जल प्रवाह की ऊर्जा का उपयोग, पनबिजली संयंत्रों (HPP) की हाइड्रोलिक संरचनाओं का उपकरण

पानी की ऊर्जा बहती है

जल प्रवाह की ऊर्जा (क्षमता) दो मात्राओं द्वारा निर्धारित की जाती है: बहते पानी की मात्रा और उसके मुंह तक गिरने की ऊंचाई।

एक प्राकृतिक अवस्था में, नदी के प्रवाह की ऊर्जा चैनल के कटाव, मिट्टी के कणों के हस्तांतरण, किनारों पर घर्षण और तल पर खर्च की जाती है।

इस तरह, जल प्रवाह की ऊर्जा पूरे प्रवाह में वितरित की जाती है, यद्यपि असमान रूप से - नीचे की ढलानों और पानी के द्वितीयक प्रवाह दर के आधार पर। एक निश्चित क्षेत्र के भीतर प्रवाह की ऊर्जा का उपयोग करने के लिए, इसे एक खंड में - एक संरेखण में केंद्रित करना आवश्यक है।

कभी-कभी इस तरह की सघनता प्रकृति द्वारा झरनों के रूप में बनाई जाती है, लेकिन ज्यादातर मामलों में इसे कृत्रिम रूप से, की मदद से बनाया जाना चाहिए हाइड्रोलिक संरचनाएं.

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ऊर्जा निर्माण स्थल पर केंद्रित है पनबिजली संयंत्र (एचपीपी) दो रास्ते हैं:

• एक बांध नदी को अवरुद्ध करता है और बेसिन में पानी ऊपर की ओर उठाता है - नदी के ऊपर N मीटर बेसिन के स्तर से नीचे की ओर - नीचे की ओर। अपस्ट्रीम और डाउनस्ट्रीम लेवल H के अंतर को हेड कहा जाता है। पनबिजली संयंत्र जहां बांध द्वारा सिर बनाया जाता है, निकट-बांध कहलाते हैं और आमतौर पर समतल नदियों पर बनाए जाते हैं;

• एक विशेष बायपास चैनल की मदद से - एक व्युत्पत्ति चैनल। व्युत्पत्ति स्टेशन मुख्य रूप से पहाड़ी क्षेत्रों में बनाए जाते हैं। डायवर्जन नहर में बहुत कम ढलान है, इसलिए इसके अंत में नहर से घिरे नदी खंड का पूरा सिर लगभग पूरी तरह से केंद्रित है।

संरचना संरेखण में प्रवाह बल एक सेकंड, Q और हेड H में गेट से गुजरने वाले पानी की मात्रा द्वारा निर्धारित किया जाता है। यदि Q को m3/sec में और H को मीटर में मापा जाता है, तो सेक्शन में प्रवाह दर बराबर होगी:

पीपी = 9.81 * क्यू * 3 किलोवाट।

इस क्षमता का केवल एक हिस्सा, स्थापना की दक्षता के बराबर, जलविद्युत संयंत्र के विद्युत जनरेटर में उपयोग किया जाएगा। इसलिए, हेड H पर पावर प्लांट की शक्ति और टर्बाइन Q के माध्यम से पानी का प्रवाह होगा:

पी = 9.81 * बी * एच * दक्षता किलोवाट।

एक पनबिजली संयंत्र के लिए इंजन कक्ष

पनबिजली संयंत्रों की वास्तविक परिचालन स्थितियों में, कुछ पानी टर्बाइनों के पीछे छोड़ा जा सकता है।

धाराओं की ऊर्जा का उपयोग सदियों से किया जाता रहा है। जल शक्ति का व्यापक उपयोग 19वीं शताब्दी के अंत में ही संभव हुआ, जब इसका आविष्कार हुआ विद्युत ट्रांसफार्मर और बनाया तीन चरण वैकल्पिक वर्तमान प्रणाली... लंबी दूरी पर ऊर्जा संचारित करने की क्षमता ने सबसे शक्तिशाली जल धाराओं की ऊर्जा का दोहन करना संभव बना दिया।

यांग्त्ज़ी नदी पर स्थित चीन का थ्री गोरजेस हाइड्रोइलेक्ट्रिक प्लांट, स्थापित क्षमता के मामले में दुनिया में सबसे बड़ा है।

जलविद्युत संयंत्रों की जलविद्युत सुविधाओं की संरचना और व्यवस्था

एक बांध पनबिजली संयंत्र की संरचनाओं की इकाई की संरचना में आमतौर पर शामिल हैं:

• बांध सिर। बांध की ऊपरी पहुंच में, स्थलाकृतिक स्थितियों और बांध की ऊंचाई के आधार पर एक बड़ी या छोटी मात्रा वाला जलाशय बनता है, जो लोड शेड्यूल के अनुसार टर्बाइनों के माध्यम से पानी के प्रवाह को नियंत्रित करता है;

• जलविद्युत भवन;

• गटर, एक अलग उद्देश्य और तदनुसार अलग डिजाइन: टर्बाइनों में उपयोग नहीं किए जाने वाले अतिरिक्त पानी का निर्वहन करने के लिए, उदाहरण के लिए बाढ़ (अतिप्रवाह) के दौरान; अतिप्रवाह जल में जल क्षितिज को कम करने के लिए, जो कभी-कभी आवश्यक होता है, उदाहरण के लिए, हाइड्रोलिक सुविधाओं (जल निकासी) की मरम्मत करते समय; जल उपयोगकर्ताओं (जल सेवन सुविधाओं) के बीच जल वितरण के लिए;

• परिवहन सुविधाएं - नौगम्य ताले, लकड़ी के राफ्टिंग के लिए नदी, अलमारियों और राफ्ट पर नेविगेशन द्वारा प्रदान करना;

• मछली मार्ग की सुविधा।

जलविद्युत संयंत्र के निर्माण पर अनुभाग

व्युत्पत्ति पनबिजली संयंत्र की विशिष्ट संरचनाएं - डायवर्जन चैनल और चैनल से टर्बाइन तक पाइपिंग।

जलविद्युत संयंत्रों के ब्लॉक में मुख्य मूल्य, सबसे तकनीकी रूप से जिम्मेदार और सबसे महंगी कड़ी बांध है। बांध जल मार्ग के मार्ग के साथ प्रतिष्ठित हैं:

• बहराजो पानी के पारित होने की अनुमति नहीं देते;

• स्पिलवेजिसमें बांध के शिखर के ऊपर पानी बहता है;

• पैनल बोर्डजो ढालों (फाटकों) के खुलने पर पानी को अंदर आने देते हैं।

कोर्नाल्वो स्पेन में बादाजोज़ प्रांत में एक बांध है, जो लगभग 2,000 वर्षों से काम कर रहा है।

बांध आमतौर पर मिट्टी और कंक्रीट के होते हैं।

अर्थ डैम का अनुप्रस्थ प्रोफाइल: 1 — टूथ; 2 - रेत और बजरी की सुरक्षात्मक परत; 3 — क्ले ग्रिड: 4 — डैम बॉडी; 5 - जलरोधक आधार परत

यह आंकड़ा कम मोटाई की पारगम्य परत पर बने मिट्टी के बांध की रूपरेखा दिखाता है। बांध के शरीर को किसी भी मिट्टी से निकाला जाता है जिसमें बड़ी मात्रा में कार्बनिक अशुद्धियाँ और पानी में घुलनशील लवण नहीं होते हैं।

बांध को पारगम्य मिट्टी से भरते समय, पानी को छानने से रोकने के लिए बांध के शरीर में एक मिट्टी का ग्रिड रखा जाता है। जिस पारगम्य परत पर बांध बनाया गया है, उन्हीं कारणों से जलरोधक दांत से काटा जाता है।

यदि बांध पूरी तरह से मिट्टी या रेतीली मिट्टी से भरा हुआ है, तो सीपेज बैरियर की कोई आवश्यकता नहीं है। शीर्ष पर, स्क्रीन को रेत और बजरी की एक सुरक्षात्मक परत के साथ कवर किया गया है, जो बदले में एक पत्थर के फुटपाथ (बांध के शिखर से एक निशान तक जो सबसे कम संभव जल क्षितिज से 0.5 - 0.7 मीटर नीचे स्थित है) द्वारा लहर के कटाव से सुरक्षित है। ऊपरी जल में)।

मिट्टी के बांध को भरते समय, प्रत्येक परत को रोलर्स के साथ सावधानीपूर्वक संकुचित किया जाता है। मिट्टी के बांध के शिखर के माध्यम से पानी की निकासी अस्वीकार्य है, क्योंकि इसके क्षरण का खतरा है। एक सड़क आमतौर पर एक मिट्टी के बांध के शिखर के साथ बनाई जाती है, जो शिखा की चौड़ाई को परिभाषित करती है। रिज पर सामान्य तरीके से डामरीकरण किया गया है।

बांध के आधार की चौड़ाई इसकी ऊंचाई और क्षितिज पर ढलानों के अनुमानित झुकाव पर निर्भर करती है। अपस्ट्रीम स्लोप डाउनस्ट्रीम स्लोप की तुलना में फ्लेटर हो जाता है।

वर्तमान में, बड़े मिट्टी के बांधों के निर्माण में जलविद्युत विधि का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है।

विलो क्रीक बांध, ओरेगन, संयुक्त राज्य अमेरिका, कंक्रीट से बना गुरुत्वाकर्षण-प्रकार का बांध

अंध कंक्रीट बांध की योजना: 1 — बांध की जल निकासी; 2 - गैलरी देखना; 3 - संग्राहक; 4 - नींव की जल निकासी

यह आंकड़ा शीर्ष पर एक यातायात लेन के साथ एक नियमित प्रोफ़ाइल के साथ एक खाली कंक्रीट बांध दिखाता है। मिट्टी और किनारों के साथ बांध के अधिक विश्वसनीय संबंध के लिए, बांध की नींव कई किनारों के रूप में बनाई जाती है। 0.05 — 1.0 Z की गहराई वाला दांत दाब की तरफ स्थित होता है।

निस्पंदन का मुकाबला करने के लिए, विरोधी निस्पंदन पर्दे को दांत के नीचे रखा जाता है, जिसके लिए 5 - 15 सेमी के व्यास वाले बोरहोल की एक प्रणाली के माध्यम से, सीमेंट समाधान को आधार (मिट्टी) की दरारों में इंजेक्ट किया जाता है।

हालांकि बांध का शरीर ठोस कंक्रीट से बना है, पानी हमेशा इसके माध्यम से रिसता है। इस पानी को नीचे की ओर निकालने के लिए, बांध में एक जल निकासी प्रणाली की व्यवस्था की जाती है, जिसमें बांध के शरीर में हर 1.5 - 3 मीटर में बने ऊर्ध्वाधर कुएँ - नालियाँ (20 - 30 सेमी के व्यास के साथ) होती हैं।

उनके माध्यम से निकाला गया पानी अवलोकन गैलरी 2 के क्युवेट्स में प्रवेश करता है, जहां से इसे क्षैतिज संग्राहकों 3 के माध्यम से निचले पूल में ले जाया जाता है। अवलोकन गैलरी, जो बांध के शरीर में इसकी पूरी लंबाई के साथ चलती है, कंक्रीट और जल निस्पंदन की स्थिति की निगरानी के लिए बनाई गई है।

व्युत्पन्न जल आपूर्ति संरचनाएं अक्सर एक खुले चैनल के रूप में कार्यान्वित की जाती हैं। नरम मिट्टी में, चैनल अनुभाग आमतौर पर ट्रैपोज़ाइडल होता है। छानने को कम करने, कटाव को रोकने, खुरदरापन कम करने और संबंधित दबाव के नुकसान को कम करने के लिए चैनल की दीवारों और तल को कंक्रीट या डामर के साथ पंक्तिबद्ध किया जाता है। कोबलस्टोन क्लैडिंग का भी उपयोग किया जाता है।

चट्टानी मिट्टी में डायवर्जन चैनलों में एक आयताकार खंड होता है। यदि एक खुला चैनल बनाना संभव नहीं है, तो एक आयताकार या गोलाकार क्रॉस-सेक्शन वाले अवकाश का उपयोग किया जाता है। डायवर्जन चैनल से टर्बाइनों तक पानी पाइपलाइनों के माध्यम से खिलाया जाता है। पाइपलाइनें हैं धातु, प्रबलित कंक्रीट और लकड़ी।