24 Какими параметрами определяется мощность водного потока.

Гидравлическая энергия водоводов представляет собой работу, которую совершает текущая в них вода. Силой, осуществляющей работу водного потока, является собственный вес воды и скорость ее движения. Энергия воды определяется напором, т.е. разностью уровней воды в начале и в конце рассматриваемого участка водотока и расходом в единицу времени. Если падение участка водотока (реки) длиной L, м, составляет H, м, то при расходе воды Q, м³/сек, равном его среднему значению в начале и конце участка, работа текущей воды в течение 1 сек, т.е. мощность водотока N на рассматриваемом участке, составляет N= gQH=9810QH, если – плотность воды, равная 1000 кг/м³; g – ускорение свободного падения м/с²; N=9,81QH кВт Энергия водотока Э, определяемая произведением мощности N на время t, составляет, Э =9,81QHt\3600 = WH\367,2кВт.ч где W=Qt – объем используемого стока, м³. Формулы мощности водотока выражают потенциальную мощность и выработку электроэнергии. Реальная или техническая мощность будет меньше за счет потерь в гидротехнических сооружениях, подводящих воду из реки к турбинам, в самих турбинах и генераторах ГЭС, учитываемых коэффициентом полезного действия . Тогда получим полезную мощность, кВт, N=9,81QH , И соответственно электроэнергию, кВт ч, Э = WH \367,2кВт.ч

25 Какие основные компоненты входят в состав гидроэлектростанций

Структурные схемы гидроэлектростанций Для превращения речного стока в гидроэнергетические ресурсы необходимо несколько компонентов: 1)водохранилище, образующееся при перегораживании русла реки плотиной, создающей напор перед турбиной; 2) напорная деривация – трубопровод, подающий воду в турбину. Водохранилище отличается от естественного водоема – озера тем, что оно является регулятором речного стока и имеет переменный уровень в зависимости от величины поступления воды и расхода ее через турбины ГЭС. Период аккумуляции речного стока называется наполнением водохранилища, а период отдачи накоплений воды — сработкой водохранилища. Как наполнение водохранилища, так и его сработка в нормальных условиях производится до некоторых предельных уровней. Верхний предел уровня воды, при котором ГЭС и сооружения гидроузла работают длительное время с соблюдением нормальных запасов надежности, предусматриваемых техническими условиями, носит название нормального подпорного уровня (НПУ) Объем водохранилища при этом уровне называется полным объемом и обозначается Uполн. Минимальный уровень водохранилища, до которого возможна его сработка в условиях нормальной эксплуатации, называется уровнем мертвого объема (Uмо). Этот объем определяется условиями получения на ГЭС расчетных параметров. Объем воды между НПУ и УМО называется полезным Uполезн, так как именно этот объем может быть использован для удовлетворения различных целей. Объем же воды, находящейся ниже УМО, называется мертвым V_MO, поскольку он не может быть использован в нормальных условиях эксплуатации. Таким образом, Uполезн = Uполн – Uмо. В общем виде уравнение водного баланса водохранилища за некоторое время Т может быть представлено следующим равенством: Wрег = Wприт ± ۵U – Wзаб + Wвозвр – Wпот, где Wрег — зарегулированный объем стока, т. е. тот объем воды, который прошел за время Т через створ гидроузла; Wприт — приток воды в водохранилище за время Т (для одиночной ГЭС это бытовой приток, для каскада — приток от вышележащей ГЭС с учетом боковой приточности между створами); ۵U — использованный объем водохранилища за период Т (в формуле знак плюс относится к периоду сработки, знак минус — к периоду наполнения водохранилища); Wзаб и Wвозвр — стоки: забираемый из водохранилища и возвращаемый соответственно; Wпот — потери воды из водохранилища за время Т (они обычно включают потери на фильтрацию, льдообразование и расход через шлюзы, если они имеются). Гидравлической турбиной называется двигатель, преобразующий энергию движущейся воды в механическую энергию вращения ее рабочего колеса. Турбины бывают активные (или свободноструйные) и реактивные. Активная турбина работает за счет кинетической энергии струи, выходящей из сопла под давлением, созданным напором Н, струя воды направляется соплом на лопатки рабочего колеса. Активные турбины применяют в основном при больших напорах (до 1000 м и более) и малых расходов воды. Существуют следующие системы активных турбин: ковшовые, наклонно-струйные и двукратные. Реактивные турбины работают главным образом за счет потенциальной энергии воды, создаваемой напором, и частично за счет кинетической энергии движущейся струи. Если рабочее колесо активной турбины вращается в воздухе при атмосферном давлении и поток воды воздействует только на часть его лопастей, то в колесе реактивной турбины все каналы между лопастями сплошь заполнены водой. Наиболее совершенны осевые поворотно-лопастные, пропеллерные и радиально-осевые реактивные турбины.