Реферат: Типы электростанций
По максимально используемому
напору ГЭС делятся на высоконапорные (более 60 м), средненапорные (от 25 до 60
м) и низконапорные (от 3 до 25 м). На равнинных реках напоры редко превышают
100 м, в горных условиях посредством плотины можно создавать напоры до 300 м и
более, а с помощью деривации — до 1500 м. Классификация по напору
приблизительно соответствует типам применяемого энергетического оборудования:
на высоконапорных ГЭС применяют ковшовые и радиально-осевые турбины с
металлическими спиральными камерами; на средненапорных — поворотнолопастные и
радиально-осевые турбины с железобетонными и металлическими спиральными
камерами, на низконапорных — поворотнолопастные турбины в железобетонных
спиральных камерах, иногда горизонтальные турбины в капсулах или в открытых
камерах. Подразделение ГЭС по используемому напору имеет приблизительный,
условный характер.
По схеме использования
водных ресурсов и концентрации напоров ГЭС обычно подразделяют на русловые,
приплотинные, деривационные с напорной и безнапорной деривацией, смешанные,
гидроаккумулирующие и приливные. В русловых и приплотинных ГЭС напор воды
создаётся плотиной, перегораживающей реку и поднимающей уровень воды в верхнем
бьефе. При этом неизбежно некоторое затопление долины реки. В случае сооружения
двух плотин на том же участке реки площадь затопления уменьшается. На равнинных
реках наибольшая экономически допустимая площадь затопления ограничивает высоту
плотины. Русловые и приплотинные ГЭС строят и на равнинных многоводных реках и
на горных реках, в узких сжатых долинах.
В состав сооружений русловой
ГЭС, кроме плотины, входят здание ГЭС и водосбросные сооружения. Состав
гидротехнических сооружений зависит от высоты напора и установленной мощности.
У русловой ГЭС здание с размещенными в нём гидроагрегатами служит продолжением
плотины и вместе с ней создаёт напорный фронт. При этом с одной стороны к зданию
ГЭС примыкает верхний бьеф, а с другой — нижний бьеф. Подводящие спиральные
камеры гидротурбин своими входными сечениями закладываются под уровнем верхнего
бьефа, выходные же сечения отсасывающих труб погружены под уровнем нижнего
бьефа.
В соответствии с назначением
гидроузла в его состав могут входить судоходные шлюзы или судоподъёмник,
рыбопропускные сооружения, водозаборные сооружения для ирригации и
водоснабжения. В русловых ГЭС иногда единственным сооружением, пропускающим
воду, является здание ГЭС. В этих случаях полезно используемая вода
последовательно проходит входное сечение с мусорозадерживающими решётками,
спиральную камеру, гидротурбину, отсасывающую трубу, а по специальным водоводам
между соседними турбинными камерами производится сброс паводковых расходов
реки. Для русловых ГЭС характерны напоры до 30—40 м; к простейшим русловым ГЭС
относятся также ранее строившиеся сельские ГЭС небольшой мощности. На крупных
равнинных реках основное русло перекрывается земляной плотиной, к которой примыкает
бетонная водосливная плотина и сооружается здание ГЭС. Такая компоновка типична
для многих отечественных ГЭС на больших равнинных реках. Волжская ГЭС им. 22-го
съезда КПСС — наиболее крупная среди станций руслового типа.
Самые мощные ГЭС
сооружены на Волге, Каме, Ангаре, Енисее, Оби и Иртыше. Каскад
гидроэлектростанций представляет собой группу ГЭС, расположенных
ступенями по течению водного потока с целью полного последовательного
использования его энергии. Установки в каскаде обычно связаны общностью
режима, при котором водохранилища верхних ступеней регулирующе влияют
на водохранилища нижних ступеней. На основе ГЭС восточных районов
формируются промышленные комплексы, специализирующиеся на энергоемких
производствах.
В Сибири сосредоточены
наиболее эффективные по технико-экономическим показателям ресурсы. Одним
из примеров этого может служить Ангаро-Енисейский каскад, в состав
которого входят самые крупные гидроэлектростанции страны:
Саяно-Шушенская (6,4 млн. кВт), Красноярская (6 млн. кВт), Братская (4,6
млн. кВт), Усть-Илимская (4,3 млн. кВт). Строится Богучановская ГЭС (4
млн. кВт). Общая мощность каскада в настоящее время – более 20 млн. кВт.
Приливная электростанция (ПЭС), электростанция, преобразующая
энергию морских приливов в электрическую. ПЭС использует перепад уровней
"полной" и "малой" воды во время прилива и отлива. Перекрыв
плотиной залив или устье впадающей с море (океан) реки (образовав водоём,
называют бассейном ПЭС), можно при достаточно высокой амплитуде прилива (>4
м) создать напор, достаточный для вращения гидротурбин и соединённых с ними
гидрогенераторов, размещенных в теле плотины.
При одном бассейне и
правильном полусуточном цикле приливов ПЭС может вырабатывать электроэнергию
непрерывно в течение 4-5 ч с перерывами соответственно 2-1 ч четырежды за сутки
(такая ПЭС называется однобассейновой двустороннего действия). Для устранения
неравномерности выработки электроэнергии бассейн ПЭС можно разделить плотиной
на два или три меньших бассейна, в одном из которых поддерживается уровень
"малой", а в другом - "полной" воды; третий бассейн -
резервный; гидроагрегаты устанавливаются в теле разделительной плотины. Но и эта
мера полностью не исключает пульсации энергии, обусловленной цикличностью
приливов в течение полумесячного периода. При совместной работе в одной
энергосистеме с мощными тепловыми (в т. ч. и атомными) электростанциями
энергия, вырабатываемая ПЭС, может быть использована для участия в покрытии
пиков нагрузки энергосистемы, а входящие в эту же систему ГЭС, имеющие
водохранилища сезонного регулирования, могут компенсировать внутримесячные
колебания энергии приливов.
На ПЭС устанавливают
капсульные гидроагрегаты, которые могут использоваться с относительно высоким
кпд в генераторном (прямом и обратном) и насосном (прямом и обратном) режимах,
а также в качестве водопропускного отверстия. В часы, когда малая нагрузка
энергосистемы совпадает по времени с "малой" или "полной"
водой в море, гидроагрегаты ПЭС либо отключены, либо работают в насосном режиме
- подкачивают воду в бассейн выше уровня прилива (или откачивают ниже уровня
отлива) и т. о. аккумулируют энергию до того момента, когда в энергосистеме
наступит пик нагрузки. В случае, если прилив или отлив совпадает по времени с
максимумом нагрузки энергосистемы, ПЭС работает в генераторном режиме.
Использование приливной
энергии ограничено главным образом высокой стоимостью сооружения ПЭС (стоимость
сооружения ПЭС Ране почти в 2,5 раза больше, чем обычной речной ГЭС такой же
мощности). В целях её снижения в СССР впервые в мировой практике строительства
ГЭС при возведении ПЭС был предложен и успешно осуществлен т. н. наплавной
способ, применяющийся в морском гидротехническом строительстве (тоннели, доки,
дамбы и т.п. сооружения). Сущность способа состоит в том, что строительство и
монтаж объекта производятся в благоприятных условиях приморского промышленного
центра, а затем в собранном виде объект буксируется по воде к месту его установки.
Таким способом в 1963-68 на побережье Баренцева моря в губе Кислой (Шалимской)
была сооружена первая в СССР опытно-промышленная ПЭС. Здание ПЭС
(36´18´15 м) из тонкостенных элементов (толщиной 15-20 см),
обеспечивающих высокую прочность при небольшой массе сооружения, было возведено
в котловане на берегу Кольского залива, близ г. Мурманска. После монтажа
оборудования и испытания корпуса здания на водонепроницаемость котлован был
затоплен, здание на плаву вывели в море и отбуксировали в узкое горло губы
Кислой. Здесь во время отлива оно было установлено на подводное основание и
соединено сопрягающими дамбами с берегами; тем самым было перекрыто горло губы
и создан бассейн ПЭС. В здании ПЭС предусмотрено размещение 2 обратимых
гидроагрегатов мощностью 400 квт каждый. 28 декабря 1968 ПЭС дала промышленный
ток. Создание ПЭС Ране и Кислогубской ПЭС и их опытная эксплуатация позволили
приступить к составлению проектов Мезенской ПЭС (6-14 Гвт) в Белом море,
Пенжинской (35 Гвт) и Тугурской (10 Гвт) в Охотском море, а также ПЭС в заливах
Фанди и Унгава (Канада) и в устье р. Северн (Великобритания).
Ветроэлектростанция
вырабатывает электроэнергию в результате преобразования энергии ветра. Основное
оборудование станции - ветродвигатель и электрический генератор. Сооружают
преимущественно в районах с устойчивым ветровым режимом.
Геотермическая электростанция
- паротурбинная электростанция, использующая глубинное тепло Земли. В
вулканических районах термальные глубинные воды нагреваются до температуры
свыше 100?С на сравнительно небольшой глубине, откуда они по трещинам в земной
коре выходят на поверхность. На геотермических электростанциях пароводяная
смесь выводится по буровым скважинам и направляется в сепаратор, где пар
отделяется от воды; пар поступает в турбины, а горячая вода после химической
очистки используется для нужд теплофикации. В России подобные
электростанции сооружены на Камчатке: Паужетская (11 тыс. кВт)
Функционирование
тепловых, атомных и гидравлических электростанции негативно влияет на
состояние окружающей среды. Поэтому в настоящее время большое внимание
уделяется изучению возможностей использования нетрадиционных,
альтернативных источников энергии. Практическое применение уже получили
энергия приливов и отливов и внутреннее тепло Земли. Ветровые
энергоустановки имеются в жилых поселках Крайнего Севера. Ведутся
работы по изучению возможности использования биомассы в качестве
источника энергии. В будущем, возможно, огромную роль будет играть
гелиоэнергетика. В США и Франции построены установки, которые работают
на энергии Солнца.
Страницы: 1, 2, 3, 4 |