Всё об энергетике

Основная задача гидроэлектростанции - преобразовать энергию текущей воды в электрическую энергию. В зависимости от типа станции конкретная техническая реализация будет разной, но принцип работы гидроэлектростанции остаётся неизменным.

Немного терминологии

Для того чтобы не возникло путаницы определим некоторые термины.

Водохранилищем называется искусственный водоём, образованный перед плотиной. От других искусственных водоёмов его отличает возможность регулирования речного стока [2, стр.57]. Водохранилище ещё часто называют верхним бьефом.

Верхний бьеф (ВБ) это часть водоёма, расположенная выше плотины по течению [2, стр.23].

Водоприёмник (водозабор) - гидротехническое сооружение для приёма воды из водохранилища или водотока [2, стр.99].

Водоподводящими сооружениями называются сооружения, подводящие воду к турбинам гидроэлектростанций и другим объектам водного хозяйства. Такими сооружениями могут быть каналы, туннели, трубопроводы, турбинные водоводы и т.д. [2, стр.89].

Спиральная камера - сооружение подводящее воду к турбине и формирующее поток на входе в направляющий аппарат [1, стр.263]. Спиральная камера по форме напоминает улитку закрученную вокруг гидротурбины, поэтому иногда её называют улиткой. Также к ней относится название "турбинная камера".

Направляющий аппарат (НА) - специальный механизм для регулирования расхода через турбину. Основным элементом НА являются лопатки, равномерно расположенные по периметру перед входом в гидротурбину [1, стр.290].

Гидротурбина - гидравлический двигатель, преобразующий энергию подводимого потока в механическую энергию вращения вала [1, стр.16].

Отсасывающая труба - гидротехническое сооружение для отвода воды от гидротурбины в нижний бьеф с минимальными потерями [1, стр.308].

Нижний бьеф (НБ) - часть водоёма, по течению расположенная ниже плотины [2, стр.24].

Рисунок 1 - Разрез Жигулёвской ГЭС

1 - верхний бьеф; 2 - водозабор; 3 - спиральная камера; 4 - направляющий аппарат; 5 - гидротурбина; 6 - отсасывающая труба; 7 - нижний бьеф; 8 - вал; 9 - гидрогенератор; 10 - трансформатор; 11 - линия электропередачи.

Как это работает на практике

Разберём технологию выработки электроэнергии используя разрез Жигулёвской ГЭС (рисунок 1).

Технология производства ЭЭ

Итак, вода из верхнего бьефа (1) через водозабор (2) попадает в спиральную камеру (3). В спиральной камере поток дополнительно "закручивается" и проходя через направляющий аппарат (4) равномерно подводится к гидротурбине (5). Раскручивая гидротурбину поток теряет большую часть своей энергии, после чего отводится через отсасывающую трубу (6) в нижний бьеф (7). В то же время гидротурбина полученную механическую энергию вращения передаёт через вал (8) гидрогенератору (9). В свою очередь гидрогенератор вращаясь вырабатывает электрическую энергию, которая передается трансформатору (10), а затем выдаётся в сеть через линии электропередачи (11) [2, стр.130].

Рабочий цикл гидроэлектростанции

Рабочий цикл большинства гидроэлектростанций состоит из двух этапов:

• сработка водохранилища;
• наполнение водохранилища.

Продолжительность цикла зависит от вида ГЭС, объема водохранилища, степени зарегулированности стока реки, потребностей энергосистемы в электроэнергии и т.д.

Список использованных источников

1. Барлит, В.В. Гидравлические турбины: учеб. пособие / В.В. Барлит - Киев: Вища школа, 1977. - 360 с.
2. Брызгалов, В.И. Гидроэлектростанции: учеб. пособие / В.И. Брызгалов, Л.А. Гордон - Красноярск: ИПЦ КГТУ, 2002 - 541 стр.
3. Жигулевская ГЭС: [электронный ресурс] - Режим доступа: https://youtu.be/Z-12bgp4Cng