GESlar gidroelektr majmualari tarkibiga kiradi. Gidrotexnika majmuasi - suv resurslaridan elektr energiyasi ishlab chiqarish, suv ta'minoti, sug'orish, shuningdek, suv toshqinidan himoya qilish, navigatsiya, baliq etishtirish, dam olish va boshqalar uchun sharoitlarni yaxshilash uchun foydalanishni ta'minlaydigan gidrotexnik inshootlar majmuasi.

GES inshootlarining tarkibi va maqsadi. Agar gidroelektr majmuasini yaratishning asosiy maqsadi elektr energiyasini ishlab chiqarish bo'lsa, u odatda gidroelektrostantsiya yoki gidroenergetika inshooti deb ataladi. Gidroelektrik majmua inshootlari majmuasiga asosiy va yordamchi inshootlar kiradi. Qurilish-montaj ishlarini ta'minlash uchun qurilish davrida vaqtinchalik inshootlar o'rnatiladi.

Amalga oshirilgan funktsiyalarga qarab, asosiy tuzilmalar quyidagilarga bo'linadi:

Suv saqlovchi va drenaj inshootlari, gidroelektrostantsiyaning dizayniga qarab, suv omborini yaratish, gidroelektrostantsiya bosimining to'liq yoki bir qismi, foydalanish xarajatlarini pastki hovuzga, shu jumladan suv toshqini (shu jumladan, turli xil to'g'onlar va suv o'tkazgichlar) o'tkazish uchun mo'ljallangan. , shuningdek, muz, shilimshiq, cho'kindi yuvish (shu jumladan, bu maqsadlar uchun ba'zi hollarda maxsus qurilmalar) tushirish uchun. Yuqori suvli daryolarda maksimal sel oqimlari 100 ming m3 / s yoki undan ko'p bo'lishi mumkin. Shunday qilib, dunyodagi eng yirik GESda, daryo bo'yidagi "Uchta dara". Yangtze (Xitoy) gidroelektr inshootlari FPU davrida maksimal loyihaviy suv toshqini 102,5 ming m3 / s ni tashkil etishga mo'ljallangan, Volgadagi Cheboksari GESida 0,01% ehtimollik bilan maksimal loyihaviy oqim tezligi 48 ming m3 / s ni tashkil qiladi. Dnepr GESi - 25,9 ming m3/s.

Elektr energiyasini ishlab chiqarish va uni energiya tizimiga etkazib berish uchun mo'ljallangan energetika inshootlari, shu jumladan suv olish; suv elektr stansiyasi binosidagi gidroturbinalarga yuqori hovuzdan suv etkazib beradigan va gidroelektrostantsiya binosidan quyi suv omboriga suv chiqaradigan suv o'tkazgichlari; energetika qurilmalari (gidravlik turbinalar, gidrogeneratorlar, transformatorlar va boshqalar), mexanik, ishlov berish, yordamchi uskunalar, boshqaruv tizimi bilan jihozlangan gidroelektrostantsiya binolari; elektr energiyasini energiya tizimiga qabul qilish va tarqatish uchun ochiq (ORU) yoki yopiq (ZRU) tarqatish qurilmalari, shuningdek elektr uzatish liniyalarini favqulodda o'chirish.

Kemalar va raftinglarning gidravlik tizim orqali o'tishi uchun mo'ljallangan yuk tashish va yog'och-rafting inshootlari, shu jumladan qulflar, yaqinlashish va chiqish kanallari bo'lgan kema liftlari, raf kemalari va boshqalar.

Sug'orish uchun suv olish, suv ta'minoti, zarur suv ta'minotini ta'minlash, shu jumladan suv olish joylari, nasos stantsiyalari va boshqalar.

Baliq o'tish joylari va baliqlarni himoya qilish inshootlari baliqlarning ko'chib yuruvchi turlarini yuqori hovuzdagi va qarama-qarshi yo'nalishdagi, shu jumladan baliq o'tish joylari va baliq ko'taruvchi joylarga o'tishiga imkon berish uchun mo'ljallangan.

Suv inshootlarini bir-biri bilan bog'lash, shuningdek ular orqali avtomobil va temir yo'llarni o'tkazish uchun mo'ljallangan transport inshootlari, shu jumladan ko'priklar, avtomobil yo'llari va temir yo'llar va boshqalar.

GES joylashgan joyning tabiiy sharoitiga (gidrologik, topografik, geologik, iqlimiy), bosim hosil qilish sxemasiga va gidroelektrostantsiya turiga qarab, gidroelektr majmuasining ba'zi asosiy tuzilmalari bilan birlashtirilishi mumkin. bir-biriga (masalan, gidroelektrostantsiyaning suv o'tkazgich binolari, bu erda GES binosi suv o'tkazgich bilan birlashtirilgan).

Yordamchi inshootlar suv inshootlarining normal ishlashi va texnik xodimlarning ishlashi uchun zarur shart-sharoitlarni ta'minlash uchun mo'ljallangan va ma'muriy binolar, suv ta'minoti, kanalizatsiya tizimlari va boshqalarni o'z ichiga oladi.

Qurilish-montaj ishlari uchun zarur bo'lgan vaqtinchalik tuzilmalarni ikki guruhga bo'lish mumkin.

Birinchi guruhga qurilish jarayonida daryo oqimlarining o'tishini ta'minlaydigan, qurilayotgan chuqurlar va inshootlarni chetlab o'tadigan va ularni suv bosishidan himoya qiluvchi, shu jumladan qurilish kanallari, o'tkazgichlar, tunnellar, lintellar, suvsizlantirish tizimlari va boshqalar kiradi.

Ikkinchi guruhga yordamchi ishlab chiqarish korxonalari, jumladan, sement, beton agregatlari, armatura, yogʻochga ishlov berish va mexanika sexlari, mexanizatsiya va avtotransport bazalari, omborlar, vaqtinchalik yoʻllar, vaqtincha elektr taʼminoti tizimlari, aloqa, suv taʼminoti va boshqalar omborlari boʻlgan beton zavodlari kiradi.

Ko'pgina hollarda, qurilish tugagandan so'ng, vaqtinchalik tuzilmalarning bir qismi gidroelektrostantsiyani ishlatish vaqtida ishlatiladi. Shunday qilib, birinchi guruh inshootlaridan qurilish kanallari va tunnellari to'liq yoki qisman gidroelektrostantsiyaning suv o'tkazgichlari yoki suv o'tkazgichlariga, lintellar esa to'g'onlarga kiritilishi mumkin.

Ikkinchi guruh tuzilmalari gidroelektr stansiyalari negizida joylashgan hududiy ishlab chiqarish majmualarining boshlang‘ich infratuzilmasi sifatida to‘liq yoki qisman qo‘llanilishi mumkin.

Gidroelektrostantsiyalarning ish sharoitlarida ishonchli va mustahkam ishlashini ta'minlash, kompleks foydalanishni hisobga olgan holda, xarajatlarni kamaytirish, qurilish vaqtini qisqartirish va gidroagregatlarni ishga tushirishni tezlashtirish orqali maksimal iqtisodiy samaraga erishish, oqilona sxema va inshootlar turlarini tanlash; tabiiy sharoit va suv ombori parametrlariga asoslanib, muhim va gidroelektr stansiyalari, ish rejimlari hisoblanadi.

Yirik gidroelektrostansiyalarni qurishning uzoq muddatlari, 5-10 yilga etishini hisobga olgan holda, odatda qurilishi tugallanmagan inshootlari va bosimlari pasaytirilgan navbatlarda inshootlarni barpo etish va gidroagregatlarni ishga tushirish, shu orqali iqtisodiy samaradorlikni oshirish rejalashtirilgan.

GESlar va PSPPlar quyidagilarga bo'linadi:

Bosim yaratish usuliga ko'ra, gidroelektrostantsiyalarda gidroenergiyadan foydalanishning fundamental diagrammalariga asoslanib, gidroelektrostantsiya binosini inshootlarning bir qismi sifatida joylashtirish: daryo bo'yidagi binolar bilan gidroelektrostantsiya; To'g'on binolari bo'lgan GES; aylanma gidroelektr stansiyalari.

O'rnatilgan quvvat bo'yicha (generator rejimida quvvat bilan pompalanadigan elektr stansiyalari uchun): yuqori quvvat - 1000 MVt dan ortiq, o'rtacha quvvat 30 dan 1000 MVtgacha, past quvvat - 30 MVt dan kam.

Bosim bo'yicha (maksimal): yuqori bosim - 300 m dan ortiq, o'rta bosim - 30-50 dan 300 m gacha, past bosim - 30-50 m dan kam.

Daryo inshootlari bo'lgan gidroelektrostantsiyalar odatda pasttekislikdagi daryolarda yumshoq va toshli poydevorlarda, bosimi 50 m gacha bo'lgan va gidroelektrostantsiya binolarining bosim jabhasining bir qismi bo'lishi va suv bosimini idrok etishi bilan tavsiflanadi. yuqori oqim tomoni. Gidroelektrostantsiya inshootlari majmuasi odatda beton konstruksiyalarni, jumladan, gidroelektrostantsiya binosi, suv to'kish to'g'oni va yuk tashish blokirovkasini, shuningdek, bosim jabhasining ko'p qismini tashkil etuvchi tuproq to'g'onlarini o'z ichiga oladi. Ko'p hollarda daryo bo'yida joylashgan GES binolari suv o'tkazgichlari bilan birgalikda quriladi. Kievskaya, Kanevskaya, Dnestr (Ukraina), Plyavinskaya (Latviya), Saratovskaya (Rossiya) va boshqa bir qator gidroelektrostantsiyalarda birlashtirilgan daryo inshootlaridan foydalanish beton to'kish to'g'onlaridan voz kechish, old qismini qisqartirish imkonini berdi. beton konstruksiyalarni ishlab chiqarish va sezilarli darajada tejash imkonini beradi. Qurilish davrida suv toshqini oqimi 10-20 ming m3 / s ga etishi mumkin bo'lgan yuqori suvli daryolarda ishlatiladigan daryo bo'yi binolari bo'lgan gidroelektrostantsiya inshootlarining umumiy sxemasini tanlashga sezilarli darajada ta'sir qiladi. qurilish davrida daryoning oqim sxemasi.

Gidroelektrostantsiyaning beton konstruksiyalarining joylashishiga qarab quyidagi sxemalar ajratiladi (4.1-rasm):

Sohil va suv bosgan tekisliklarning joylashuvi.

Bunday sxemalar asosiy beton konstruktsiyalar (GES binosi, suv to'kish to'g'oni va boshqalar) daryo tubidan tashqarida joylashganligi, ularning chuquri lintellar bilan o'ralganligi va ularni qurish paytida qurilish xarajatlari, shu jumladan suv toshqini bilan ajralib turadi. daryo bo'yida amalga oshirildi. Beton konstruktsiyalar o'rnatilganda, kanal ko'r to'g'on, ko'pincha tuproqli to'g'on bilan to'sib qo'yiladi va daryo oqimi beton konstruktsiyalardan o'tadi. Sohil sxemasi bilan lintellarning balandligi kamroq bo'ladi va chuqur qurilish davrida suv toshqini bo'lmagan qirg'oq qismida joylashgan bo'lsa, lintellarni o'rnatishning umuman hojati yo'q. Sohil tartibining muhim kamchiliklari chuqur, kirish va chiqish kanallarida tuproqni qazish uchun katta hajmdagi qazish ishlarini bajarish zarurati hisoblanadi. Suv toshqini sxemasi bilan beton konstruktsiyalar chuquri daryo o'zaniga yaqinroq suv toshqiniga joylashtiriladi, bu bir tomondan chuqurni o'rab turgan lintellar balandligining oshishiga, boshqa tomondan esa pasayishiga olib keladi. qazish ishlari hajmida.

Kanal tartibi. Ushbu tartibga solish bilan beton konstruktsiyalar daryo o'zaniga joylashtiriladi. Bunday holda, quyidagi qurilish sxemalari qo'llaniladi:

Bir chuqurda, lintellar bilan o'ralgan, qurilish xarajatlari bankda qilingan kanal orqali o'tadi.

Ikki (kamdan-kam uch) bosqichda, kanalning bir qismi lintellar bilan o'ralgan va unda 1-bosqichning beton konstruktsiyalari o'rnatilganda va qurilish xarajatlari kanalning boshqa qismidan o'tkaziladi. 1-bosqich inshootlari oʻrnatilganda daryo oqimlari ular orqali oʻtadi va daryo oʻzanining boshqa qismi lintellar bilan oʻraladi va 2-bosqichning beton konstruksiyalari oʻrnatiladi.

Aralash tartib. Ushbu tartibga solish bilan beton konstruktsiyalar qisman kanalga va qirg'oqqa (suv ostidagi) yoki kanalga butun kengligi bo'ylab va qisman qirg'oqqa (suv ostidagi) joylashtiriladi.

Har bir alohida holatda GESni joylashtirish variantini tanlash GES joylashgan joyning tabiiy sharoitlari, qulay ish sharoitlarini ta'minlash, qurilish vaqtini qisqartirish, gidroelektr majmuasining narxi bilan belgilanadi va texnik-iqtisodiy taqqoslash asosida amalga oshiriladi. variantlardan.

Misol sifatida rasmda. 4.2 Kiev gidroelektrostantsiyasining sxemasini ko'rsatadi. O'ng qirg'og'ida joylashgan beton konstruktsiyalarga quyidagilar kiradi: 20 gorizontal kapsulali gidroelektr bloklari bo'lgan, umumiy o'rnatilgan quvvati 360 MVt bo'lgan, yiliga o'rtacha 0,64 milliard kVt / soat ishlab chiqarish, er usti suv oqimlari bilan birgalikda, daryo o'zanida joylashgan GES binosi, bir kamerali shlyuz. Kanalni to'sib turgan tuproqli to'g'on va chap qirg'oq to'g'onining umumiy uzunligi taxminan 54 km. GESning maksimal ko'tarilishi 11,8 m, loyihaviy - 7,6 m, gidroelektrostantsiya inshootlari orqali suv oqimining taxminiy maksimal miqdori 14,8 ming m3 / s, suv omboridagi maksimal solishtirma oqim tezligi 90 m3 / s. s. Qumli poydevor sharoitida daryo bo'yidagi GES binosining ishonchli ishlashini ta'minlash uchun filtratsiyaga qarshi chora-tadbirlar, shu jumladan gil qiyalik, gidroelektrostantsiya binosining poydevor plitasi ostidagi choyshab qoziq pardasi ta'minlanadi. quyi oqimga ulangan drenaj mavjud. Gidroelektrostantsiyani ishga tushirish va quyi oqimda suv toshqini o'tishi paytida tubining xavfli eroziyasini oldini olish uchun mahkamlash amalga oshirildi, shu jumladan suv havzasi va qalinligi 2,5 dan 1,5 m gacha bo'lgan temir-beton plitalardan yasalgan apron va tosh plomba bilan to'ldirilgan chelak, eroziya hunisi hosil bo'lganda, keyingi eroziyaning oldini oladi.

Tuzilmalar majmuasi Kiev suv ombori qirg'og'ida, gidroelektrostantsiyadan 3,5 km uzoqlikda joylashgan Kiev nasosli elektr stantsiyasini o'z ichiga oladi.

Toʻgʻon inshootlari boʻlgan GESlar pasttekislik va togʻ daryolarida, asosan, bosimi 30 dan 300 m gacha boʻlgan toshli poydevorda quriladi va GES binosining toʻgʻon orqasida joylashganligi bilan ajralib turadi.

Bosimli suv o'tkazgichlarining uzunligi va gidroelektrostantsiya binosining sxemasi to'g'onning turiga, balandligiga va boshqa parametrlariga, shuningdek, uchastkaning tabiiy sharoitlariga bog'liq.

Pasttekislik daryolari sharoitida toʻgʻon boʻyidagi binolari boʻlgan GESlar sxemasi daryo boʻyidagi binolar sxemasiga oʻxshaydi va ulardan bino oldida suv oluvchi va bosimli beton toʻgʻon oʻrnatilganligi bilan farqlanadi. gidroelektrostantsiya binosidan kengaytiruvchi birikma bilan ajratilgan o'tkazgichlar (stansiya to'g'onlari). Bunday tartibning qiziqarli namunasi - Dnepr gidroelektr stantsiyasi (4.3-rasm).

Dnepr oqimining mavsumiy tartibga solinishini ta'minlaydigan foydali sig'imi 9 km3 bo'lgan suv ombori bo'lgan Kremenchug GESi qurilganidan so'ng, tartibga solinadigan oqim sharoitida Dnepr gidroelektrostantsiyasining taxminiy maksimal suv oqimi 40 dan 25,9 ming m3 gacha kamaydi. s, buning natijasida to'g'onning suv o'tkazgich teshiklarining (oraliqlarining) qaysi qismi bo'shatilgan, bu ulardan umumiy quvvati 888 MVt bo'lgan gidroelektrostantsiyaning ikkinchi binosi uchun suv olish joylari sifatida foydalanish va umumiy quvvatni oshirish imkonini berdi. Dnepr GESining quvvati 1595 MVt. Suv har bir turbinaga ikkita oraliqdan (suv olish teshiklaridan) to'g'onga tayangan va gidroelektrostantsiya binosidan kengaytiruvchi birikma bilan ajratilgan ikkita temir-beton bosimli quvurlar orqali etkazib beriladi.

A

b V

Guruch. 4.3. Dneproges: a - reja; b, c – mos ravishda GES-1 va GES-2 turbina xonasi; 1 – GES-1 binosi; 2 - tortishish to'g'oni; 3 – GES-2 binosi; 4 - shlyuz

Yuqori bosimlarda, odatda, tog 'daryolari sharoitida, beton to'g'onlari va tuproq materiallaridan yasalgan to'g'onlari bo'lgan gidroelektrostantsiyalar sxemasi o'ziga xos xususiyatlarga ega.

Beton to'g'onli sxemalar, qoida tariqasida, daryo oqimi yoki gidroelektrostantsiya binosini tortishish kuchi, tayanch yoki ark to'g'onlari orqasida joylashtirish bilan aralashtiriladi va to'g'on tanasida bosimli suv o'tkazgichlarining joylashishi bilan tavsiflanadi; uning yuqori yoki quyi oqim yuzlarida (4.4-rasm). Gidroelektrik majmuaga toʻgʻon yaqinida gidroelektrostantsiya binosi boʻlgan stansiya toʻgʻoni, suv toʻkish toʻgʻoni va koʻr toʻgʻonlar kiradi, ular beton yoki tuproq materiallaridan boʻlishi mumkin.

Tor uchastkalarda gidroelektrostantsiya binosi va suv to'kish moslamasini joylashtirishda qiyinchiliklar yuzaga keladi. Bunday hollarda suv to'kish alohida qirg'oq bo'ylab (masalan, Chirkey GESi) yoki gidroelektrostantsiyaning to'g'on binosi qavatida joylashgan yer usti suv oqimi shaklida (masalan, GES) amalga oshirilishi mumkin. To‘qto‘g‘ul GESi). GESning turbinali xonasi to'g'on tanasida joylashganligi juda kam uchraydi (masalan, Frantsiyadagi Monteynard GESi, bu erda umumiy quvvati 320 MVt bo'lgan to'rtta gidravlika bo'lgan turbinali zali joylashgan). balandligi 153 m va cho'qqi uzunligi 210 m bo'lgan ark-gravitatsiyaviy to'g'on ichidagi bo'shliqda va quyi oqim chekkasidagi to'g'onlarda sirt to'kilgan). Beton to'g'on ichidagi bo'shliqqa joylashtirilgan bunday o'rnatilgan binolar (4.4-rasm, d ga qarang) alohida guruhni tashkil qiladi va shartli ravishda to'g'on yonidagi binolar deb tasniflanadi.

A b

V
G

Guruch. 4.4. Toʻgʻon binolari va beton toʻgʻonlari boʻlgan GESlar sxemasi: a – kanal sxemasi – Uch dara GESi: 1 – suv toʻkish toʻgʻoni; 2 – chap qirg‘oq va o‘ng qirg‘oq stansiyalari to‘g‘onlari va GES binolari; 3 - kema lifti; 4 – ikki ipli shlyuz; b – aralash sxemasi – Itaipu GESi: 1 – tuproq materiallaridan yasalgan chap qirg‘oq to‘g‘on; 2 - qurilish xarajatlarini o'tkazish uchun kanal; 3 - vaqtinchalik suv to'kish; 4 - pastki o'tish moslamasi; 5 – GES binosi; 6 - tepadan sakrash; 7 va 8 - beton to'g'on; 9 - suv o'tkazgich; 10 – tuproq materiallaridan yasalgan o'ng qirg'oq to'g'on; c - to'g'on qurilishi bo'lgan gidroelektrostantsiyaning bosimli suv o'tkazgichlarini joylashtirish variantlari; g - o'rnatilgan bino bilan variant

b

Guruch. 4.5. Krasnoyarsk GESi: a – reja; b – stansiya to‘g‘oni va GES binosining ko‘ndalang kesimi; 1 – GES binosi; 2 – stansiya to‘g‘oni; 3 – suv to‘kish to‘g‘oni; 4–7 – koʻr toʻgʻonlar; 8 - o'rnatish joyi; 9 va 10 - yuqoriga va quyi oqimga yuk tashish yo'nalishlari; 11 – aylanuvchi qurilma; 12 - kema kamerasi; 13 - to'lqinli himoya devori

Nisbatan keng uchastkalarda qurilish odatda ikki bosqichda amalga oshiriladi, birinchi navbatda, beton to'g'on to'g'onini (yoki to'g'onning bir qismini) qurish va qurilish xarajatlarini cheklangan daryo tubidan o'tkazish va uni to'sib qo'ygandan so'ng, ikkinchi navbatda, o'rnatilgan to'g'on to'g'onidagi suv o'tkazgich teshiklari orqali va gidroelektrostantsiya inshootlari qurilishini yakunlash.

Tor uchastkalarda qurilish xarajatlarini qoplash uchun qurilish tunneli quriladi, undan foydalanish sharoitida suv toshqini o'tkazgichni qurish uchun foydalanish mumkin.

A
b

Guruch. 4.6. Chirkey GESi: a – kesma; b - reja; 1 - to'g'on; 2 - suv olish; 3 – bosimli suv quvurlari; 4 – GES binosi; 5 - kirish tuneli; 6 - qurilish tunneli bilan birlashtirilgan operatsion suv oqimi

Nisbatan keng tekislikda to'g'on qurilishi bo'lgan GESlarga misol qilib, quvvati 18,2 million kVt bo'lgan dunyodagi eng yirik "Uch dara" GESi (4.4-rasm, a-rasmga qarang), Itaipu GESi 12,6 mln. kVt/soat, (4.4,b-rasmga qarang), 6,4 million kVt quvvatga ega Sayano-Shushenskaya GESi, 6 million kVt quvvatga ega Krasnoyarsk GESi o'rtacha yillik ishlab chiqarish 20,4 milliard kVt. Krasnoyarsk GESi inshootlari uzunligi 1065 m va maksimal balandligi 125 m bo'lgan gravitatsiyaviy to'g'onni o'z ichiga oladi (4.5-rasm), stansiya va ko'r to'g'onlardan tashkil topgan, suv toshqini oqimining o'tishini ta'minlaydigan to'kilgan to'g'on. 14,6 ming m3 / s (darajani majburlashda suv toshqinining suv omboriga aylanishini hisobga olgan holda), shuningdek, kema ko'taruvchisi.

Toʻgʻon qurilishi tor yoʻnalishda qurilgan GESga misol qilib, 1,0 mln. kVt quvvatga ega, kamar toʻgʻonli toʻgʻonning choʻqqisining uzunligi 333 m, maksimal balandligi 233 m boʻlgan va qoʻsh toʻgʻonli Chirkey GESini keltirish mumkin. -binodagi gidravlika qurilmalarining qator joylashuvi (4.6-rasm). Chap qirg'oqda 3,5 ming m3 / s lik suv oqimini o'tkazish uchun mo'ljallangan tunnel ekspluatatsion suv o'tkazgich mavjud.

Quvvati 1,2 mln.kVt boʻlgan Toʻqtoʻgʻul GESida GES binosida gidroagregatlarning ikki qatorli joylashuvi bilan tor tekislikda toʻgʻon qurilishi va maksimal balandligi 216 m boʻlgan tortish toʻgʻoni, bosimli suv GESning oʻtkazgichlari va chuqur toʻgʻon toʻgʻon tanasida joylashgan boʻlib, toʻgʻonning pastki chetida yer usti suv oʻtkazgichi joylashgan (4.7-rasm).

Beton to'g'on va tuproq materiallari bilan tor uchastkalarda quruqlikdagi va er osti gidroelektr stantsiyalari binolari bo'lgan konfiguratsiyalardan foydalanish mumkin.

Tuproq materiallaridan yasalgan to'g'onlari bo'lgan gidroelektrostantsiyalarning asosiy sxemalari rasmda ko'rsatilgan. 4.8. Bunday holda, gidroelektrostantsiya binosi to'g'ridan-to'g'ri to'g'onning orqasida joylashgan bo'lishi mumkin (a) yoki quruqlikdagi (b) va er osti (c) GES binosi bilan eng ko'p ishlatiladigan sxemalar qo'llaniladi.

Tuproq materiallaridan yasalgan to'g'onlari bo'lgan gidroelektrostantsiyalar sxemasi toshqin oqimlarini o'tkazish uchun ekspluatatsion suv oqimlarini quruqlikda joylashtirish bilan tavsiflanadi: yuqori oqimga ega qirg'oq yuzasi suv oqimi yoki tunnel suv oqimi shaklida. Qurilish xarajatlarini qoplash uchun odatda qurilish tunnellari ishlatiladi.

To'g'ondan tashqarida qurilgan gidroenergetika inshootlari, jumladan, suv olish, suv o'tkazgichlari va GES binosi GESning bosim stansiyasi (PSU) deb ataladi.

Toʻgʻon qurilishi va tuproq materiallaridan toʻgʻon oʻrnatilgan yuqori bosimli GESga quvvati 2,7 mln.kVt boʻlgan, yiliga oʻrtacha 11,2 mlrd.kVt/soat quvvatga ega Nurek GESini misol qilib keltirish mumkin (4.9-rasm). . Turbinalarga suv minora tipidagi suv olish joylaridan bosimli tunnellar orqali etkazib beriladi. GESni ishga tushirishni tezlashtirish uchun to'g'on atigi 143 m balandlikda (loyihaviy balandligi 300 m) qurilganda, dastlabki uchta gidroagregat pasaytirilgan bosimda ishladi, buning uchun vaqtincha suv olish amalga oshirildi. va tunnel qurildi. Qurilish davrida daryoning oqimi chap qirg'og'ida joylashgan uch qavatli qurilish tunnellari orqali amalga oshirildi. Operatsion davridagi sel oqimlari (maksimal oqim 5,4 ming m3 / 0,01% ehtimollik bilan) uchinchi darajali qurilish tunnelining oxirgi qismiga ulangan tunnel suv oqimi orqali o'tadi.

Diversion GESlar kichik GESlarda bir necha metrdan 2000 m gacha (Avstriyadagi Reyssek GESida bosim balandligi 1767 m) bo'lgan keng bosim oralig'ida ishlatiladi va odatda tog' etaklarida va tog'li hududlar.

Suv omboridagi suv sathida ozgina tebranishlar mavjud bo'lganda, tortishish kuchiga ega gidroelektrostansiyalardan foydalanish mumkin. Bunday gidroelektrostansiyalarda suv suv olish joyidan qirg‘oq bo‘ylab o‘tuvchi (tegishli topografik va geologik sharoitda) aylanma kanalga yoki erkin oqimli aylanma tunnelga beriladi.

Suv omboridagi suv sathining katta va kichik tebranishlari uchun bosimning burilishiga ega gidroelektrostansiyalar qo'llaniladi. Bunday gidroelektrostantsiyalarda suv suv olish joyidan yer yuzasida joylashgan bosimli aylanma quvur liniyasiga yoki bosimli aylanma tunnelga beriladi (4.10-rasm). To'g'on va burilish orqali bosim hosil bo'ladigan to'g'on-diversiya (kombinatsiyalangan) sxemasi bo'lgan gidroelektrostantsiyalar, shuningdek, gidroelektrostantsiyalar qurilishi (2.4-bandga qarang):

Daryoda teskari suv hosil qilish va oqimni oqimga yo'naltirish, shuningdek, suvni cho'kindi, qoldiq, ba'zi hollarda muz, shlakdan tozalash uchun mo'ljallangan bosh blok to'g'on, to'kish, suv olish joyidan iborat. , cho'kma havzasi, yuvish va muz tushirish inshootlari.

Odatda tog 'daryolarida qurilgan past bosimli to'g'onlarga ega bo'lgan bosh birliklar cheklangan hajmli suv omborlariga ega va shuning uchun ularni cho'kindi bilan to'ldirishni oldini olish choralari ko'riladi. Shu maqsadda, gidravlika majmuasining bir qismi sifatida, sel oqimlari o'tganda cho'kindilarning yuvilishini ta'minlaydigan past chegara va to'kishning old qismining etarli kengligi bilan eshiklar bilan jihozlangan beton to'kish to'g'oni amalga oshiriladi. Suvda gidravlik turbinalarning oqim qismining tez surilishiga olib kelishi mumkin bo'lgan ko'p miqdorda to'xtatilgan cho'kindi mavjud bo'lganda, cho'ktirgichlar kamera shaklida o'rnatiladi, ularda oqim tezligi pasayganda, to'xtatilgan zarrachalar cho'kadi. pastga tushadi va keyin chiqariladi.

To'g'onning ko'r qismi beton yoki tuproq materiallaridan tayyorlanishi mumkin. Suv olish to'g'on bilan birlashtirilishi yoki qirg'oqda joylashgan bo'lishi mumkin.

Rezervuarlar odatda kundalik tartibga solishni amalga oshiradilar va sayoz tushirish chuqurligi bilan ajralib turadi, bu ham erkin oqim, ham bosimni o'zgartirish imkonini beradi.

O'rta va yuqori bosimli to'g'onlarga ega bo'lgan bosh birliklar katta hajmli suv ombori (o'lik hajmda cho'kindi cho'kish ehtimoli bilan) va mavsumiy yoki uzoq muddatli oqimni tartibga solish paytida suv omborining sezilarli darajada kamayishi bilan tavsiflanadi. Shu munosabat bilan suv olish joylari chuqur, burilish esa bosimdir.

To'g'onlar betondan (tortishish kuchi, tayanch, ark) to'kish yo'li va ko'p hollarda ularda o'rnatilgan gidroelektrostantsiya uchun suv olish moslamasi, shuningdek, to'kish va suv olish joyi korpusdan tashqarida joylashgan mahalliy materiallardan tayyorlanishi mumkin. to'g'ondan.

Stansiya tugunini suv bilan ta'minlaydigan yo'nalish (derivatsiya) bo'ylab suv quvurlari va inshootlari bosimli (tunnellar, quvurlar) va bosimsiz (kanallar, tunnellar) ga bo'linadi, ularning yo'nalishi bo'ylab suv o'tkazgichlari, sifonlar va boshqa inshootlar. o‘rnatish mumkin.

Bosimsiz hosil bo'lganda, stansiya bloki old kamerasi bo'lgan bosimli havzani, suv olish joyini, avariyali suv oqimini va hosil bo'lishidan qat'i nazar, umumiy tuzilmalarni o'z ichiga oladi: turbinali bosimli suv quvurlari, agar kerak bo'lsa, kuchlanish bilan. rezervuar, gidroelektr stansiya binosi, kanal yoki tunnel (bosim yoki erkin oqim) ko'rinishidagi suv chiqarish quvurlari, tarqatish moslamasi.

Stansiya tugunining bir qismi sifatida gidroelektrostantsiya binolari quruqlikda ochiq, er osti va kamdan-kam hollarda yarim er ostida qurilgan.

To'g'onni o'zgartiruvchi GESning tipik namunasi - quvvati 1,3 million kVt bo'lgan Inguri GESi (Gruziya) (4.11-rasm), uning bosh bloki balandligi 271 m bo'lgan ark to'g'onini o'z ichiga oladi. 1900 m3 / s oqim uchun. Suv omborining foydali hajmi 0,68 km3, drenaj chuqurligi 70 m.Diametri 9,5 m va uzunligi 15,3 km bo'lgan aylanma bosimli tunnel 450 m3 / s oqim tezligi uchun mo'ljallangan chuqur suv olishdan boshlanadi. GESning stansiya bloki val tipidagi kuchlanishli rezervuar, kapalak klapan xonasi, tunnel turbinali suv o'tkazgichlari, er osti gidroelektr stansiyasi binosi, erkin oqimli tunnel va umumiy uzunligi 3,2 km bo'lgan kanalni o'z ichiga oladi.

Inguri GESining umumiy statik boshi 409,5 m ga teng bo'lib, to'g'on (226 m) va aylanma (183,5 m) tomonidan yaratilgan boshlardan hosil bo'ladi. Dizayn boshi 325 m, o'rtacha yillik ishlab chiqarish yiliga 5,4 mlrd.

GES binolarining turlari va ularning asosiy elementlari. GES binosi - gidrotexnika inshooti bo'lib, unda gidroenergetika, elektr, gidromexanik, yordamchi uskunalar va boshqaruv tizimlari yordamida suvning mexanik energiyasi iste'molchilarga energiya tizimiga uzatiladigan elektr energiyasiga aylanadi. Shu bilan birga, gidroelektrostantsiya binosining ishonchli ishlashi, mustahkamligi va barqarorligi tashqi yuklar (gidrostatik va gidrodinamik bosim, filtratsiya bosimi, harorat, seysmik ta'sirlar va boshqalar) ta'sirida ta'minlanishi kerak. texnologik asbob-uskunalarning ishlashi.

Gidroelektrostantsiya binolarining turi va konstruktiv yechimlari gidroelektrostantsiya inshootlari va asosiy elektr jihozlarining umumiy sxemasi bilan belgilanadi. Bosim va ish sharoitlariga qarab, gidroelektr stansiya binolarida aylanma qanotli, eksenel, radial-o'qli, diagonal va chelakli turbinalar o'rnatiladi.

Oqim yo'li joylashgan binoning pastki qismi, jumladan, spiral kamera, assimilyatsiya trubkasi, turbinali uskunalar va bir qator texnologik tizimlar yig'ma qism deb ataladi va yuqori konstruktsiyali binoning yuqori qismi. gidravlik generatorlar va kran uskunalari, shuningdek quvvat transformatorlari bo'lgan mashina xonasi, suv olish uchun kran uskunalari (daryo o'zanlari binolarida), assimilyatsiya quvurlari uchun ta'mirlash klapanlari va boshqa texnologik jihozlar - agregatning yuqori qismida joylashgan.

GES binosining dizayni va o'lchamlari va balandligi, poydevorga chuqurligi gidravlika, spiral (turbina) kamerasi va assimilyatsiya trubasining o'lchamlari, gidravlik turbinaning pervanel o'qining chuqurligi sezilarli darajada ta'sir qiladi. quyruq suvining darajasi va gidravlika soni. Qoidaga ko'ra, gidroelektrostantsiya binosida ikki yoki undan ortiq gidroagregat o'rnatiladi (masalan, Saratov GESi binosida - 23 gidroagregat, Kanevskaya GES - 24 gidravlika), kamdan-kam hollarda - bitta. gidravlika, chunki u ta'mirlangandan so'ng GES butunlay ishlamay qoladi.

GES binosi o'rnatish joyini o'z ichiga oladi, unda gidroagregatlar o'rnatiladi va ish paytida ta'mirlanadi. O'rnatish joyida ba'zi yordamchi tizimlar ham mavjud.

Muhim uzunlikka ega bo'lgan ko'p blokli gidroelektrostantsiya binolari kengaytiruvchi bo'g'inlar bilan alohida bo'limlarga bo'linadi: yumshoq asos uchun harorat-cho'kindi, toshli poydevor uchun harorat. Shunday qilib, quvvati 2530 MVt bo'lgan 22 gidravlika bo'lgan Voljskaya GESi binosi uzunligi 60 m bo'lgan uchastkalarga bo'lingan bo'lib, ularning har birida pervanel diametri 9,3 m bo'lgan aylanadigan qanotli turbinali ikkita quvvat bloki joylashgan (loyiha bilan). boshi 19 m va quvvati 115 MVt).

Yig'ish uchastkasi bloki odatda binodan tikuv bilan ajratiladi.

GES binosining agregat qismi sezilarli massivlik bilan ajralib turadi. U oqim qismidagi gidrostatik va gidrodinamik bosimni, asbob-uskunalardan va yotqizilgan qurilish tuzilmalaridan yuklarni sezadi va ularni poydevorga o'tkazadi. Geologik sharoitlar binoning agregat qismini loyihalashda sezilarli ta'sir ko'rsatadi. Shunday qilib, toshli poydevor bilan bu sezilarli darajada oson. Binoning agregat qismida texnik suv ta'minoti, oqim yo'lini drenajlash, binoni drenajlash va boshqalar uchun tizimlar mavjud.

Agregatning dizayni gidroelektrostantsiya binosining turiga bog'liq.

GESlarning turlari bo'yicha quyidagilar mavjud:

Bosim jabhasining bir qismi bo'lgan va yuqori oqim tomonidan bosimni sezadigan daryo bo'yida joylashgan GES binolari. 50 m gacha bo'lgan daryo bo'yidagi binolarda aylanma qanotli turbinalar, 30 m dan ortiq bo'lgan radial eksenel turbinalar ham qo'llanilishi mumkin.

To'g'on binolari to'g'on orqasida joylashgan bo'lib, yuqori oqim tomondan bosim oladi. Ularga suv ta'minoti turbinali suv o'tkazgichlari orqali amalga oshiriladi. Balandligi 30 m dan 300 m gacha bo'lgan to'g'on binolarida asosan radial eksenel turbinalar, shuningdek, ma'lum sharoitlarda yuqori bosimli aylanma qanotli turbinalar (masalan, Orlik GESida bosim diapazoni bo'lgan) ishlatiladi. 45–71 m va birlik quvvati 90 MVt) va diagonal (masalan, bosim diapazoni 78,5–97 m va birlik quvvati 215 MVt bo'lgan Zeya GESi).

GESlarning to'g'on va buritish sxemalarida foydalaniladigan quruqlikdagi binolar to'g'on yaqinidagi binolardan deyarli farq qilmaydi.

GESlarning to'g'on va buritish sxemalarida ham qo'llaniladigan er osti binolarida chiqish tunnellari (bosimli yoki bosimsiz) mavjud. Balandligi yuqori bo'lgan aylanma GES binolarida 600 m gacha bo'lgan radial-o'qli turbinalar va 500 m va undan yuqori balandlikdan boshlanadigan chelakli turbinalar qo'llaniladi. Yuqoridagi barcha turdagi binolar ham gidroelektrostantsiyalarda, ham nasosli saqlash elektr stantsiyalarida qo'llaniladi.

GES binolarining agregat qismining asosiy diagrammalari (er osti GES binolaridan tashqari) rasmda keltirilgan. 4.12. I va II diagrammalarda vertikal gidroagregatlar va egri assimilyatsiya quvurlari bo'lgan past bosimli daryo suvi elektr stansiyasi binosining agregat qismlari, mos ravishda chuqur suv o'tkazgichlari bo'lgan birlashtirilmagan va birlashtirilgan turdagi, IV va V diagrammalar ko'rsatilgan. birlashtirilgan turdagi gorizontal va eğimli gidravlikalarni sirt to'kilish bilan ko'rsatish.

III diagrammada dumaloq kesimdagi metall turbinali (spiral) kamerasi bo'lgan gidroelektrostantsiyaning to'g'on yoki burilish binosining agregat qismi ko'rsatilgan.

VII diagrammada vertikal konussimon va qo'ng'iroq shaklidagi assimilyatsiya quvurlaridan foydalangan holda kam quvvatli gidravlika agregatlari bo'lgan aylanma gidroelektr stantsiyasining agregat qismi ko'rsatilgan. Bunday holda, suvni to'kish uchun to'rtburchaklar kesimli drenaj kanali amalga oshiriladi.

VI diagrammada chelakli (faol) gidravlik turbinalarga ega aylanma gidroelektr stantsiyasining agregat qismi ko'rsatilgan, bu an'anaviy turbinali kameralar va assimilyatsiya quvurlari yo'qligi bilan ajralib turadi, buning natijasida agregat qismi sezilarli darajada soddalashtirilgan.

Gidroelektrostantsiya binosining superagregat qismining parametrlari ustki tuzilmaning dizayni va o'lchamlariga bog'liq.

GES binosi va o'rnatish maydonchasi ichida yuqori mashina xonasi bo'lgan yopiq ustki tuzilma bilan turli iqlim sharoitida asosiy uskunani ishlatish, o'rnatish va ta'mirlash uchun eng qulay sharoitlar ta'minlanadi. Bunday holda, turbinali zalning balandligi va kengligi unga uskunani joylashtirish shartlari va asosiy uskunani o'rnatish yoki ta'mirlash vaqtida turbinali zali kranlar tomonidan blok blokiga yoki o'rnatish joyiga etkazib berilishi bilan belgilanadi.

Yuqori struktura odatda ustunlar tizimi ko'rinishidagi qo'llab-quvvatlovchi ramkadan iborat bo'lib, ularda kran nurlari va zamin trusslari, devorlar, plitalar va zamin tomlari yotadi.

Ko'pgina gidroelektrostantsiya binolari baland turbinali zali bilan qurilgan (4.13-4.15-rasm).

GES binosi va o'rnatish maydonchasi ichida tushirilgan mashina xonasi bo'lgan yarim ochiq turdagi ustki tuzilma bilan asosiy jihozlar mashina xonasida joylashgan bo'lib, uning tashqarisida joylashgan asosiy og'ir yuk ko'taruvchi kran bundan mustasno. O'rnatish va ta'mirlash vaqtida gidravlikalarni yig'ish va demontaj qilish har bir gidravlika ustidagi olinadigan shift orqali (olinadigan qopqoqlar shaklida) tashqi portalli kran yordamida amalga oshiriladi. Katta gidroelektrostantsiyalarda ko'p hollarda yuk ko'tarish quvvati pasaytirilgan kran tushirilgan turbinali xonaga o'rnatiladi, uning yordamida asosiy kranni ishlatishni talab qilmaydigan o'rnatish va ta'mirlash ishlari olib boriladi (4.16-rasm). - 4.18).

Turbina xonasi bo'lmagan ochiq turdagi yuqori inshootda gidrogenerator olinadigan qopqoq ostida, qolgan jihozlar esa gidroelektrostantsiya binosining agregat qismining texnologik xonalarida va o'rnatish maydonchasida joylashgan. O'rnatish va ta'mirlash ishlari tashqi kran yordamida amalga oshiriladi. Ishlash shartlari, gidravlikalarni o'rnatish va ta'mirlash tobora murakkablashib borayotganini hisobga olgan holda, ushbu turdagi yuqori tuzilmalar juda kamdan-kam hollarda qo'llaniladi.

Daryo bo'yida joylashgan GES binolari(4.19-rasm). Daryo bo'yida joylashgan GES binolari beton to'g'onlar bilan bir xil yuklarga duchor bo'ladi va ular mustahkamlik, barqarorlik, poydevordagi filtrlash sharoitlari uchun bir xil talablarga bo'ysunadi, ular binoning tegishli o'lchamlari bilan ta'minlanadi. -bazadagi filtrlash va drenaj qurilmalari. Daryo bo'yidagi binolar birlashtirilmagan va suv o'tkazgich bilan birlashtirilgan bo'linadi.

Birlashtirilmagan va ayniqsa birlashtirilgan binodan chiqish kanaliga kiradigan oqim ortiqcha kinetik energiyaga ega bo'lganligi sababli, eroziyaning oldini olish uchun chiqish kanalida mahkamlash amalga oshiriladi (4.2-rasmga qarang).

Guruch. 4.17. Kiev GESining gorizontal kapsulali gidroagregatlari bo'lgan daryo tubidagi suv to'kish inshooti: a – kesma; b - mashina xonasi; 1 - portal krani; 2 – kapsulali gidravlika bloki; 3 - axlatni saqlash panjarasining yivi

GES binosini qo'shni sopol to'g'on bilan yoki qirg'oq bilan bog'lash qo'llab-quvvatlovchi devorlar (tortishish, burchak, tayanch, uyali va boshqa turdagi) ko'rinishidagi birlashtiruvchi tayanchlar yordamida amalga oshiriladi.

Vertikal gidravlika qurilmalari bilan birlashtirilmagan daryo bo'yidagi binolarda oqim qismiga suv kirish joyi, asosan T-qismli spiral kamera va assimilyatsiya trubkasi kiradi, ularning o'lchamlari o'lchamlarini aniqlaydi. birlik bloki. Bunday holda, aylanma qanotli turbinali blokning kengligi turbinaning pervanel diametridan (D1) 2,6-3,2 marta bo'lishi mumkin. Suv olishning o'lchamlari ULV ostida kerakli chuqurlik, kirish joyida va spiral kamera bilan bog'langanda qulay gidravlik sharoitlarni ta'minlash, tarmoqlarda oqimning ruxsat etilgan tezligi (odatda 0,8-1,2 m / s), suv oqimining joylashishi bilan belgilanadi. panjara, favqulodda ta'mirlash va ta'mirlash klapanlari , ularning oluklari panjaraning oluklari bilan birlashtirilishi mumkin. Suv olish joyining kirish qismida, qoida tariqasida, suvning uzluksiz ta'minlanishini ta'minlaydigan suv olish devori bo'lgan rozetka o'rnatiladi.

GES binosining dumgʻaza suv sathi ostidagi chuqurlashishi dumgʻaza sathi ostidagi pervanel oʻqining zarur chuqurligiga (soʻrish balandligi) va assimilyatsiya trubasining oʻlchamlariga, shuningdek, poydevorning muhandislik-geologik sharoitlariga bogʻliq.

Asosiy kuchaytiruvchi transformatorlar quyi oqim tomonidagi texnologik xonalarning ustidagi shiftga o'rnatiladi.

Turbinali quvurlarga qo'shimcha ravishda suv o'tkazgichlari ham joylashgan birlashtirilgan turdagi daryo inshootlari qurilishi mumkin: pastki suv o'tkazgichlari assimilyatsiya quvurlari ustidagi spiral kamera ostida joylashgan - Volgograd, Novosibirsk, Kaxovskaya GESlari. (4.19,b-rasm);

• pastki suv o'tkazgichlari va turbinali suv quvurlarining yuqori suv olishlari bilan - Cheboksari, Golovnaya GESi (4.13-rasmga qarang);
• spiral kameraning ustida joylashgan (u va generator o'rtasida) chuqur suv o'tkazgichlari bilan - Irkutsk, Saratov, Dubossar GESlari (4.16-rasmga qarang);
• vertikal gidravlika qurilmalari bo'lgan suv o'tkazgichlari - Pavlovskaya, Plyavinskaya (4.14-rasmga qarang), Dnestr gidroelektr stantsiyasi;
• gorizontal gidravlika bloklari bilan suv o'tkazgichlari - Kiev, Kanevskaya GESlari (4.17-rasmga qarang);
• to'kish to'g'onining buqalarida gidravlika qurilmalarini joylashtirish bilan buqalar - Ortochalskaya (Gruziya), Wells (AQSh).

Kombinatsiyalangan turdagi binolar suv o'tkazgich to'g'onlarining uzunligini sezilarli darajada qisqartirish yoki ularni butunlay yo'q qilish imkonini beradi, bu ayniqsa yumshoq poydevorlarda gidroelektrostantsiyalarni qurishda muhim ahamiyatga ega, qurilish xarajatlarini kamaytirishni ta'minlaydi. Shunday qilib, Novosibirsk GESida suv to'kish to'g'onining uzunligi 50% ga qisqardi. Irkutsk, Pavlovsk, Plyavinskaya va Dnestr gidroelektr stantsiyalarida GES binosining suv o'tkazgichlarining quvvati hisoblangan suv oqimining suv to'g'onlarisiz o'tishini ta'minlaydi. Kombinatsiyalangan GES binolarida suv olish turbinali suv olish moslamasini va suv o'tkazgichlarning suv olish qismini o'z ichiga oladi.

Bunday binolarning kamchiliklari orasida dizaynning murakkabligi, suv o'tkazgichlarining ishlashi paytida sezilarli qo'shimcha gidrodinamik yuklar va ish sharoitlarining murakkabligi kiradi.

Past boshli (25 m gacha) gorizontal kapsula bloklari bilan birlashtirilgan turdagi binolarda spiral kameraning yo'qligi va to'g'ri eksenel konusning assimilyatsiya trubkasidan foydalanish tufayli agregatning kengligi sezilarli darajada kamayadi. blok va bino poydevorining chuqurligini oshirishga erishiladi. Bundan tashqari, oqim yo'lining geometriyasi va gidravlik holatini yaxshilash, shu jumladan murakkab konfiguratsiyaning spiral kamerasi bo'lmagan ta'minot qismini va egri assimilyatsiya trubkasini yuqori energiya ko'rsatkichlariga ega bo'lgan to'g'ri eksenel konus bilan almashtirishni kamaytirish imkonini beradi. bosim yo'qotishlari, gorizontal blokning o'tkazuvchanligini 20-30% ga oshiradi va shunga mos ravishda bir xil quvvatda pervanelning diametrini kamaytiradi. Umuman olganda, vertikal bo'lganlarga nisbatan gorizontal kapsula birliklaridan foydalanish agregatning kengligini 35% gacha qisqartiradi va samaradorlikni oshiradi. 2-4% ga.

Guruch. 4.19. Daryo tubidagi binolar. Pastki oqimdan kesmalar va ko'rinishlar: a – Kremenchug va b – Kaxovskaya GESi: 1 – poydevor plitasi; 2 - metall til; 3 - pastki suv oqimi

Yuzaki suv oqimi suv toshqini o'tishi uchun qulay shart-sharoitlarni ta'minlaydi va ko'p hollarda to'kilgan suv to'g'onini qurishdan voz kechishga imkon beradi. Bunday binolarda vodorod generatori o'rnatilgan metall kapsula binoning oqim qismidagi oqim qismiga joylashtiriladi. Kapsulaga kirish vertikal buqadagi maxsus bo'shliqlar orqali amalga oshiriladi. Shlangi blokni o'rnatish va demontaj qilish mashinalar xonasida suv to'kish moslamasi ostida joylashgan ko'prikli kran va to'kish bo'shlig'idagi olinadigan qopqoqli lyuklar orqali tashqi portalli kran yordamida amalga oshiriladi (4.17-rasmga qarang).

Bir qator kichik GESlarda generator turbina xonasiga ochiq holda joylashtiriladi, gidravlika o'qi qiyshaytirilgan bo'lib, generator ostidan o'tadigan o'tkazgich orqali turbinaga suv beriladi (4.12-rasmga qarang, V diagramma). )

Buqa tipidagi daryo bo'yidagi binolar juda kamdan-kam hollarda qo'llaniladi, asosan katta miqdorda cho'kindi tashuvchi daryolarda, muz, cho'kindi va sel oqimlarining drenaj oraliqlaridan o'tishi uchun qulay shart-sharoitlarni ta'minlaydi. Quvvati 870 MVt bo'lgan Uells bullhead gidroelektr stantsiyasida (AQSh) 30 m balandlikda, to'g'onning buqalariga 10 ta gidravlika o'rnatilgan, taxminiy suv oqimi 33,4 ming m3 / s ni tashkil qiladi. Bunday GESlarning kamchiliklari umumiy turbinali xonaning yo'qligi, texnologik kommunikatsiyalarning uzaytirilishi va umuman, ish sharoitlarining murakkabligini o'z ichiga oladi.

GES to'g'onlari binolari. To'g'on yaqinidagi gidroelektrostantsiya binolarida turbinaga suv asosan korpusda yoki beton to'g'onlarning pastki chetidan o'tuvchi turbinali suv o'tkazgichlar (metall yoki temir-beton) orqali, suv olish joyi yuqori qismida joylashgan to'g'onlarning chekkasi, to'g'onga to'g'ridan-to'g'ri ulashgan gidroelektrostantsiya binosi va alohida tikuv (4.3-rasm, 4.5-4.7-ga qarang). GES binosi toʻgʻri chiziqli boʻlgan toʻgʻonlarda ham toʻgʻri chiziqli boʻladi, agar u kemerli yoki kamarli tortishish toʻgʻonlari orqasida joylashgan boʻlsa, GES binosi konturga mos keladigan yoy boʻylab toʻgʻri chiziqli yoki egri chiziqli boʻlishi mumkin. to'g'onning pastki chetidan.

Turbinali suv o'tkazgichdan spiral kameraga suvning uzluksiz etkazib berilishini ta'minlash uchun odatda uning oldida (4-6)D 1 uzunlikdagi suv o'tkazgichning gorizontal qismi o'rnatiladi, uning ichida texnologik xonalar tashkil etilgan. yuqori qavatga joylashtirilgan kuchaytiruvchi transformatorlar.

Mahalliy materiallardan tayyorlangan to'g'onlarda turbinaga suv to'g'on tanasi orqali o'tadigan yoki uni tunnel yoki ochiq o'tkazgichlar shaklida aylanib o'tadigan turbinali quvurlar orqali, yuqori oqimda alohida suv olish va GES binosi bilan ta'minlanadi. to'g'ondan biroz masofada joylashgan.

Daryo bo'yidagi binolardan farqli o'laroq, to'g'on binolari yuqori oqim suvining bosimini sezmaydi va turbinali suv o'tkazgichlari orqali ularga o'tkaziladigan bosim kichik bo'lib, bino konstruktsiyasini engillashtiradi.

Bunday binolarning spiral kameralari dumaloq kesimga ega va metall qoplamali metall yoki temir-betondan yasalgan.

Vertikal radial-eksenli (yoki diagonal) gidravlik turbinali agregat blokining kengligi turbinali (spiral) kameraning o'lchamlari bilan belgilanadi va kamida 4D 1 (pervanel diametrlari).

To'g'on qurishning odatiy namunasi - umumiy uzunligi 428,5 m bo'lgan o'rnatish maydonchasi bilan birga Krasnoyarsk GESi binosi, bu erda umumiy quvvati 6 million kVt bo'lgan 12 ta gidravlika o'rnatilgan (4.5-rasmga qarang). Statsionar toʻgʻonda 24 ta suv olish teshigi boʻlgan suv olish qurilmasi mavjud. Agregatga suv diametri 7,5 m bo'lgan ikkita temir-beton suv quvurlari orqali etkazib beriladi.

Tor dara ichida qurilgan kamarli toʻgʻonga ega Chirkey GESida toʻgʻon qurilishining uzunligini qisqartirish gidroagregatlarni ikki qatorli joylashtirish orqali erishiladi (4.6-rasmga qarang). Ikkala turbinali zalga bitta ko'prikli kran xizmat ko'rsatadi, u o'rnatish joyidagi kran yo'llari bo'ylab bir turbinali zaldan ikkinchisiga o'tkaziladi. Assimilyatsiya quvurlarini ikki qavatga joylashtirish GES binosini qo'shimcha chuqurlashtirishga olib keladi.

GES inshootlari qirgʻoq boʻyidagi suv oʻtkazgichlarni amalga oshirish qiyin boʻlgan tor darada joylashganida, suv toʻkishlar toʻgʻon tanasidan, uning quyi oqimi chetidan va binoning tomidan oʻtadi. Ushbu tartibga solish Toktogul GESida GES binosida agregatlarning ikki qatorli joylashuvi bilan amalga oshirildi (4.7-rasmga qarang). Bunday holda, kuchaytiruvchi transformatorlar yopiq joylarda joylashtiriladi. Ushbu tartibga solish bilan suv to'kilgan suv oqimi orqali o'tadigan oqim GES binosidan tramplin orqali ancha masofaga tashlanadi va energiya asosan oqimning aeratsiyasi tufayli so'riladi.

Tunnellar orqali suv ta'minlanadigan mahalliy materiallardan yasalgan to'g'on orqasida joylashgan to'g'on qurilishining tipik namunasi Nurek GESi binosidir (4.9, 4.18-rasmlarga qarang). GES binosida har birining quvvati 300 MVt, maksimal quvvati 275 m boʻlgan 9 ta blok mavjud.Suv har biri 3 ta turbinali suv oʻtkazgichga boʻlingan diametri 9 m boʻlgan uchta tunnel orqali taʼminlanadi. Bino gidravlika bloklari va o'rnatish platformasi ustidagi shiftdagi olinadigan qopqoqli tushirilgan turbinali zali bilan yaratilgan. Uskunalarga texnik xizmat ko'rsatish va ta'mirlash uchun turbina xonasida va klapan xonasida ko'prikli kranlar o'rnatiladi va gidravlika va sharsimon klapanni o'rnatish va to'liq demontaj qilish uchun portalli kran ishlatiladi.

Diversion GES binolari radial eksenel turbinalar bilan to'g'on binolaridan deyarli farq qilmaydi. Paqirli turbinalarni o'rnatishda gidroelektrostantsiya binosining agregat qismining dizayni o'zgaradi. Turbina kamerasi o'rniga bosim taqsimlash quvur liniyasi metall korpus shaklida amalga oshiriladi, uning ustiga oqimni boshqarish mexanizmlari bo'lgan turbinali nozullar o'rnatiladi va turbinadan suv bosimsiz patnis orqali chiqariladi. Gidravlik turbinaning kuchiga va nozullar soniga qarab, gidravlika o'qi vertikal yoki gorizontal holatda joylashgan bo'lishi mumkin. Paqir turbinalarining pervanesi quyi oqimning maksimal darajasidan yuqorida joylashganligi sababli, ularni o'rnatish binoning chuqurligini sezilarli darajada kamaytiradi.

Katta uzunlikdagi yoki shoxlangan bosimli suv o'tkazgichlari bo'lgan yuqori bosimli suv o'tkazgichli gidroelektrostantsiyalar binolarida bosim va diametrga qarab turbinalar oldida disk yoki sharli klapanlar o'rnatiladi (600 m dan ortiq bosim uchun faqat sharli klapanlar), bu quvurlarni o'chirish va gidravlika blokini favqulodda vaziyatda hidoyat qanoti ishlamay qolganda, shuningdek normal ishlash va ta'mirlash ishlarida to'xtatish imkonini beradi.

So'nggi paytlarda turbin oldi klapanlar o'rniga stator ustunlari va hidoyat qanotlari orasiga o'rnatilgan o'rnatilgan halqali klapanlar qo'llanilmoqda, bu esa binoning o'lchamlarini, uskunaning og'irligi va narxini kamaytirishga imkon beradi.

Er osti gidroelektr stansiyasi binolari. So'nggi o'n yilliklarda er osti gidroelektr stansiyalari binolarini qurish keng tarqaldi. Ulardan eng yiriklari Kanadada qurilgan: 5225 MVt quvvatga ega Cherchill sharsharasi 320 m, Mika - 2610 MVt 183 m. Gruziyadagi Inguri GESi 1300 MVt quvvatga ega ( 4.20-rasm), Verxnetulomskaya - 248 MVt va Ust-Xantayskaya - Rossiyada 441 MVt va boshqalar er osti binolarida qurilish ishlari iqlim sharoitiga bog'liq emas, bu shimoliy hududlarda qishi qattiq bo'lgan yoki tropiklarda qurilish paytida muhim ahamiyatga ega. uzoq yomg'irli mavsum. Er osti binolari, shuningdek, daraning noqulay tabiiy sharoitlari (tik ko'chkiga moyil bo'lgan qiyaliklar, suv toshqinlari o'tganda suv sathining yuqoriligi), shuningdek, turbinaning pervanel o'qining quyruq suvi sathida katta chuqurligi bo'lgan hollarda ham qo'llaniladi. , ochiq binolarni qurish beqarorlik qirg'oq yon bag'irlari, ish hajmining keskin o'sishiga olib kelishi mumkin.

Er osti binolarining kamchiliklari quyidagilardan iborat: noqulay muhandislik va geologik sharoitlar, er osti ishlarining sezilarli darajada murakkablashishi; texnologik kommunikatsiyalarning uzaytirilishi, elektr energiyasini etkazib berishning yanada murakkab sxemalari tufayli ish sharoitlarining murakkablashishi; o'z ehtiyojlari uchun energiya xarajatlarining oshishi, bu binolarni doimiy ravishda ventilyatsiya qilish, ularni yoritish va boshqalar zarurati bilan bog'liq.

Er osti gidroelektrostantsiyalari binolarining o'lchamlari va sxemasi birinchi navbatda gidravlika, elektr va gidromexanik qurilmalarning parametrlari va joylashuviga bog'liq. Turbina zalining o'lchamlari katta o'lchamlarga (30 m gacha va undan ko'p) yetadigan yirik gidroelektrostantsiyalarda asosiy gidravlik quvvat uskunalari odatda ko'prikli kranlar tomonidan xizmat ko'rsatadigan turbinali zalga joylashtiriladi va -turbinali klapanlar turbinali zaldan ma'lum masofada joylashgan alohida xonaga o'rnatiladi. Uzoq chiqish tunnellari uchun quyi oqimdagi ta'mirlash eshiklari va assimilyatsiya quvurlarini yopish uchun ularga xizmat ko'rsatish mexanizmlari ham alohida xonada joylashgan. Agar ko'p sonli birliklar mavjud bo'lsa, bir nechta chiqish tunnellari o'rnatiladi, ko'pincha erkin oqim yoki bosimli (dumli suv sathining katta tebranishlari bilan) kuchlanish tanki bilan. Har bir blokdan alohida suvni to'kadigan qisqa tunnellar uchun tunnellarning chiqish portallarida quyi oqim eshiklari o'rnatiladi.

Er osti GESi binolarining tartibini belgilovchi muhim omillardan biri bu asosiy kuchaytiruvchi transformatorlarni joylashtirishni tanlashdir: alohida er osti xonasida (Zimbabvedagi Kariba GESi, Vetnamdagi Yali GESi), kengaytirilgan er osti turbinali zalida. (Avstraliyadagi Time I va II GES), er yuzasida ochiq kommutator maydonchalarida (Borisoglebskaya, Ingurskaya).

Transformatorlarning ochiq joylashuvi asosan er osti binosi sayoz (200-300 m chuqurlikda) joylashganda va uchastkaning topografik va geologik sharoitlari qulay bo'lganda qo'llaniladi. Bunday holda, sezilarli uzunlikka ega bo'lgan generatorlardan transformatorlargacha bo'lgan oqim o'tkazgichlari o'tkazgichlar tomonidan katta issiqlik chiqishi tufayli issiqlikni olib tashlash uchun maxsus choralar bilan maxsus galereyalar va shaftalarda yotqiziladi.

Elektr energiyasini tashqi kommutatorga va asosiy transformatorlardan yopiq kommutatorlarga uzatish, ular er ostida joylashganda, 110-500 kV kuchlanishda issiqlikni yo'qotish uchun maxsus chora-tadbirlarga ega moy bilan to'ldirilgan kabellar, yaqinda esa gaz orqali amalga oshiriladi. -izolyatsiya qilingan o'tkazgichlar.

Er osti binolarida o'rnatish platformalari mavjud bo'lib, ular ko'p hollarda turbinali zalning davomi bo'lib, qoida tariqasida uning oxirida joylashgan va transport tunnellari va yuk shaftalari yordamida er yuzasiga ulangan.

Issiqlikni olib tashlash va gidroelektrostantsiya binosining er osti binolarini ventilyatsiya qilish uchun fanatlar va konditsionerlar o'rnatilgan.

Turbinali zali qoplamalarining dizayni muhandislik va geologik sharoitlarga bog'liq. Ko'pgina turbinali zallarda yuk ko'taruvchi tonoz dumaloq shaklda, oyoq barmoqlaridagi temir-beton qoplamaning qalinligini oshiradi. Etarli darajada mustahkam jinslarda devorlar purkalgan beton bilan, kamroq mustahkam jinslarda esa 0,5 m yoki undan ortiq qalinlikdagi uzluksiz beton yoki temir-beton qoplamalar ankerlar bilan mustahkamlash bilan, zaiflashgan jinslar joylarida - mustahkamlovchi tsement bilan, va ba'zi hollarda drenaj choralari ta'minlanadi.

Uzunligi 145,5 m, oraliqlari 21,2 m va chiqish balandligi 53,7 m boʻlgan Inguri GESining yer osti binosida 5 ta gidroagregat oʻrnatilgan. Agregatlarga suv reja bo'yicha bloklarning bo'ylama o'qiga burchak ostida joylashgan turbinali suv quvurlari orqali etkazib beriladi, bu esa turbinali klapanlarni deyarli uning oralig'ini oshirmasdan turbina zaliga joylashtirish imkonini berdi (4.20-rasmga qarang). . Suv bosimli tunnel orqali chiqariladi.

Yarim er osti gidroelektr stansiyasi binolari. Qulay muhandislik-geologik va topografik sharoitlarda va dumg'aza suvlari sathining katta tebranishlarida xandaq teshiklarida joylashgan yarim er osti binolari va er yuzasida turbinali zallarning yuqori konstruktsiyalari qurilishi mumkin. Yarim er osti binolari uchun echimlar bir yoki bir nechta bloklarni alohida shaftalarda joylashtirish bilan mumkin, ularning ustida turbinali zalning yuqori tuzilishi Dnestr nasosli saqlash elektr stantsiyasida bo'lgani kabi er yuzasiga o'rnatiladi.

60 m chuqurlikdagi xandaq qazishda qurilgan quvvati 648 MVt bo'lgan Vilyuiskaya GESining yarim er osti binosi butunlay er yuzasi ostida joylashgan (4.21-rasm).

Kichik gidroelektrostantsiyalarning binolari. Kichik GESlarga odatda quvvati 10–30 MVt gacha boʻlgan GESlar kiradi. Aksariyat hollarda yirik suv omborlarini yaratishni talab qiladigan va yaxlit energetika tizimlarida ishlaydigan oʻrta va yirik GESlarda yirik daryolarning gidroenergetika resurslaridan foydalanish bilan bir qatorda jahonda kichik gidroelektr stansiyalar ham keng rivojlandi. Bunday GESlar kichik daryolar, irmoqlar va oqava kanallarning gidroenergetika salohiyatidan foydalanadi va atrof-muhitga juda cheklangan ta'sir ko'rsatadi. Ular elektr tarmog'iga elektr energiyasini etkazib berishi yoki ma'lum bir iste'molchi uchun ishlashi mumkin, bu ayniqsa rivojlangan elektr uzatish tarmog'i mavjud bo'lmagan chekka hududlar uchun muhimdir.

Kichik gidroelektr stansiyalar, yiriklari singari, daryo va to'g'on binolari va burilishlari bo'lgan gidroelektrostantsiyalarga bo'linadi.

Kichik gidroelektrostantsiyalarda binolardagi konstruksiyalarni vertikal gidroagregatlarni o'rnatish bilan soddalashtirish uchun to'g'ri eksa konussimon assimilyatsiya quvurlaridan foydalanish mumkin; gorizontal bloklar, shu jumladan kapsula bloklari, shuningdek, blokning eğimli o'qi bo'lganlar (2-rasmga qarang). 4.12, diagrammalar IV, V, VII) keng tarqalgan.

283-sahifada (fotosurat) va rasmda. 4.22-rasmda 27 MVt quvvatga ega Tereblya-Rikskaya 215 m quvvatga ega va 30 MVt quvvatga ega Egorlykskaya 32 m bo'lgan burish GESlari ko'rsatilgan.

Gidroelektrik energiya harakatlanuvchi suv energiyasidan foydalangan holda elektr energiyasini ishlab chiqaradi. Odatda tepaliklar va tog'lardan yog'adigan yomg'ir va erish qorlari oxir-oqibat okeanga oqib tushadigan daryolar va daryolarni hosil qiladi. Ushbu harakatlanuvchi suvning energiyasi sezilarli bo'lishi mumkin (raftingdan ma'lum).

Bu energiya asrlar davomida ishlatilgan. Qadimgi yunonlar bug'doyni un qilish uchun suv g'ildiraklaridan foydalanganlar. Daryoga joylashtirilgan g'ildirak suv ta'sirida aylanadi. Daryoning kinetik energiyasi g'ildirakni aylantiradi va tegirmonni quvvatlaydigan mexanik energiyaga aylanadi.

Gidroenergetikani rivojlantirish

19-asr oxirida gidroenergetika elektr energiyasi ishlab chiqarish manbaiga aylandi. Birinchi GES 1879 yilda Niagara sharsharasida qurilgan. 1881 yilda Niagara sharsharasidagi ko'cha chiroqlari gidroenergetikadan quvvat oldi. 1882 yilda AQShda Viskonsin shtatining Appleton shahrida dunyodagi birinchi gidroelektr stansiya (GES) ishlay boshladi. Darhaqiqat, gidroelektrostantsiyalar va ko'mirda ishlaydigan elektr stantsiyalari xuddi shunday tarzda elektr energiyasini ishlab chiqaradi. Ikkalasi ham uni yoqish uchun turbina deb ataladigan pervaneldan foydalanadi, keyin esa mil orqali aylanadi va elektr energiyasini ishlab chiqaradigan elektr generatorini aylantiradi. Ko'mirda ishlaydigan elektr stansiyalar turbinaning qanotlarini aylantirish uchun bug'dan foydalanadi, GESlar esa tushgan suvdan foydalanadi - natijalar bir xil.

Dunyo elektr energiyasining qariyb 24 foizini ishlab chiqaradi va 1 milliarddan ortiq odamni energiya bilan ta'minlaydi. Butunjahon qayta tiklanuvchi energiya laboratoriyasi ma'lumotlariga ko'ra, dunyodagi gidroelektr stansiyalari jami 675 ming megavatt ishlab chiqarish quvvatiga ega, bu 3,6 milliard barrel neftga teng energiya ekvivalenti.

Suvdan elektr energiyasi qanday olinadi?

Gidroelektrostansiyalar suvdan foydalangan holda suvdan elektr energiyasi ishlab chiqaradi. Oddiy gidroelektrostantsiya uch qismdan iborat tizimdir:

To'g'on orqasidagi suv to'g'on orqali oqib o'tadi va turbinada pervanelni itarib, uni aylantiradi. Turbina elektr energiyasini ishlab chiqarish uchun generatorni aylantiradi. Ishlab chiqarilishi mumkin bo'lgan elektr energiyasi miqdori tizim orqali qancha suv harakatlanishiga bog'liq. Elektr energiyasi zavod va korxonalarga umumiy elektr tarmog'i orqali uzatilishi mumkin.

GESlar jahon elektr energiyasining deyarli beshdan bir qismini taʼminlaydi. Xitoy, Kanada, Braziliya, Amerika Qo'shma Shtatlari va Rossiya gidroenergetikaning beshta yirik ishlab chiqaruvchisi hisoblanadi. Dunyodagi eng yirik gidroelektr stansiyalaridan biri Xitoyning Yantszi daryosidagi Uch darasidir. Toʻgʻonning kengligi 2,3 km, balandligi 185 metr.

Gidroenergetika bugungi kunda elektr energiyasini ishlab chiqarishning eng arzon usuli hisoblanadi. Chunki to‘g‘on qurilib, jihozlar o‘rnatilgach, energiya manbai – oqar suv bepul bo‘ladi. Bu har yili qor va yog'ingarchilikdan qayta tiklanadigan toza yoqilg'i manbai.

GES tomonidan ishlab chiqarilgan elektr energiyasi miqdori ikki omilga bog'liq:

1. Sharshara balandligi: suv qanchalik baland bo'lsa, u shunchalik ko'p energiyaga ega. Odatda, suv tushadigan masofa to'g'onning kattaligiga bog'liq. To'g'onlar qanchalik baland bo'lsa, suv shunchalik ko'p tushadi va u shunchalik ko'p energiyaga ega. Olimlarning ta'kidlashicha, suvning tushish kuchi uning tushgan masofasiga "proporsional".
2. Tushgan suv miqdori. Turbina orqali ko'proq suv oqishi ko'proq energiya ishlab chiqaradi. Turbinadagi suv miqdori daryo bo'ylab oqadigan suv miqdoriga bog'liq. Kattaroq daryolar ko'proq oqimga ega va ko'proq energiya ishlab chiqarishi mumkin.

Gidroenergetika ishlab chiqarish yuqori darajada tartibga solinadi, bu operatorlarga talabga binoan elektr energiyasini ishlab chiqarish uchun turbina orqali suv oqimini nazorat qilish imkonini beradi. Bundan tashqari, sun'iy suv omborlari dam olish, suzish yoki eshkak eshish uchun ishlatilishi mumkin.

Ammo daryolarni to'sish yovvoyi tabiatni va boshqa tabiiy resurslarni yo'q qilishi yoki buzishi mumkin. Ba'zi baliq turlari, masalan, qizil ikra, tuxum qo'yish yo'llari bloklangan bo'lishi mumkin. Gidroelektrik to‘g‘onlar suvda erigan kislorod miqdorining past bo‘lishiga ham sabab bo‘lishi mumkin, bu esa daryolar hayotiga zararli.

GES - suv oqimining energiyasini elektr energiyasiga aylantiruvchi gidroelektrostantsiya. Pichoqlarga tushgan suv oqimi turbinalarni aylantiradi, bu esa o'z navbatida mexanik energiyani elektr energiyasiga aylantiradigan generatorlarni harakatga keltiradi. GESlar daryo oʻzanlarida quriladi, odatda toʻgʻon va suv omborlari quriladi.

Ish printsipi

Gidroelektrostantsiyalarning ishlashi uchun asos - bu tushayotgan suv energiyasidir. Daryo suvlari sathining farqi tufayli manbadan og'izgacha doimiy oqim hosil qiladi. Toʻgʻon deyarli barcha GESlarning ajralmas qismi boʻlib, daryo oʻzanida suv harakatini toʻsadi. To'g'on oldida suv ombori hosil bo'lib, undan oldin va keyin suv sathida sezilarli farqni keltirib chiqaradi.

Yuqori va pastki suv sathlari hovuz deb ataladi va ular orasidagi farq tomchi balandligi yoki bosim deb ataladi. Operatsion printsipi juda oddiy. Pastki oqimga turbina o'rnatilgan bo'lib, uning qanotlariga yuqori oqimdan oqim yo'naltiriladi. Suvning tushishi turbinani harakatga keltiradi va mexanik ulanish orqali elektr generatorining rotorini aylantiradi. Turbinalar orqali o'tadigan bosim va suv miqdori qanchalik katta bo'lsa, GESning kuchi shunchalik yuqori bo'ladi. Samaradorlik taxminan 85% ni tashkil qiladi.

Xususiyatlari

GESlarda samarali energiya ishlab chiqarish uchun uchta omil mavjud:

• Yil davomida kafolatlangan suv ta'minoti.
• Qulay relef. Kanyonlar va tomchilarning mavjudligi gidravlik qurilishga yordam beradi.
• Daryoning kattaroq qiyaligi.

Gidroelektrostantsiyaning ishlashi bir nechta, shu jumladan qiyosiy xususiyatlarni o'z ichiga oladi:

• Ishlab chiqarilgan elektr energiyasining narxi boshqa turdagi elektr stantsiyalariga qaraganda ancha past.
• Qayta tiklanadigan energiya manbai.
• GES ishlab chiqarishi kerak bo'lgan energiya miqdoriga qarab, uning generatorlarini tezda yoqish va o'chirish mumkin.
• Boshqa turdagi elektr stansiyalari bilan solishtirganda, GESlar havo muhitiga juda kam ta'sir qiladi.
• Asosan, GESlar iste'molchilardan uzoqda joylashgan ob'ektlardir.
• GESlarni qurish juda katta kapital talab qiladi.
• Suv omborlari katta maydonlarni egallaydi.
• To'g'onlarning qurilishi va suv omborlari qurilishi ko'plab baliq turlarining urug'lanish joylariga yo'llarni to'sib qo'yadi, bu esa baliqchilik tabiatini tubdan o'zgartiradi. Lekin ayni paytda suv omborining o‘zida baliqchilik xo‘jaliklari tashkil etilib, baliq zaxiralari ko‘paymoqda.

Turlari

Qurilayotgan inshootlarning tabiatiga ko'ra gidroelektr stansiyalar quyidagilarga bo'linadi:

• To'g'onga asoslangan GESlar dunyodagi eng keng tarqalgan stansiyalar bo'lib, ularda bosim to'g'on tomonidan yaratiladi. Ular asosan bir oz qiyalikli daryolarda qurilgan. Yuqori bosim hosil qilish uchun suv omborlari ostida katta maydonlarni suv bosadi.
• Diversion stansiyalar - katta qiyalikli togʻ daryolarida qurilgan stansiyalar. Kerakli bosim suv oqimi nisbatan past bo'lgan bypass (diversiya) kanallarida yaratiladi. Suv olish orqali daryo oqimining bir qismi turbinani harakatga keltiradigan bosim hosil bo'lgan quvur liniyasiga yo'naltiriladi.
• Nasosli saqlash stantsiyalari. Ular energiya tizimiga eng yuqori yuklarni engishga yordam beradi. Bunday stansiyalarning gidravlika agregatlari nasos va generator rejimlarida ishlashga qodir. Ular turli darajadagi ikkita suv omboridan iborat bo'lib, ichidagi gidravlika bloki bo'lgan quvur liniyasi bilan bog'langan. Katta yuklarda suv yuqori rezervuardan pastki qismga chiqariladi, bu turbinani aylantiradi va elektr energiyasini ishlab chiqaradi. Talab past bo'lganda, suv kam ombordan yuqoriroq omborga qaytariladi.

Rossiyaning gidroenergetikasi

Bugungi kunda Rossiyada 102 ta GESda jami 100 MVt dan ortiq elektr energiyasi ishlab chiqariladi. Rossiya gidroelektr stantsiyalarining barcha gidravlikalarining umumiy quvvati taxminan 45 million kVtni tashkil etadi, bu dunyoda beshinchi o'ringa to'g'ri keladi. Rossiyada ishlab chiqarilgan elektr energiyasining umumiy hajmida gidroelektrostantsiyalarning ulushi 21% - 165 milliard kVt/soatni tashkil etadi, bu ham dunyoda 5-o'ringa to'g'ri keladi. Potentsial gidroenergetika resurslari soni bo'yicha Rossiya 852 milliard kVt/soat ko'rsatkich bilan Xitoydan keyin ikkinchi o'rinda turadi, ammo ularning rivojlanish darajasi atigi 20% ni tashkil etadi, bu dunyodagi deyarli barcha mamlakatlardan, shu jumladan rivojlanayotgan mamlakatlardan sezilarli darajada past. Gidropotensialdan foydalanish va Rossiya energetikasini rivojlantirish uchun 2004 yilda ishlayotgan gidroelektrostantsiyalarning ishonchli ishlashini ta'minlash, mavjud qurilish loyihalarini yakunlash, yangi stansiyalarni loyihalash va qurish bo'yicha Federal dastur tuzildi.

Rossiyadagi eng yirik gidroelektrostantsiyalar ro'yxati

• Krasnoyarsk GESi - Divnogorsk, Yenisey daryosida.
• Bratsk GESi - Bratsk, r. Angara.
• Ust-Ilimskaya - Ust-Ilimsk, r. Angara.
• Sayano-Shushenskaya gidroelektr stantsiyasi - Sayanogorsk.
• Boguchanskaya GESi daryoda joylashgan. Angara.
• Jigulevskaya GESi - Jigulevsk, r. Volga.
• Voljskaya GES - Voljskiy, Volgograd viloyati, Volga daryosi.
• Cheboksari - Novocheboksarsk, Volga daryosi.
• Bureyskaya GESi - qishloq. Talakan, Bureya daryosi.
• Nijnekamsk GESi - Chelni, r. Kama.
• Votkinskaya - Chaykovskiy, r. Kama.
• Chirkeyskaya daryosi. Sulak.
• Zagorskaya PSPP - daryo. Kunha.
• Zeyskaya - Zeya shahri, r. Zeya.
• Saratov GESi - daryo. Volga.

Voljskaya GESi

Ilgari Stalingrad va Volgograd GESlari, hozir esa Volga daryosidagi xuddi shu nomdagi Voljskiy shahrida joylashgan Voljskaya o'rta bosimli daryo stansiyasi hisoblanadi. Bugungi kunda u Evropadagi eng yirik gidroelektrostantsiya hisoblanadi. Gidroagregatlar soni 22 ta, elektr quvvati 2592,5 MVt, ishlab chiqarilgan oʻrtacha yillik elektr energiyasi 11,1 mlrd.kVt/soatni tashkil etadi. Suv inshootining oʻtkazish quvvati 25000 m3/s. Ishlab chiqarilgan elektr energiyasining asosiy qismi mahalliy iste'molchilarga yetkazib beriladi.

GES qurilishi 1950 yilda boshlangan. Birinchi gidravlika 1958 yil dekabr oyida ishga tushirildi.Voljskaya GESi 1961-yil sentabr oyida toʻliq ishga tushdi. Ishga tushirish Volga bo'yi, Markaz, Janubiy va Quyi Volga va Donbassning energiya ta'minotining muhim energiya tizimlarini birlashtirishda hal qiluvchi rol o'ynadi. 2000-yillarda allaqachon bir nechta yangilanishlar amalga oshirildi, bu esa stansiyaning umumiy quvvatini oshirdi. Voljskaya GES elektr energiyasini ishlab chiqarishdan tashqari, Trans-Volga mintaqasining qurg'oqchil erlarini sug'orish uchun ishlatiladi. Volga bo'ylab avtomobil va temir yo'l o'tish joylari suv inshootlarida qurilib, Volga mintaqalari o'rtasidagi aloqani ta'minlaydi.

Qadim zamonlardan beri odamlar suvning harakatlantiruvchi kuchidan foydalanganlar. Ular g'ildiraklari suv oqimi bilan harakatlanadigan tegirmonlarda unni maydalashdi, og'ir daraxt tanasini quyi oqimga suzib yurishdi va turli muammolarni, shu jumladan sanoat muammolarini hal qilish uchun odatda gidroenergetikadan foydalanishdi.

Birinchi gidroelektr stansiyalari

19-asrning oxirida, shaharlarni elektrlashtirish boshlanishi bilan gidroelektrostantsiyalar dunyoda juda keskin mashhur bo'la boshladi. 1878 yilda Angliyada dunyodagi birinchi gidroelektrostantsiya paydo bo'ldi, u keyinchalik ixtirochi Uilyam Armstrongning san'at galereyasida faqat bitta yoy chiroqni quvvat bilan ta'minladi ... Va 1889 yilga kelib, faqat AQShda allaqachon 200 ta GES mavjud edi.

Gidroenergetikani rivojlantirishdagi eng muhim qadamlardan biri 1930-yillarda AQShda Guver toʻgʻoni qurilishi boʻldi. Rossiyaga kelsak, bu erda 1892 yilda Rudniy Oltoyda Berezovka daryosida Zyryanovskiy konining kon drenajini elektr energiyasi bilan ta'minlash uchun mo'ljallangan 200 kVt quvvatga ega birinchi to'rt turbinli gidroelektrostantsiya qurilgan. Shunday qilib, insoniyat tomonidan elektr energiyasining rivojlanishi bilan gidroelektr stansiyalari sanoat taraqqiyotining tez sur'atlarini belgilab berdi.

Bugungi kunda zamonaviy GESlar gigavatt quvvatga ega ulkan inshootlardir. Biroq, har qanday gidroelektrostantsiyaning ishlash printsipi, umuman olganda, juda oddiy va hamma joyda deyarli bir xil bo'lib qolmoqda. Shlangi turbinaning pichoqlariga yo'naltirilgan suv bosimi uning aylanishiga olib keladi va gidravlik turbina, o'z navbatida, generatorga ulangan holda, generatorni aylantiradi. Jeneratör elektr energiyasi ishlab chiqaradi, bu ...

GESning turbinali xonasida suv oqimining energiyasini elektr energiyasiga aylantiradigan gidravlika qurilmalari o'rnatilgan va barcha kerakli kommutatorlar, shuningdek gidroelektrostantsiyaning ishlashini nazorat qilish va nazorat qilish moslamalari joylashgan. to'g'ridan-to'g'ri gidroelektrostantsiya binosida.

GESning quvvati turbinalar orqali o'tadigan suvning miqdori va bosimiga bog'liq. To'g'ridan-to'g'ri bosim suv oqimining yo'nalishli harakati tufayli olinadi. Bu to'g'onda to'plangan suv bo'lishi mumkin, daryoning ma'lum bir joyida to'g'on qurilganda yoki bosim oqimning burilishi tufayli olinadi - bu suvning daryo tubidan maxsus tunnel yoki kanal orqali burilishi. Shunday qilib, GESlar to'g'on, burilish va to'g'on-diversion bo'lishi mumkin.

Eng keng tarqalgan to'g'on GESlari daryo tubini to'sib qo'yadigan to'g'onga asoslangan. To'g'on orqasida suv ko'tarilib, to'planib, bosim va bosimni ta'minlaydigan o'ziga xos suv ustunini yaratadi. To'g'on qanchalik baland bo'lsa, bosim shunchalik kuchli bo'ladi. Dunyodagi eng baland to'g'on balandligi 305 metrni tashkil etadi, bu Xitoyning janubi-g'arbiy qismidagi Sichuan provinsiyasining g'arbiy qismidagi Yalongjiang daryosidagi 3,6 GVt quvvatga ega Jinping GESidagi to'g'ondir.

Suv energiyasidan foydalanadigan gidroelektr stantsiyalar ikki xil bo'ladi. Agar daryo biroz pasaygan bo'lsa-da, lekin suv nisbatan yuqori bo'lsa, daryoni to'sib qo'yadigan to'g'on yordamida suv sathida etarli farq hosil bo'ladi.

To'g'on tepasida suv ombori hosil bo'lib, stansiyaning yil davomida bir xilda ishlashini ta'minlaydi. To'g'on ostidagi qirg'oqda, unga yaqin joyda, elektr generatoriga (to'g'on stantsiyasiga) ulangan suv turbinasi o'rnatilgan. Agar daryo navigatsiya qilinadigan bo'lsa, unda kemalarning o'tishi uchun qarama-qarshi qirg'oqda qulf o'rnatiladi.

Agar daryoning suvi unchalik baland boʻlmasa-da, lekin katta pasayish va tez oqimga ega boʻlsa (masalan, togʻ daryolari), u holda suvning bir qismi daryoga nisbatan ancha pastroq qiyalik boʻlgan maxsus kanal orqali buriladi. Bu kanalning uzunligi ba'zan bir necha kilometrga etadi. Ba'zida er sharoitlari bizni kanalni tunnel bilan almashtirishga majbur qiladi (kuchli stantsiyalar uchun). Bu kanalning chiqishi va daryoning quyi oqimi o'rtasida sezilarli darajada farq qiladi.

Kanalning oxirida suv tik eğimli trubaga kiradi, uning pastki uchida generatorli gidravlik turbina joylashgan. Darajalardagi sezilarli farq tufayli suv yuqori kinetik energiyaga ega bo'lib, stansiyani (diversiya stantsiyalarini) quvvatlantirish uchun etarli.

Bunday stantsiyalar katta quvvatga ega bo'lishi mumkin va mintaqaviy elektr stantsiyalari toifasiga kiradi (qarang -). Eng kichik stantsiyalarda turbina ba'zan kamroq samarali, arzonroq suv g'ildiragi bilan almashtiriladi.

GESlarning turlari va ularning qurilmalari

GES to'g'ondan tashqari bino va o'tkazgichni o'z ichiga oladi. GESning asosiy jihozlari binoda joylashgan bo'lib, bu erda turbinalar va generatorlar o'rnatilgan. To'g'on va binodan tashqari, GESda qulflar, suv o'tkazgichlar, baliq narvonlari va kema liftlari bo'lishi mumkin.

Har bir gidroelektr stantsiyasi o'ziga xos tuzilmadir, shuning uchun gidroelektrostantsiyalarning boshqa turdagi sanoat elektr stantsiyalaridan asosiy farqlovchi xususiyati ularning individualligidir. Aytgancha, dunyodagi eng katta suv ombori Ganada, Volta daryosidagi Akosombo suv omborida joylashgan. U 8500 kvadrat kilometr maydonni egallaydi, bu butun mamlakat hududining 3,6 foizini tashkil qiladi.

Agar daryo bo'yida sezilarli qiyalik bo'lsa, u holda suv oqimini yo'naltiruvchi GES quriladi. Katta to'g'on suv omborini qurishning hojati yo'q, aksincha, suv faqat maxsus qurilgan suv kanallari yoki tunnellar orqali to'g'ridan-to'g'ri elektr stansiyasi binosiga yo'naltiriladi.

Ba'zan, burish gidroelektr stantsiyalarida kichik kundalik tartibga solish hovuzlari o'rnatiladi, bu esa bosimni nazorat qilish imkonini beradi va shu bilan elektr tarmog'idagi yukga qarab ishlab chiqarilgan elektr energiyasiga ta'sir qiladi.

Nasosli akkumulyator elektr stansiyalari (PSPP) gidroelektrostantsiyaning maxsus turi hisoblanadi. Bu erda stantsiyaning o'zi elektr ta'minotidagi kunlik tebranishlarni va eng yuqori yuklarni yumshatish va shu bilan elektr tarmog'ining ishonchliligini oshirish uchun mo'ljallangan.

Bunday stantsiya generator rejimida ham, saqlash rejimida ham, nasoslar pastki hovuzdan yuqori hovuzga suv quyganda ishlashga qodir. Hovuz, bu nuqtai nazardan, suv omborining bir qismi bo'lgan va gidroelektrostantsiyaga ulashgan hovuz tipidagi ob'ektdir. Yuqori hovuz yuqorida, pastki hovuz quyida joylashgan.

Nasosli elektr stansiyasiga misol qilib, Missisipi shtatidan 80 kilometr uzoqlikda qurilgan, quvvati 5,55 milliard litr bo'lgan Missuri shtatidagi Taum Sauk suv omborini keltirish mumkin, bu esa energiya tizimiga 440 MVt quvvatni eng yuqori quvvat bilan ta'minlash imkonini beradi.

Gidroelektrostantsiyaning ishlash printsipi juda oddiy. Gidroelektrostantsiyaning gidrotexnik inshootlari gidravlik turbinaning qanotlariga kerakli suv oqimini ta'minlaydi, bu esa elektr energiyasini ishlab chiqaruvchi generatorga olib keladi.

1-rasm. Gidravlik turbinalar turlaridan birining diagrammasi

Kerakli suv bosimi to'g'on (to'g'on tipidagi gidroelektrostantsiyada) yoki aylanma - suvning tabiiy oqimi (diversion GESlar) orqali hosil bo'ladi. Ba'zi hollarda kerakli suv bosimini olish uchun ham to'g'on, ham burilish birgalikda ishlatiladi:

• to'g'on gidroelektr stansiyalari (2-rasm). Bular Qirg‘izistondagi yirik GESlarning eng keng tarqalgan turlari. Ulardagi suv bosimi daryoni butunlay to'sib qo'yadigan va undagi suv sathini kerakli balandlikka ko'taradigan to'g'on o'rnatish orqali hosil bo'ladi. Bunday holda, gidroelektrostantsiya binosining o'zi to'g'on orqasida, uning pastki qismida joylashgan. Suv, bu holda, turbinalarga maxsus bosimli tunnellar orqali etkazib beriladi.
• aylanma gidroelektr stansiyalari (3-rasm). Bunday elektr stansiyalari daryo qiyaligi bo'lgan joylarda quriladi. Bosim yaratish uchun zarur bo'lgan suv miqdori daryo tubidan maxsus drenaj tizimlari (kanallar, shoxlar, ariqlar) orqali chiqariladi. Ularning qiyaligi daryoning o'rtacha qiyaligidan sezilarli darajada past. Natijada, suv, ma'lum masofadan so'ng, kerakli balandlikka ko'tariladi va bosimli hovuzga yig'iladi. U yerdan bosimli quvur orqali suv turbinaga kiradi va oxir-oqibat yana o'sha daryoga tushadi. Ba'zi hollarda, burish kanalining boshida to'g'on va kichik suv ombori yaratiladi.

Guruch. 2. To‘g‘on tipidagi GES

Guruch. 3. Divers tipidagi gidroelektr stansiyasi

Barcha elektr jihozlari to'g'ridan-to'g'ri GES binosining o'zida joylashgan. Maqsadga qarab, uning o'ziga xos bo'linmasi mavjud. Gidrogeneratorlar turbina xonasida joylashgan bo'lib, suv energiyasini bevosita elektr energiyasiga aylantiradi. Shuningdek, gidroelektrostantsiyalarning ishlashini nazorat qilish va nazorat qilish qurilmalari, transformator stantsiyasi, o'tkazgich qurilmalari va boshqalarni o'z ichiga olgan elektr jihozlari mavjud.

GESlar ishlab chiqarilgan quvvatiga qarab quyidagilarga bo'linadi:

• kuchli - 30 MVt va undan yuqori ishlab chiqarish;
• kichik GESlar - 1 MVt dan 30 MVt gacha;
• mini gidroelektrostantsiya - 100 kVt dan 1 MVt gacha;
• mikro GES - 5 kVt dan 100 kVt gacha;
• piko gidroelektr stantsiyasi - 5 kVtgacha.

GESning quvvati suv bosimi va oqimiga, shuningdek, foydalaniladigan turbinalar va generatorlarning samaradorligiga (samaradorlik koeffitsientiga) bog'liq. Tabiiy sabablarga ko'ra suv oqimi mavsumga qarab doimiy ravishda o'zgarib turishi va boshqa bir qator sabablarga ko'ra gidroelektrostantsiya quvvatining ifodasi sifatida tsiklik quvvatni olish odatiy holdir. Masalan, GESning yillik, oylik, haftalik yoki kunlik ish sikllari mavjud.

Suv oqimi va bosimiga qarab, GESlarda turli xil turbinalar qo'llaniladi. Yuqori bosim uchun - metall spiral kamerali paqir va radial-eksenli turbinalar. O'rta bosimli gidroelektrostantsiyalarda aylanma qanotli va radial eksenel turbinalar, past bosimli gidroelektrostantsiyalarda aylanma qanotli turbinalar temir-beton yoki po'lat kameralarga o'rnatiladi. Barcha turdagi turbinalarning ishlash printsipi bir xil - bosim ostida (suv bosimi) suv aylana boshlaydigan turbina pichoqlariga kiradi. Mexanik energiya shu tarzda elektr energiyasini ishlab chiqaradigan generatorga o'tkaziladi. Turbinalar ba'zi texnik xususiyatlarda, shuningdek, kameralarda - po'lat yoki temir-betonda farqlanadi va turli xil suv bosimi uchun mo'ljallangan.

GESlar oʻz maqsadlariga koʻra qoʻshimcha inshootlarni, masalan, qulflar, baliq oʻtish joylari, sugʻorishda foydalaniladigan suv olish inshootlari va boshqalarni ham oʻz ichiga olishi mumkin.

Gidroelektrostantsiyalarning ahamiyati shundaki, ular qayta tiklanadigan tabiiy resurslardan elektr energiyasi ishlab chiqarishda foydalanadilar. GESlar uchun qo'shimcha yoqilg'iga ehtiyoj yo'qligi sababli ishlab chiqarilgan elektr energiyasining yakuniy tannarxi boshqa turdagi elektr stansiyalaridan foydalanishga qaraganda sezilarli darajada past bo'ladi.

Gidroelektrostantsiyalarning xususiyatlari (ijobiy va salbiy tomonlari)

• (+) gidroelektrostantsiyalarda elektr energiyasining narxi issiqlik elektr stansiyalariga qaraganda ikki baravar past.
• (+) gidroelektr turbinalari noldan maksimal quvvatgacha barcha rejimlarda ishlashga imkon beradi va agar kerak bo'lsa, elektr energiyasini ishlab chiqarish regulyatori sifatida quvvatni tezda o'zgartirishga imkon beradi.
• (+) daryo oqimi qayta tiklanadigan energiya manbai hisoblanadi
• (+) boshqa turdagi elektr stantsiyalarga qaraganda havo va muzliklarga sezilarli darajada kamroq ta'sir qiladi.
• (-) ko'pincha samarali GESlar iste'molchilardan uzoqroq bo'lib, qimmat elektr uzatish liniyalarini (PTL) qurishni talab qiladi.
• (-) Suv omborlari ko'pincha katta maydonlarni egallaydi.
• (-) to'g'onlar ko'pincha baliqchilikning tabiatini o'zgartiradi, chunki ular ko'chib yuruvchi baliqlar uchun urug'lanish joylariga yo'lni to'sib qo'yadi, lekin ko'pincha suv omborining o'zida baliq zahiralarining ko'payishi va baliq etishtirishni qo'llab-quvvatlaydi.