23
Деривационные ГЭС используют разницу в уровнях воды в реке, огибающей гору или возвышенность. Река перегораживается плотиной и вода по напорному водоводу (иногда длиной в несколько километров) направляется от верхнего уровня (бьефа) к нижнему и вращает лопасти гидротурбин (см. рис. 5.3).
1
водовод |
2 |
3
Рис. 5.3.
1 – верхний бьеф, 2 – машинный зал, 3-нижний бьеф.
По способу сооружения плотины подразделяют на три основных типа:
1.Насыпные.
2.Бетонные.
3.Арочные.
Насыпные плотины сооружаются из местных материалов путем засыпки и утромбовки грунта. Так строилась, например, плотина Нурекской ГЭС высотой
300 м.
Бетонные плотины сооружаются целиком из бетона (см. рис. 5.4). Большинство ГЭС Волжского каскада имеют именно такую конструкцию. На широких равнинных реках часть плотины, где расположен машинный зал, выполняют бетонной, а прилегающую к берегам часть делают насыпной.
На высокогорных ГЭС с глубоководными водохранилищами сооружают плотины из железобетона. По форме они напоминают арку, изогнутую в виде дуги в сторону водохранилища и упирающуюся в скалистые берега. Такие плотины
24
намного уже бетонных, имеют большую амплитуду колебаний и поэтому являются более сейсмостойкими (см. рис. 5.5).
Основное оборудование ГЭС показано на рис. 5.6.
На практике принято гидротурбины подразделять на два класса:
1.Активные.
2.Реактивные.
Рис. 5.4. ГЭС с бетонной плотиной
25
Рис. 5.5. ГЭС с плотиной арочного типа (внизу виден машзал) Активные турбины используют только кинетическую энергию потока, т.е.
вода поступает на рабочее колесо без избыточного давления. К таким турбинам относятся ковшовые (см. рис. 5.7). Они предназначены для высокогорных ГЭС и работают при напорах воды от 300 до 1800 м.
Турбины, использующие потенциальную энергию водяного потока, т.е. работающие под давлением называют реактивными. На равнинных реках с небольшими напорами воды используют лопастные турбины (см. рис. 5.8, б-д). Избыточное давление по мере протекания воды по лопаткам расходуется на увеличение относительной скорости, т. е. на создание реактивного давления потока на лопасти. К этому же классу относятся радиально – осевые турбины, у которых вода при входе на рабочее колесо движется в направлении радиуса турбины (в горизонтальной плоскости), а после рабочего колеса вдоль ее оси (см. рис.5.8, а). Такие турбины применяют в широком диапазоне напоров от 30 до 600 м.
26
Рис. 5.6. Здание приплотинной ГЭС.
1 – машинный зал; 2 – генератор; 3 – спиральная камера; 4 – отсасывающая труба; 5 – водовод; 6 – водоприемник; 7 – решетка;
8 – плоский затвор; 9 – подъемный механизм затвора; 10 – ВЛ на подстанцию