На головну

І характеристики гідроенергетичних установок

  1.  I. Формулювання завдання та характеристики СМО
  2.  Аварійні режими електроустановок. Напруга дотику, крокові напругу.
  3.  Асортимент продуктов атмосферних та атмосферно-вакуумних установок.
  4.  Базові характеристики виставкового продукту
  5.  Батиграфической характеристики чаші водосховища
  6.  Безпека експлуатації холодильних установок
  7.  Квиток 29. Поняття і основні характеристики масової комунікації.

Гідроенергетіческая установка (ГЕУ) - це сукупність гідротехнічних споруд, енергетичного і механічного устаткування, що забезпечують необхідну концентрацію потоку води і перетворюють гідравлічну енергію води в електричну енергію.

Основні типи гідроенергетичних установок:

1) гідроелектростанції (ГЕС);

2) насосні станції (НС);

3) гідроакумулюючі станції (ГАЕС);

4) приливні електростанції (ПЕС).

За типом турбін розрізняють ГЕУ:

· c осьовими турбінами;

· З діагональними турбінами;

· З радіально-осьовими турбінами;

· З ковшовими турбінами.

Гідроелектростанція (ГЕС) основний тип енергетичних установок.

Залежно від напору ГЕС поділяють на високонапорние (більше 80 м), середньонапірні (від 25 до 80 м) і низьконапірних (до 25 м).

За встановленої потужності розрізняють потужні ГЕС (понад 250 МВт), середні (до 25 МВт) і малі (до 5 МВт).

Залежно від розміщення будівлі ГЕС розрізняють греблі, пріплотінние, дериваційні та змішані ГЕС. У першому випадку ГЕС називають русловими або греблі, у другому - Пригреблева. Якщо напір води перевищує 25 метрів, то будівля ГЕС зазвичай розміщується за греблею, внизу її. На гірських річках споруджуються ГЕС, які використовують великі природні ухили річки. Однак при цьому зазвичай доводиться створювати систему дериваційних споруд. До них відносяться споруди, що направляють воду в обхід природного русла річки: дериваційні канали, тунелі, труби.

Основними спорудами ГЕС на рівнинній річці є гребля, яка створює водосховище і зосереджений перепад рівнів, тобто натиск, і будівля ГЕС, в якому розміщуються гідротурбіни, генератори, електричне та механічне обладнання. У разі необхідності будуються водоскидні і судноплавні споруди, рибопропускні споруди і т.п. Гребля є найбільш важливим і відповідальним ланкою гідровузла. Висота греблі визначається площею затоплення земель при проектуванні площі водосховища. Дзеркало води перед дамбою і після греблі називають відповідно верхнім і нижнім бьефом. Різницю висот між верхнім і нижнім бьефами називають напором ГЕС. На випадок перевищення допустимої величини напору передбачена система аварійного скидання води (водоскид) з верхнього б'єфу в нижній.

Вода під впливом сили тяжіння по водоводах рухається з верхнього б'єфу в нижній б'єф, обертаючи ротор турбіни. Гідравлічна турбіна з'єднана валом з ротором електричного генератора. Турбіна і генератор разом утворюють гідрогенератор. У турбіні енергія водотоку перетвориться в механічну енергію обертання на валу агрегату, а генератор перетворює цю енергію в електричну. Можливе створення на річках каскадів ГЕС. У Росії побудовані і успішно експлуатуються Волзький, Камський, Ангарський, Енисейский і інші каскади ГЕС.

Кількість вироблюваної електричної енергії W (КВт • год) на ГЕС визначається за формулою:

W = Р t = Q H t ?,

де Р - Потужність електричних генераторів, встановлених на ГЕС, кВт;

t - Час роботи гідрогенераторів, ч;

Q - Кількість води, що проходить через створ ГЕС, м3/ Сек;

Н - Напір води, м;

? - ККД гідрогенераторів (в.о.).

Кількість вироблюваної електричної енергії визначається кількістю води, що проходить через створ ГЕС. На руслових і схилів ГЕС вона визначається річним стоком води річки і характеристикою цієї річки. Тривалість використання встановленої потужності гідроелектростанцій, як правило, менше, ніж теплових електростанцій. Вона становить 1500-3000 годин для пікових станцій і до 5000-6000 годин для базових при річному ресурсі 8760 год. На дериваційних ГЕС кількість електричної енергії залежить від напору ГЕС і пропускної здатності дериваційних споруд.

ГЕС як джерело електричної енергії мають істотні переваги перед тепловими та атомними електростанціями. Вони краще пристосовані для автоматизації та вимагають меншої кількості експлуатаційного персоналу. Робота ГЕС характеризується частими пусками і остановами агрегатів, швидкою зміною робочої потужності від нуля до номінальної. Гідравлічні турбіни за своєю природою пристосовані до такого режиму. Для гідрогенераторів цей режим також прийнятний, так як на відміну від паротурбінних генераторів осьова довжина гідрогенератора відносно мала і температурні деформації стрижнів обмотки виявляються менше. Процес пуску гідроагрегату та набору потужності повністю автоматизований і займає від декількох десятків секунд до декількох хвилин, тому резервування потужності в енергосистемі доцільно здійснювати агрегатами ГЕС.

В електричної частини ГЕС подібні тепловим конденсаційним електростанціям (КЕС) - передбачається блочне з'єднання генераторів з трансформаторами, енергія видається в систему на підвищеній напрузі (220-1150 кВ). Відмінною особливістю ГЕС є невелике споживання електроенергії на власні потреби в зв'язку з відсутністю великих механізмів.

Капітальні витрати при спорудженні ГЕС зазвичай більше, ніж при спорудженні ТЕС, але менші експлуатаційні витрати забезпечують низьку собівартість електроенергії, в кілька разів меншу, ніж на КЕС і АЕС. Коефіцієнт корисної дії ГЕС зазвичай становить 85-90%.

Показовими такі середні значення питомої чисельності персоналу станцій різного виду на 1 млн. КВт встановленої потужності: для ГЕС - 300, для ТЕС - 1400, для АЕС - 1800 чол. Але це тільки на самій станції, а ще потрібно додати трудовитрати на видобуток і транспортування палива, в результаті необхідна питома чисельність персоналу на 1 млн. КВт для ТЕС (АЕС) в середньому становить 2500 чол.

У Росії побудовані і експлуатуються наступні великі ГЕС: каскад волзьких ГЕС потужністю близько 2530 МВт, Братська ГЕС - 4500 МВт, Красноярська ГЕС - 6000 МВт, Саяно-Шушенська ГЕС - 6400 Мвт і ін.

Насосна станція (НС) призначена для перекачування води низьких позначок води на високі і транспортування води в віддаленіші території. На НС встановлюються насосні агрегати, що складаються з насоса і електродвигуна. Очевидно, що НС є споживачем електроенергії.

Насосні станції використовуються для водопостачання теплових і атомних станцій, комунально-побутового і промислового водопостачання (районні водозабори), а також в іригаційних системах, в судноплавних каналах і т.п.

Гідроакумулююча електростанція (ГАЕС) призначена для перерозподілу в часі енергії і потужності в енергосистемі. У години знижених навантажень ГАЕС працює як насосна станція. Споживаючи електроенергію вона перекачує воду з нижнього б'єфу в верхній. Тим самим створюються запаси гідроенергії за рахунок підвищення рівня верхнього б'єфу.

Оборотні гідромашини (насосотурбіни) отримують все більший розвиток в зв'язку з інтенсивним будівництвом ГАЕС, призначених для вирівнювання графіка навантаження енергосистем. У нічні години, коли в енергосистемі є надлишок потужності, агрегати ГАЕС працюють в насосному режимі і акумулюють енергію, перекачуючи воду з нижнього басейну в верхній. У години максимуму навантаження (піку) вони включаються в турбінний режим і видають енергію в енергосистему. Таким чином, оборотна гідромашина може використовуватися і як насос, і як турбіна. Потужність окремих ГАЕС з такими оборотними гідроагрегатами досягає 1620 МВт.

ГАЕС можуть будуватися ізольовано або в складі електричних (гідроенергетичних) комплексів, що представляють собою сукупність двох або кількох електричних станцій, об'єднаних спільним технологічним використанням водойм, електротехнічних та інших пристроїв, а також їх спільною експлуатацією. Найбільш ефективним є спільне планомірне будівництво окремих елементів комплексу з поетапним введенням їх в експлуатацію.

У години максимального навантаження ГАЕС працює як ГЕС. Вода з верхнього б'єфу пропускається через турбіни в нижній б'єф, і ГАЕС видає електроенергію в енергосистему. В процесі роботи ГАЕС споживає дешеву електроенергію, а видає дорожчу енергію в період піку навантаження (за рахунок різниці тарифів). Заповнюючи провали навантаження в енергосистемі, вона дозволяє працювати агрегатів атомних і теплових станцій в найбільш економічному та безпечному режимі, різко знижуючи при цьому питома витрата палива на виробництво 1 кВт • год електроенергії в енергосистемі.

В даний час в Росії працює Загорська ГАЕС потужністю 1200 МВт, ведеться проектування і будівництво інших ГАЕС, зокрема Тереблінской ГАЕС.

Приливна електростанція (ПЕС) споруджується на узбережжі морів і океанів зі значними припливно-відпливними коливаннями рівня води. Для цього природний затоку відділяється від моря греблею і будівлею ПЕС. При нападі рівень моря буде вище рівня води в відділеному від нього затоці, а під час відпливу, навпаки, нижче, ніж рівень води в затоці. Перепади цих рівнів створюють напір, який використовується при роботі гідротурбін ПЕС.

У деяких морських затоках припливи досягають 10-12 м, а найбільші припливи спостерігаються в затоці Фанді (Канада) - до 21 м.

Технічні ресурси приливної енергії Росії оцінюються в 200-250 млрд. КВт • год на рік і в основному зосереджені біля узбережжя Охотського, Берингової і Білого морів.

 




 І типи атомних електростанцій |  ядерних реакторів |  І швидких нейтронах |  ядерне паливо |  Теплові схеми АЕС |  Технологічні схеми і компоновка АЕС |  Економічні аспекти атомної енергетики |  Екологія атомної енергетики |  І термоядерної енергетики |  Гідростатика і гідродинаміка |

© um.co.ua - учбові матеріали та реферати