Гэс с деривационной и плотинной схемой создания напора.

Деривационные электростанции строят в тех местах, где велик уклон реки. Необходимая концентрация воды в ГЭС такого типа создается посредством деривации. Вода отводится из речного русла через специальные водоотводы. Последние — спрямлены, и их уклон значительно меньший, нежели средний уклон реки. В итоге вода подводится непосредственно к зданию ГЭС. Деривационные ГЭС могут быть разного вида — безнапорные или с напорной деривацией. В случае с напорной деривацией, водовод прокладывается с большим продольным уклоном.

Рисунок 3 – схема ГЭС деривационного типа.

1 — деривационный подводящий канал; 2 — деривационный отводящий канал; 3 — здание ГЭС; 4 — напорный бассейн; 5 — водосбросный канал; 6 — головной водозаборный узел; 7 — река.

Рассмотрим теперь плотинную схему создания напора ГЭС. Плотинная схема предусматривает создание подпора уровня водостока путем сооружения плотины. Образующееся при этом водохранилище может использоваться в качестве регулирующей емкости, позволяющей периодически накапливать запасы воды и более полно использовать энергию водотока. На равнинных реках ГЭС с плотинной схемой концентрации напора разделяются на 2 типа: русловые и приплотинные.

На гидростанциях с напором до 25-30м здание станции, как и плотина, воспринимает напор и располагается в русле реки. Такие ГЭС называют русловыми. Т.к. с ростом напора увеличивается объем строительных работ по сооружению зданий русловых ГЭС, то при напорах, превышающих 25-30м, здание станции помещается за плотиной. Такие станции называются приплотинными. На них весь напор воспринимается плотиной.

Существует ГЭС плотинного типа с русловыми и приплотинными зданиями станций. Рассмотрим второй вид ГЭС.

Приплотинные здания гидроэлектростанций сооружаются при напорах от 30-40 до 200-300 м. Верхний предел напора определяется высотой плотины. Характерная особенность приплотинного здания ГЭС состоит в том, что оно не является водоподпорным сооружением и располагается за плотиной или в стороне от нее (рис. 15.3). В данном случае большое влияние на компоновку оказывает тип плотины, так как от высоты и ширины ее по подошве зависит длина напорных водоводов и компоновка здания гидроэлектростанции.

Рисунок 4 – ГЭС приплотинного типа

Гэс руслового типа.

Рассмотрим теперь ГЭС руслового типа отдельно. ГЭС с русловым зданием характеризуется тем, что ее здание входит в состав водоподпорных сооружений и воспринимает давление воды со стороны верхнего бьефа. Конструкция здания в этом случае должна удовлетворять всем требованиям устойчивости и прочности, предъявляемым к плотинам. Размеры здания, в частности его высота, определяются напором, поэтому, как уже говорилось, ГЭС с русловыми зданиями строятся при сравнительно небольших напорах - 25-30м (например, каскад Волжских ГЭС).

Рассмотрим как же происходит преобразование механической энергии воды в электрическую. Вода под действием силы тяжести по водопроводам движется из верхнего бьефа в нижний, вращаю рабочее колесо турбины. Гидравлическая турбина соединена валом с ротором электрогенератора. Турбина и генератор вместе образуют гидрогенератор. В турбине гидравлическая энергия преобразуется в механическую энергию вращения на валу агрегата, а генератор преобразует эту энергию в электрическую.

Рисунок 5 – ГЭС руслового типа