HPP: prinsipp for drift, opplegg, utstyr, kraft

2024 Forfatter: Howard Calhoun | [email protected]. Sist endret: 2023-12-17 10:37

Nesten alle forestiller seg formålet med vannkraftverk, men bare noen få forstår virkelig prinsippet for drift av vannkraftverk. Hovedmysteriet for folk er hvordan hele denne enorme demningen genererer elektrisk energi uten drivstoff. La oss snakke om det.

Hva er et vannkraftverk?

Vannkraftverk er et komplekst kompleks som består av ulike strukturer og spesialutstyr. Vannkraftverk bygges på elver, hvor det er en konstant strøm av vann for å fylle demningen og reservoaret. Lignende strukturer (dammer) som er opprettet under byggingen av et vannkraftverk er nødvendige for å konsentrere en konstant strøm av vann, som omdannes til elektrisk energi ved hjelp av spesialutstyr for vannkraftverk.

Merk at valg av byggeplass spiller en viktig rolle når det gjelder effektiviteten til HPP. To forhold er nødvendige: Garantert uuttømmelig vannforsyning og en høy helling av elven.

HPP-driftsprinsipp

Driften av et vannkraftverk er ganske enkelt. Oppførte hydrauliske konstruksjonergi et stabilt vanntrykk som kommer inn i turbinbladene. Trykket setter turbinen i bevegelse, som et resultat av at den roterer generatorene. Sistnevnte genererer elektrisitet, som deretter leveres til forbrukeren gjennom høyspentledninger.

Den største vanskeligheten med en slik struktur er å sikre et konstant vanntrykk, som oppnås ved å bygge en demning. Takket være det er en stor mengde vann konsentrert på ett sted. I noen tilfeller brukes en naturlig vannføring, og noen ganger brukes en demning og avledning (naturlig vannføring) sammen.

I selve bygget er det utstyr for et vannkraftverk, hvis hovedoppgave er å omdanne den mekaniske energien til vannbevegelser til elektrisk energi. Denne oppgaven er tildelt generatoren. Ekstrautstyr brukes også for å kontrollere driften av stasjonen, distribusjonsenheter og transformatorstasjoner.

Bildet nedenfor viser et skjematisk diagram av HPP.

Som du kan se, roterer vannstrømmen turbinen til generatoren, som genererer energi, leverer den til transformatoren for konvertering, hvoretter den transporteres gjennom kraftledninger til leverandøren.

Power

Det finnes forskjellige vannkraftverk som kan deles inn etter generert kraft:

1. Veldig kraftig – over 25 MW.
2. Medium – opptil 25 MW.
3. Small - med generasjon opptil 5 MW.

Kraften til et vannkraftverk avhenger først og fremst av vannstrømmen og effektiviteten til selve generatoren som brukes på den. Men selv det mesteen effektiv installasjon vil ikke kunne produsere store mengder strøm med svakt vanntrykk. Det er også verdt å tenke på at kraften til et vannkraftverk ikke er konstant. På grunn av naturlige årsaker kan vannstanden i demningen øke eller synke. Alt dette har innvirkning på mengden elektrisitet som produseres.

Dammens rolle

Det mest komplekse, største og generelt hovedelementet i et vannkraftverk er en demning. Det er umulig å forstå hva et vannkraftverk er uten å forstå essensen av hvordan en dam fungerer. De er enorme broer som holder vannstrømmen. Avhengig av designet kan de variere: det er gravitasjons-, buede og andre strukturer, men målet deres er alltid det samme - å beholde en stor mengde vann. Det er takket være demningen at det er mulig å konsentrere en stabil og kraftig vannstrøm, og lede den til bladene til en turbin som roterer en generator. Den produserer på sin side elektrisk energi.

Teknologi

Som vi allerede vet, er prinsippet for drift av et vannkraftverk basert på bruk av den mekaniske energien til fallende vann, som senere omdannes til elektrisk energi ved hjelp av en turbin og en generator. Selve turbinene kan installeres enten i demningen eller i nærheten av den. I noen tilfeller brukes en rørledning som vann under demningens nivå passerer under høyt trykk.

Det er flere effektindikatorer for enhver vannkraftstasjon: vannstrøm og hydrostatisk trykkhøyde. Den siste indikatoren bestemmes av høydeforskjellen mellom start- og sluttpunkt.fritt vannfall. Når du lager et stasjonsdesign, er hele designet basert på en av disse indikatorene.

Dagens kjente teknologier for produksjon av elektrisitet gjør det mulig å oppnå høy effektivitet ved konvertering av mekanisk energi til elektrisk energi. Noen ganger er det flere ganger høyere enn for termiske kraftverk. Så høy effektivitet oppnås på grunn av utstyret som brukes ved vannkraftverket. Den er pålitelig og relativt enkel å bruke. I tillegg, på grunn av mangel på drivstoff og frigjøring av en stor mengde termisk energi, er levetiden til slikt utstyr ganske lang. Sammenbrudd er ekstremt sjeldne her. Det antas at minimumslevetiden til generatorsett og strukturer generelt er omtrent 50 år. Selv om vannkraftverk som ble bygget på 30-tallet av forrige århundre faktisk fungerer ganske vellykket.

russiske vannkraftverk

I dag opererer rundt 100 vannkraftverk i Russland. Selvfølgelig er deres kapasitet forskjellig, og de fleste av dem er stasjoner med en installert kapasitet på opptil 10 MW. Det er også slike stasjoner som Pirogovskaya eller Akulovskaya, som ble satt i drift i 1937, og deres kapasitet er bare 0,28 MW.

De største er Sayano-Shushenskaya og Krasnoyarsk HPP med en kapasitet på henholdsvis 6400 og 6000 MW. Stasjoner følger:

1. Bratskaya (4500 MW).
2. Ust-Ilimskaya HPP (3840).
3. Bochuganskaya (2997 MW).
4. Volzhskaya (2660 MW).
5. Zhigulevskaya (2450 MW).

Til tross for det enorme antallet slike anlegg, genererer de bare 47 700 MW, som tilsvarer 20 % av det totale volumet av all energi produsert i Russland.

avslutningsvis

Nå forstår du prinsippet for drift av vannkraftverk, som konverterer den mekaniske energien til vannstrømmen til elektrisk energi. Til tross for den ganske enkle ideen om å skaffe energi, gjør komplekset av utstyr og nye teknologier slike strukturer komplekse. Men sammenlignet med atomkraftverk er de virkelig primitive.