நீர் ஓட்டத்தின் ஆற்றலின் பயன்பாடு, நீர் மின் நிலையங்களின் (HPP) ஹைட்ராலிக் கட்டமைப்புகளின் சாதனம்

நீரின் ஆற்றல் பாய்கிறது

நீர் ஓட்டம் கொண்டிருக்கும் ஆற்றல் (சாத்தியம்) இரண்டு அளவுகளால் தீர்மானிக்கப்படுகிறது: பாயும் நீரின் அளவு மற்றும் வாயில் விழும் உயரம்.

ஒரு இயற்கை நிலையில், ஆற்றின் ஓட்டத்தின் ஆற்றல் கால்வாய் அரிப்பு, மண் துகள்கள் பரிமாற்றம், கரைகள் மற்றும் அடிப்பகுதியில் உராய்வு ஆகியவற்றில் செலவிடப்படுகிறது.

இந்த வழியில், நீர் ஓட்டத்தின் ஆற்றல் ஓட்டம் முழுவதும் விநியோகிக்கப்படுகிறது, சீரற்றதாக இருந்தாலும் - அடிப்பகுதியின் சரிவுகள் மற்றும் நீரின் இரண்டாம் நிலை ஓட்ட விகிதத்தைப் பொறுத்து. ஒரு குறிப்பிட்ட பகுதிக்குள் ஓட்டத்தின் ஆற்றலைப் பயன்படுத்த, அதை ஒரு பிரிவில் - ஒரு சீரமைப்பில் குவிக்க வேண்டியது அவசியம்.

சில நேரங்களில் இத்தகைய செறிவு இயற்கையால் நீர்வீழ்ச்சிகளின் வடிவத்தில் உருவாக்கப்படுகிறது, ஆனால் பெரும்பாலான சந்தர்ப்பங்களில் இது செயற்கையாக உருவாக்கப்பட வேண்டும். ஹைட்ராலிக் கட்டமைப்புகள்.

Itaipu Hydroelectric Plant என்பது மின்சாரம் தயாரிக்கும் உலகின் மிகப்பெரிய நீர்மின் நிலையமாகும்.

கட்டுமான தளத்தில் ஆற்றல் குவிந்துள்ளது நீர்மின் நிலையங்கள் (HPP) இரண்டு வழிகள்:

• ஒரு அணை ஆற்றைத் தடுத்து, மேல்நிலைப் படுகையில் நீரை உயர்த்துகிறது - கீழ்நிலைப் படுகையின் மட்டத்திலிருந்து அப்ஸ்ட்ரீம் N மீட்டர் - கீழ்நிலை. அப்ஸ்ட்ரீம் மற்றும் கீழ்நிலை நிலைகளில் உள்ள வேறுபாடு ஹெட் எனப்படும். நீர்மின் நிலையங்கள் அணைக்கட்டால் உருவாக்கப்படும் நீர்மின் நிலையங்கள் அருகில் அணை என அழைக்கப்படுகின்றன மற்றும் அவை பொதுவாக தட்டையான ஆறுகளில் கட்டப்படுகின்றன;

• ஒரு சிறப்பு பைபாஸ் சேனலின் உதவியுடன் - ஒரு வழித்தோன்றல் சேனல். வழித்தோன்றல் நிலையங்கள் முக்கியமாக மலைப் பகுதிகளில் கட்டப்பட்டுள்ளன. திசை திருப்பும் கால்வாய் மிகச் சிறிய சாய்வைக் கொண்டுள்ளது, எனவே அதன் முடிவில் கால்வாயால் சூழப்பட்ட நதிப் பகுதியின் முழுத் தலையும் கிட்டத்தட்ட முழுமையாக குவிந்துள்ளது.

கட்டமைப்பு சீரமைப்பில் ஓட்ட விசை ஒரு வினாடியில் கேட் வழியாக செல்லும் நீரின் அளவு, Q மற்றும் ஹெட் எச் மூலம் தீர்மானிக்கப்படுகிறது. Q ஐ m3/வினாடியிலும், H மீட்டரிலும் அளவிடப்பட்டால், பிரிவில் உள்ள ஓட்ட விகிதம் இதற்கு சமமாக இருக்கும்:

Pp = 9.81 * Q* 3 kW.

இந்த திறனின் ஒரு பகுதி மட்டுமே, நிறுவலின் செயல்திறனுக்கு சமமாக, நீர்மின் நிலையத்தின் மின்சார ஜெனரேட்டர்களில் பயன்படுத்தப்படும். எனவே, ஹெட் எச் மற்றும் டர்பைன்கள் வழியாக நீர் ஓட்டம் Q இல் உள்ள மின் நிலையத்தின் சக்தி:

P = 9.81*B* H* திறன் kW.

ஒரு நீர்மின் நிலையத்திற்கான இயந்திர அறை

நீர்மின் நிலையங்களின் உண்மையான இயக்க நிலைமைகளில், சில நீர் விசையாழிகளைக் கடந்தும் வெளியேற்றப்படலாம்.

நீரோடைகளின் ஆற்றல் பல நூற்றாண்டுகளாக பயன்படுத்தப்படுகிறது. நீர் சக்தியின் பரவலான பயன்பாடு 19 ஆம் நூற்றாண்டின் இறுதியில் மட்டுமே கண்டுபிடிக்கப்பட்டது. மின் மாற்றி மற்றும் உருவாக்கப்பட்டது மூன்று-கட்ட மாற்று மின்னோட்டம் அமைப்பு... நீண்ட தூரத்திற்கு ஆற்றலை கடத்தும் திறன் மிகவும் சக்திவாய்ந்த நீர் நீரோட்டங்களின் ஆற்றலைப் பயன்படுத்துவதை சாத்தியமாக்கியது.

சீனாவின் மூன்று கோர்ஜஸ் நீர்மின் நிலையம், யாங்சே ஆற்றில் அமைந்துள்ளது, நிறுவப்பட்ட கொள்ளளவு அடிப்படையில் உலகிலேயே மிகப்பெரியது.

நீர் மின் நிலையங்களின் ஹைட்ரோடெக்னிகல் வசதிகளின் கலவை மற்றும் ஏற்பாடு

அணை நீர்மின் நிலையத்தின் கட்டமைப்பு அலகுகளின் அமைப்பு பொதுவாக பின்வருவனவற்றை உள்ளடக்குகிறது:

• அணை தலை. அணையின் மேல் பகுதிகளில், நிலப்பரப்பு நிலைமைகள் மற்றும் அணையின் உயரத்தைப் பொறுத்து பெரிய அல்லது சிறிய அளவு கொண்ட ஒரு நீர்த்தேக்கம் உருவாகிறது, இது சுமை அட்டவணைக்கு ஏற்ப விசையாழிகள் வழியாக நீரின் ஓட்டத்தை ஒழுங்குபடுத்துகிறது;

• நீர்மின் கட்டிடம்;

• சாக்கடைகள், வெவ்வேறு நோக்கம் மற்றும் அதற்கேற்ப வேறுபட்ட வடிவமைப்பு: விசையாழிகளில் பயன்படுத்தப்படாத அதிகப்படியான நீரை வெளியேற்றுவதற்கு, உதாரணமாக வெள்ளத்தின் போது (நிரம்பி வழிகிறது); வழிதல் நீரில் நீர் அடிவானத்தை குறைப்பதற்கு, இது சில நேரங்களில் அவசியம், எடுத்துக்காட்டாக, ஹைட்ராலிக் வசதிகளை (வடிகால்) சரிசெய்யும் போது; நீர் பயனர்களுக்கு இடையே நீர் விநியோகத்திற்காக (நீர் உட்கொள்ளும் வசதிகள்);

• போக்குவரத்து வசதிகள் - செல்லக்கூடிய பூட்டுகள், ஆற்றில் வழிசெலுத்தல் மூலம் வழங்குதல், மர ராஃப்டிங்கிற்கான அலமாரிகள் மற்றும் ராஃப்ட்கள்;

• மீன் வழி வசதிகள்.

நீர்மின் நிலையத்தின் கட்டிடத்தின் பிரிவு

வழித்தோன்றல் நீர்மின் நிலையத்தின் வழக்கமான கட்டமைப்புகள் - திசைதிருப்பல் சேனல் மற்றும் சேனலில் இருந்து விசையாழிகளுக்கு குழாய்.

நீர்மின் நிலையங்களின் தொகுதியில் முக்கிய மதிப்பு, மிகவும் தொழில்நுட்ப பொறுப்பு மற்றும் மிகவும் விலையுயர்ந்த இணைப்பு அணை ஆகும். நீர் செல்லும் பாதையில் அணைகள் வேறுபடுகின்றன:

• செவிடுதண்ணீர் கடந்து செல்ல அனுமதிக்காதவை;

• கசிவுப்பாதைஇதில் அணையின் முகடுக்கு மேல் தண்ணீர் பெருக்கெடுத்து ஓடுகிறது;

• குழு பலகைகேடயங்கள் (கதவுகள்) திறக்கப்படும் போது தண்ணீரை உள்ளே அனுமதிக்கும்.

கார்னால்வோ என்பது ஸ்பெயினில் படாஜோஸ் மாகாணத்தில் உள்ள ஒரு அணையாகும், இது கிட்டத்தட்ட 2,000 ஆண்டுகளாக செயல்பட்டு வருகிறது.

அணைகள் பொதுவாக மண் மற்றும் கான்கிரீட் ஆகும்.

பூமி அணையின் குறுக்கு சுயவிவரம்: 1 - பல்; 2 - மணல் மற்றும் சரளை பாதுகாப்பு அடுக்கு; 3 - களிமண் கட்டம்: 4 - அணை உடல்; 5 - நீர்ப்புகா அடிப்படை அடுக்கு

குறைந்த தடிமன் கொண்ட ஊடுருவக்கூடிய அடுக்கில் கட்டப்பட்ட களிமண் அணையின் சுயவிவரத்தை படம் காட்டுகிறது. அதிக அளவு கரிம அசுத்தங்கள் மற்றும் நீரில் கரையக்கூடிய உப்புகள் இல்லாத எந்த மண்ணிலிருந்தும் அணையின் உடல் வெளியேற்றப்படுகிறது.

ஊடுருவக்கூடிய மண்ணைக் கொண்டு ஒரு அணையை நிரப்பும்போது, ​​நீர் வடிகட்டுவதைத் தடுக்க அணையின் உடலில் ஒரு களிமண் கட்டம் வைக்கப்படுகிறது. அணை கட்டப்பட்டிருக்கும் ஊடுருவக்கூடிய அடுக்கு அதே காரணங்களுக்காக நீர்ப்புகா பல் மூலம் வெட்டப்படுகிறது.

அணை முழுவதுமாக களிமண் அல்லது மணல் மண்ணால் நிரம்பினால், கசிவுத் தடை தேவையில்லை. மேலே, திரையானது மணல் மற்றும் சரளைகளின் பாதுகாப்பு அடுக்குடன் மூடப்பட்டிருக்கும், இது ஒரு கல் நடைபாதையால் அலை அரிப்பிலிருந்து பாதுகாக்கப்படுகிறது (அணையின் முகடு முதல் 0.5 - 0.7 மீ வரை குறைந்த நீர் அடிவானத்திற்கு கீழே உள்ளது. மேல் நீரில்).

ஒரு களிமண் அணையை நிரப்பும்போது, ​​ஒவ்வொரு அடுக்கும் கவனமாக உருளைகள் மூலம் சுருக்கப்படுகிறது. களிமண் அணையின் முகடு வழியாக நீரை வெளியேற்றுவது அனுமதிக்கப்படாது, ஏனெனில் அதன் அரிப்பு அபாயம் உள்ளது. ஒரு சாலை பொதுவாக ஒரு மண் அணையின் முகடு வழியாக கட்டப்படுகிறது, இது முகடுகளின் அகலத்தை வரையறுக்கிறது. மேடு வழக்கமான வழியில் நிலக்கீல் செய்யப்படுகிறது.

அணையின் அடிப்பகுதியின் அகலம் அதன் உயரம் மற்றும் அடிவானத்திற்கு சரிவுகளின் அனுமானத்தின் சாய்வைப் பொறுத்தது. மேல்நிலை சரிவு கீழ்நிலை சரிவை விட தட்டையானது.

தற்போது, ​​பெரிய மண் அணைகளின் கட்டுமானத்தில் ஹைட்ரோமெக்கனைசேஷன் முறை பரவலாகப் பயன்படுத்தப்படுகிறது.

வில்லோ க்ரீக் அணை, ஓரிகான், அமெரிக்கா, கான்கிரீட்டால் செய்யப்பட்ட ஈர்ப்பு-வகை அணை

ஒரு குருட்டு கான்கிரீட் அணையின் திட்டம்: 1 - அணையின் வடிகால்; 2 - பார்க்கும் கேலரி; 3 - சேகரிப்பான்; 4 - அடித்தளத்தின் வடிகால்

மேலே போக்குவரத்து பாதையுடன் வழக்கமான சுயவிவரத்துடன் கூடிய வெற்று கான்கிரீட் அணையை படம் காட்டுகிறது. மண் மற்றும் கரைகளுடன் அணையின் மிகவும் நம்பகமான இணைப்புக்காக, அணையின் அடித்தளம் பல லெட்ஜ்களின் வடிவத்தில் செய்யப்படுகிறது. 0.05 - 1.0 Z ஆழம் கொண்ட ஒரு பல் அழுத்தம் பக்கத்தில் அமைந்துள்ளது.

வடிகட்டலை எதிர்த்துப் போராட, வடிகட்டுதல் எதிர்ப்பு திரைச்சீலைகள் பல்லின் கீழ் வைக்கப்படுகின்றன, இதற்காக, 5 - 15 செமீ விட்டம் கொண்ட போர்ஹோல்களின் அமைப்பு மூலம், சிமென்ட் கரைசல் அடித்தளத்தின் (மண்ணின்) விரிசல்களில் செலுத்தப்படுகிறது.

அணையின் உடல் திடமான கான்கிரீட்டால் ஆனது என்றாலும், அதன் வழியாக எப்போதும் தண்ணீர் கசியும். இந்த நீரை கீழ்நோக்கி வெளியேற்றுவதற்காக, அணையில் ஒரு வடிகால் அமைப்பு ஏற்பாடு செய்யப்பட்டுள்ளது, இதில் செங்குத்து கிணறுகள் - வடிகால் (20 - 30 செ.மீ விட்டம் கொண்ட) அணையின் உடலில் ஒவ்வொரு 1.5 - 3 மீ.

அவற்றின் வழியாக வெளியேற்றப்படும் நீர் கண்காணிப்பு கேலரி 2 இன் குவெட்டுகளுக்குள் நுழைகிறது, அங்கிருந்து கிடைமட்ட சேகரிப்பாளர்கள் 3 வழியாக கீழ் குளத்திற்கு கொண்டு செல்லப்படுகிறது. அணையின் முழு நீளத்திலும் இயங்கும் கண்காணிப்பு கேலரி, கான்கிரீட் மற்றும் நீர் வடிகட்டலின் நிலையை கண்காணிக்க உருவாக்கப்பட்டது.

பெறப்பட்ட நீர் வழங்கல் கட்டமைப்புகள் பெரும்பாலும் திறந்த சேனல் வடிவத்தில் செயல்படுத்தப்படுகின்றன. மென்மையான மண்ணில், சேனல் பிரிவு பொதுவாக ட்ரெப்சாய்டல் ஆகும். வடிகட்டலைக் குறைக்கவும், அரிப்பைத் தடுக்கவும், கடினத்தன்மை மற்றும் அதனுடன் தொடர்புடைய அழுத்தம் இழப்புகளைக் குறைக்கவும், சேனலின் சுவர்கள் மற்றும் அடிப்பகுதி கான்கிரீட் அல்லது நிலக்கீல் மூலம் வரிசையாக இருக்கும். கோப்ஸ்டோன் உறைப்பூச்சும் பயன்படுத்தப்படுகிறது.

பாறை மண்ணில் உள்ள திசைதிருப்பல் சேனல்கள் ஒரு செவ்வகப் பகுதியைக் கொண்டுள்ளன, திறந்த சேனலை மேற்கொள்ள முடியாவிட்டால், ஒரு செவ்வக அல்லது வட்ட குறுக்குவெட்டு கொண்ட இடைவெளிகள் பயன்படுத்தப்படுகின்றன, திசைதிருப்பல் சேனலில் இருந்து விசையாழிகளுக்கு நீர் குழாய்கள் வழியாக வழங்கப்படுகிறது. குழாய்கள் உலோகம், வலுவூட்டப்பட்ட கான்கிரீட் மற்றும் மர.