazırlıklara başlandı.
Bununla birlikte, Volkhov hidroelektrik santralinin inşaatına başlamadan önce bile Rusya, endüstriyel hidrolik inşaat alanında, özellikle özel şirketler ve imtiyazlar aracılığıyla oldukça zengin bir deneyime sahipti. Rusya'da 19. yüzyılın son on yılında ve yirminci yüzyılın ilk 20 yılında inşa edilen bu hidroelektrik santraller hakkındaki bilgiler oldukça parçalı, çelişkili ve özel tarihsel araştırma gerektiriyor.
Rusya'daki ilk hidroelektrik santralinin, 1892 yılında Berezovka Nehri (Bukhtarma Nehri'nin bir kolu) üzerinde Rudny Altay'da inşa edilen Berezovskaya (Zyryanovskaya) hidroelektrik santrali olduğu en güvenilir olarak kabul ediliyor. Toplam gücü 200 kW olan dört türbindi ve Zyryanovsky madeninden maden drenajı için elektrik sağlaması amaçlanmıştı.
1896 yılında Irkutsk eyaletinde Nygri Nehri (Vacha Nehri'nin bir kolu) üzerinde ortaya çıkan Nygri hidroelektrik santrali de ilk olduğunu iddia ediyor. İstasyonun güç ekipmanı, her biri 100 kW gücünde üç dinamoyu döndüren ortak yatay şaftlı iki türbinden oluşuyordu. Birincil voltaj, dört adet üç fazlı akım transformatörü tarafından 10 kV'a kadar dönüştürüldü ve iki yüksek voltaj hattı üzerinden komşu madenlere iletildi. Bunlar Rusya'daki ilk yüksek gerilim elektrik hatlarıydı. Bir hat (9 km uzunluğunda) çopraların arasından Negadanny madenine, diğeri (14 km) - Nygri vadisinden yukarı, o yıllarda Ivanovsky madeninin faaliyet gösterdiği Sukhoi Log kaynağının ağzına kadar döşendi. Madenlerde voltaj 220 V'a dönüştürüldü. Nygrinskaya hidroelektrik istasyonundan gelen elektrik sayesinde madenlere elektrikli asansörler kuruldu. Ayrıca atık kayaların uzaklaştırılmasına hizmet eden maden demiryolu da elektriklendirilerek Rusya'nın ilk elektrikli demiryolu oldu.
Avantajları
- yenilenebilir enerji kullanımı.
- çok ucuz elektrik.
- çalışmaya atmosfere zararlı emisyonlar eşlik etmiyor.
- istasyonu açtıktan sonra çalışma gücü çıkış moduna hızlı (CHP/CHP'ye göre) erişim.
Kusurlar
- ekilebilir arazilerin sular altında kalması
- inşaat yalnızca büyük su enerjisi rezervlerinin olduğu yerlerde yapılır
- dağ nehirleri, bölgelerin yüksek depremselliği nedeniyle tehlikelidir
- Rezervuarlardan 10-15 gün süreyle (yokluğuna kadar) azalan ve düzensiz su salınımı, tüm nehir yatağı boyunca benzersiz taşkın yatağı ekosistemlerinin yeniden yapılanmasına, bunun sonucunda nehir kirliliğine, trofik zincirlerin azalmasına, balık sayısının azalmasına, balık sayısının azalmasına, omurgasız suda yaşayan hayvanlar, larva aşamalarındaki yetersiz beslenme nedeniyle tatarcık bileşenlerinin (tatarcıklar) saldırganlığının artması, birçok göçmen kuş türünün yuvalama alanlarının kaybolması, taşkın yatağı toprağındaki yetersiz nem, olumsuz bitki dizilimi (bitki kütlesinin tükenmesi), akışta azalma Besinlerin okyanuslara aktarılması.
Büyük kazalar ve olaylar
Notlar
Ayrıca bakınız
| Hidroelektrik santral Vikisözlük'te | |
| Hidroelektrik santral Wikimedia Commons'ta |
Bağlantılar
- Rusya'daki en büyük hidroelektrik santrallerinin haritası (GIF, 2003 verileri)
| Endüstriler | |
|---|---|
| Elektrik enerjisi endüstrisi | Nükleer (NPP) | Rüzgar enerjisi santrali (RES) | Hidroelektrik (HES) | Termal (TPP) | Jeotermal | Hidrojen | Güneş enerjisi | Dalga | Gelgit (TES) |
| Yakıt | Gaz | Petrol | turba | Kömür | Petrol rafinerisi | Gaz işleme tesisi |
| Demir metalurjisi | Cevher hammaddelerinin madenciliği | Metalik olmayan hammaddelerin çıkarılması | Demirli metal üretimi | Boru üretimi | Elektroferoalaşım üretimi | Kok kimyasalı | Demirli metallerin geri dönüşümü | Donanım üretimi |
| Demir dışı metalurji | Üretim: alüminyum | alümina | florür tuzları | nikel | bakır | kurşun | çinko | kalay | kobalt | surma | tungsten | molibden | cıva | titanyum | magnezyum | ikincil demir dışı metaller | nadir metaller | Sert alaşımlar, refrakter ve ısıya dayanıklı metaller endüstrisi | Nadir metal cevherlerinin madenciliği ve zenginleştirilmesi |
| Makine mühendisliği ve metal işleme |
Ağır | Demiryolu | Gemi inşası | Gemi onarımı | Havacılık | Uçak tamiri | Roket | Traktör | Otomotiv | Takım tezgahı endüstrisi | Kimyasal | Tarım | Elektrik | Enstrümantasyon | Tam | Metal işleme |
| Kimyasal | Madencilik ve kimya | Temel Kimya | Boya | Ev kimya endüstrisi | Soda üretimi | Gübre üretimi | Kimyasal elyaf ve iplik imalatı | Sentetik reçinelerin üretimi |
| Kimyasal-farmasötik | |
| Petrokimya | Lastik | Kauçuk-asbest |
| Petrol rafineri | |
| Lesnaya (kompleksler) |
Lesnaya | Ağaç işleri (Kereste fabrikası, Ahşap ve tahta, Mobilya) | Kağıt hamuru ve kağıt | Kereste Kimyasalları |
| İnşaat malzemeleri | Çimento | Betonarme ve beton yapılar | Duvar malzemeleri | Metalik olmayan yapı malzemeleri |
| Bardak | |
| Porselen-fayans | |
| Hafif | Tekstil | Dikiş | Bronzlaşma | Kürk | Ayakkabı |
| Tekstil | Pamuk | Yün | Keten | İpek | Sentetik ve suni kumaşlar | Kenevir-jüt |
| Yiyecek | Şeker | Fırın | Sıvı ve katı yağlar | Tereyağı ve peynir yapımı | Balık | Süt Ürünleri | Et | Şekerleme | Alkol | Makarna | Bira ve alkolsüz içecekler | Şarapçılık | Un değirmeni | Konserve | Tütün | Solyanaya | Meyve ve sebze |
| Enerji ürünlere ve sektörlere göre yapı |
|||||||||||||||||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Elektrik enerjisi endüstrisi: elektrik |
| ||||||||||||||||||||||||||