जलप्रवाहाच्या ऊर्जेचा वापर, जलविद्युत प्रकल्पांच्या हायड्रॉलिक स्ट्रक्चर्सचे उपकरण (HPP)

पाण्याची ऊर्जा वाहते

पाण्याच्या प्रवाहाची उर्जा (संभाव्यता) दोन प्रमाणात निर्धारित केली जाते: वाहत्या पाण्याचे प्रमाण आणि तोंडावर पडण्याची उंची.

नैसर्गिक अवस्थेत, नदीच्या प्रवाहाची उर्जा जलवाहिनीची धूप, मातीच्या कणांचे हस्तांतरण, काठावर आणि तळाशी घर्षण यावर खर्च होते.

अशा प्रकारे, पाण्याच्या प्रवाहाची उर्जा संपूर्ण प्रवाहात वितरीत केली जाते, जरी असमानपणे - तळाच्या उतारांवर आणि पाण्याच्या दुय्यम प्रवाह दरावर अवलंबून. एका विशिष्ट क्षेत्रामध्ये प्रवाहाची उर्जा वापरण्यासाठी, एका विभागात - एका संरेखनमध्ये ते केंद्रित करणे आवश्यक आहे.

कधीकधी अशी एकाग्रता निसर्गाद्वारे धबधब्याच्या रूपात तयार केली जाते, परंतु बहुतेक प्रकरणांमध्ये ते कृत्रिमरित्या तयार केले जाणे आवश्यक आहे. हायड्रॉलिक संरचना.

इटाइपू हायड्रोइलेक्ट्रिक प्लांट हा वीज निर्मितीसाठी जगातील सर्वात मोठा जलविद्युत प्रकल्प आहे

ऊर्जा बांधकाम साइटवर केंद्रित आहे जलविद्युत प्रकल्प (HPP) दोन मार्ग:

• नदीला अडवणारे धरण आणि खोऱ्यातील पाणी वरच्या प्रवाहात — वरच्या बाजूला असलेल्या खोऱ्याच्या पातळीपासून N मीटर वर — डाउनस्ट्रीम. अपस्ट्रीम आणि डाउनस्ट्रीम पातळी एच मधील फरकाला हेड म्हणतात. जलविद्युत संयंत्रे जेथे हेड धरणाद्वारे तयार केले जाते त्यांना जवळ-धरण म्हणतात आणि सहसा सपाट नद्यांवर बांधले जातात;

• विशेष बायपास चॅनेलच्या मदतीने - एक व्युत्पन्न चॅनेल. डेरिव्हेशन स्टेशन्स प्रामुख्याने डोंगराळ भागात बांधली जातात. डायव्हर्शन कालव्याला खूप लहान उतार आहे, त्यामुळे त्याच्या शेवटी कालव्याने वेढलेल्या नदी विभागाचे संपूर्ण डोके जवळजवळ पूर्णपणे केंद्रित आहे.

संरचना संरेखन मध्ये प्रवाह शक्ती एका सेकंदात गेटमधून जाणार्‍या पाण्याचे प्रमाण, Q आणि हेड H द्वारे निर्धारित केले जाते. जर Q m3/sec मध्ये आणि H मीटरमध्ये मोजले असेल, तर विभागातील प्रवाह दर समान असेल:

Pp = 9.81 * Q* 3 kW.

या क्षमतेचा केवळ एक भाग, स्थापनेच्या कार्यक्षमतेइतका, जलविद्युत प्रकल्पाच्या विद्युत जनरेटरमध्ये वापरला जाईल. म्हणून, हेड H वर असलेल्या पॉवर प्लांटची शक्ती आणि टर्बाइन Q मधून पाण्याचा प्रवाह असेल:

P = 9.81*B*H* कार्यक्षमता kW.

जलविद्युत प्रकल्पासाठी इंजिन रूम

जलविद्युत प्रकल्पांच्या वास्तविक कार्य परिस्थितीत, काही पाणी टर्बाइनच्या पुढे सोडले जाऊ शकते.

प्रवाहांची ऊर्जा शतकानुशतके वापरली जात आहे. जलशक्तीचा व्यापक वापर केवळ १९व्या शतकाच्या अखेरीस शक्य झाला, जेव्हा त्याचा शोध लागला. इलेक्ट्रिकल ट्रान्सफॉर्मर आणि तयार केले तीन-चरण पर्यायी वर्तमान प्रणाली... लांब अंतरावर ऊर्जा प्रसारित करण्याच्या क्षमतेमुळे सर्वात शक्तिशाली जल प्रवाहांची ऊर्जा वापरणे शक्य झाले.

चीनचा थ्री गॉर्जेस हायड्रोइलेक्ट्रिक प्लांट, यांग्त्झी नदीवर स्थित, स्थापित क्षमतेच्या बाबतीत जगातील सर्वात मोठा आहे.

जलविद्युत प्रकल्पांच्या हायड्रोटेक्निकल सुविधांची रचना आणि व्यवस्था

धरणाच्या जलविद्युत प्रकल्पाच्या संरचनेच्या युनिटच्या संरचनेत सहसा हे समाविष्ट असते:

• धरणाचे डोके. धरणाच्या वरच्या भागात, भौगोलिक परिस्थिती आणि धरणाच्या उंचीवर अवलंबून मोठ्या किंवा लहान आकारमानाचा जलाशय तयार होतो, जो लोड शेड्यूलनुसार टर्बाइनमधून पाण्याचा प्रवाह नियंत्रित करतो;

• जलविद्युत इमारत;

• गटर, वेगळा उद्देश आणि त्या अनुषंगाने वेगळी रचना: टर्बाइनमध्ये न वापरलेले जास्तीचे पाणी सोडण्यासाठी, उदाहरणार्थ पूर (ओव्हरफ्लो) दरम्यान; ओव्हरफ्लो पाण्यात पाण्याचे क्षितिज कमी करण्यासाठी, जे कधीकधी आवश्यक असते, उदाहरणार्थ, हायड्रॉलिक सुविधा (ड्रेनेज) दुरुस्त करताना; पाणी वापरकर्त्यांमधील पाण्याच्या वितरणासाठी (पाणी घेण्याच्या सुविधा);

• वाहतूक सुविधा — नॅव्हिगेबल लॉक, नदीवर नेव्हिगेशनद्वारे प्रदान करणे, शेल्फ् 'चे अव रुप आणि लाकडी राफ्टिंगसाठी राफ्ट्स;

• मासे मार्ग सुविधा.

जलविद्युत प्रकल्पाच्या इमारतीवरील विभाग

व्युत्पन्न हायड्रोइलेक्ट्रिक प्लांटची ठराविक रचना — वळण वाहिनी आणि वाहिनीपासून टर्बाइनपर्यंत पाइपिंग.

जलविद्युत प्रकल्पांच्या ब्लॉकमधील मुख्य मूल्य, सर्वात तांत्रिकदृष्ट्या जबाबदार आणि सर्वात महाग दुवा धरण आहे. पाण्याच्या मार्गावर धरणे ओळखली जातात:

• बहिरेजे पाणी जाऊ देत नाही;

• स्पिलवेज्यामध्ये धरणाच्या शिखरावर पाणी ओव्हरफ्लो होते;

• पॅनेल बोर्डजे ढाल (गेट्स) उघडल्यावर पाणी आत टाकतात.

कॉर्नाल्व्हो हे स्पेनमधील बडाजोझ प्रांतातील एक धरण आहे, जे जवळजवळ 2,000 वर्षांपासून कार्यरत आहे.

धरणे सहसा मातीची आणि काँक्रीटची असतात.

पृथ्वी धरणाचे आडवा प्रोफाइल: 1 — दात; 2 - वाळू आणि रेव संरक्षणात्मक थर; 3 — क्ले ग्रिड: 4 — डॅम बॉडी; 5 - वॉटरप्रूफ बेस लेयर

आकृती कमी जाडीच्या पारगम्य थरावर बांधलेल्या मातीच्या बांधाचे प्रोफाइल दर्शवते. धरणाच्या शरीरात मोठ्या प्रमाणात सेंद्रिय अशुद्धता आणि पाण्यात विरघळणारे क्षार नसलेल्या कोणत्याही मातीतून सोडले जाते.

झिरपणाऱ्या मातीने धरण भरताना, पाणी गाळण्यापासून रोखण्यासाठी धरणाच्या शरीरात चिकणमातीची जाळी ठेवली जाते. ज्या पारगम्य थरावर धरण बांधले आहे तो जलरोधक दाताने त्याच कारणांसाठी कापला जातो.

जर धरण पूर्णपणे चिकणमाती किंवा वालुकामय मातीने भरले असेल तर गळती अडथळ्याची गरज नाही. वर, पडदा वाळू आणि रेवच्या संरक्षणात्मक थराने झाकलेला असतो, जो दगडी फरसबंदीद्वारे लाटांच्या क्षरणापासून संरक्षित केला जातो (धरणाच्या शिखरापासून ते सर्वात कमी पाण्याच्या क्षितिजापासून 0.5 - 0.7 मीटर खाली असलेल्या चिन्हापर्यंत). वरच्या पाण्यात).

मातीचा बांध भरताना, प्रत्येक थर काळजीपूर्वक रोलर्ससह कॉम्पॅक्ट केला जातो. मातीच्या बांधाच्या शिखरातून पाणी वाहून नेणे अयोग्य आहे, कारण त्याची धूप होण्याचा धोका आहे. रस्ता सामान्यतः मातीच्या बांधाच्या शिखरावर बांधला जातो, जो क्रेस्टची रुंदी परिभाषित करतो. रिज नेहमीच्या पद्धतीने डांबरीकरण केले आहे.

धरणाच्या पायाची रुंदी त्याच्या उंचीवर आणि उताराच्या क्षितिजाकडे असलेल्या गृहीत धरलेल्या कलांवर अवलंबून असते. वरचा उतार हा डाउनस्ट्रीम उतारापेक्षा सपाट होतो.

सध्या, मोठ्या मातीच्या बांधांच्या बांधकामात हायड्रोमेकॅनायझेशन पद्धत मोठ्या प्रमाणावर वापरली जाते.

विलो क्रीक धरण, ओरेगॉन, यूएसए, काँक्रीटपासून बनवलेले गुरुत्वाकर्षण-प्रकारचे धरण

अंध काँक्रीट धरणाची योजना: १ — धरणातील गाळ; 2 - व्ह्यूइंग गॅलरी; 3 - कलेक्टर; 4 - पायाचा निचरा

आकृती वर एक ट्रॅफिक लेनसह नियमित प्रोफाइलसह रिक्त कॉंक्रिट बांध दर्शविते. माती आणि किनार्यांसह धरणाच्या अधिक विश्वासार्ह कनेक्शनसाठी, धरणाचा पाया अनेक कड्याच्या स्वरूपात बनविला जातो. 0.05 — 1.0 Z खोली असलेला दात दाबाच्या बाजूला असतो.

गाळण्याची प्रक्रिया सोडविण्यासाठी, दाताखाली अँटी-फिल्ट्रेशन पडदे ठेवले जातात, ज्यासाठी, 5 - 15 सेमी व्यासासह बोअरहोलच्या प्रणालीद्वारे, सिमेंटचे द्रावण पायाच्या (मातीच्या) क्रॅकमध्ये इंजेक्ट केले जाते.

धरणाचे मुख्य भाग ठोस काँक्रीटचे असले तरी त्यातून नेहमीच पाणी वाहत असते. या पाण्याचा निचरा होण्यासाठी, धरणात प्रत्येक 1.5 - 3 मीटरच्या अंतराने उभ्या विहिरी - नाले (20 - 30 सेमी व्यासाचे) बांधून धरणात एक निचरा व्यवस्था केली जाते.

त्यांच्याद्वारे निचरा होणारे पाणी निरीक्षण गॅलरी 2 च्या क्युवेट्समध्ये प्रवेश करते, तेथून ते क्षैतिज संग्राहक 3 द्वारे खालच्या तलावाकडे नेले जाते. काँक्रीट आणि पाण्याच्या गाळण्याच्या स्थितीवर लक्ष ठेवण्यासाठी धरणाच्या संपूर्ण लांबीच्या बाजूने निरिक्षण गॅलरी तयार करण्यात आली आहे.

व्युत्पन्न पाणी पुरवठा संरचना बहुतेकदा खुल्या चॅनेलच्या स्वरूपात अंमलात आणल्या जातात. मऊ मातीत, वाहिनी विभाग सहसा ट्रॅपेझॉइडल असतो. गाळण्याची प्रक्रिया कमी करण्यासाठी, धूप रोखण्यासाठी, खडबडीतपणा आणि संबंधित दाब कमी करण्यासाठी वाहिनीच्या भिंती आणि तळाशी काँक्रीट किंवा डांबराने रेषा लावलेल्या आहेत. कोबलस्टोन क्लेडिंग देखील वापरली जाते.

खडकाळ जमिनीतील डायव्हर्शन चॅनेलमध्ये आयताकृती विभाग असतो. जर खुली वाहिनी पार पाडणे शक्य नसेल, तर आयताकृती किंवा वर्तुळाकार क्रॉस-सेक्शन असलेल्या रेसेसचा वापर केला जातो. डायव्हर्शन चॅनेलमधून टर्बाइनला पाणी पाइपलाइनद्वारे दिले जाते. पाइपलाइन आहेत. धातू, प्रबलित कंक्रीट आणि लाकडी.