Topp 6 hovedkomponenter av kraftverk

Les denne artikkelen for å lære om de følgende seks komponentene av vannkraftverket, dvs. (1) Forebay og inntaksstrukturer, (2) Hoveløp eller inntakskanaler, (3) Surge Tank, (4) Turbiner og Generatorer, (5) Power House, og (6) Trail Race og Draft Tube.

1. Forebay og inntak strukturer:

Som navnet antyder, er forebay en utvidet vannkilde foran inntaket. Reservoaret fungerer som forebay når pennstoffet tar vann direkte fra det. Når kanalen fører vann til turbiner, er delen av kanalen foran turbiner forstørret for å skape forhindring. Forebyggingen lagrer midlertidig vann for å levere det samme til turbiner. Vannet kan ikke passere som det kommer i reservoaret eller kanalen. Ved inntak er portene utstyrt med heis for å kontrollere innføringen av vann. Foran portene er det søppelhyller for å hindre rusk, trær, etc., fra å komme inn i stativet. Raker er også gitt for å rengjøre søppelholdere med intervaller.

2. Hodetløp eller inntakskanaler:

De bærer vann til turbiner fra reservoaret. Valget av åpen kanal eller trykkledning (Penstock) avhenger av stedforhold. Trykkledningen kan være i form av en flared inntakspassasje i dammen eller det kan være en lang rør av stål eller betong eller noen ganger en tunnel som strekker seg for få kilometer mellom reservoaret og krafthuset.

Trykkledningen følger ikke bakkekonturene, og en gradient er gitt for å passe til forholdene på stedet. Vannhastigheten i kraftledningen er også høyere enn i den åpne kanalen. Opptil 60 meter hodet kan hastigheten variere mellom 2, 5 og 3 0 m / sek.

For høyere hoder kan hastigheten fortsatt være høyere. Noen ganger er det praktisk eller økonomisk å adoptere åpen kanal helt eller delvis som hovedledningen. Hodetløpskanalen kan føre til vann til turbiner eller til pennestamper, og brukes vanligvis i lavhodeprodukter hvor hovedtap er relativt viktig. Fordelen med en åpen kanal er at den kan brukes til vanning eller navigasjon.

3. Surge Tank:

En overspenningsbeholder er et oppbevaringsreservoar montert på en hvilken som helst åpning på en lang rørledning eller pennstoff for å motta den avviste strømmen når rørledningen plutselig lukkes av en ventil montert i sin bratte ende, se figur 20.5. En overspenningstank lindrer derfor rørledningen av overdreven trykk som produseres på grunn av lukkingen, og eliminerer dermed den positive vannhammereffekten.

Det gjøres ved å innta en stor masse vann som ellers ville ha fløy ut av rørledningen, men kommer tilbake til tanken på grunn av lukking av rørenden. Det tjener også formålet med å plutselig tilveiebringe en ekstra strøm når det er nødvendig av de hydrauliske hovedmotorene til enhver tid. Overspenningsbeholderen er for det meste ansatt i et vannkraftverk eller i en stor pumpeanlegg for å kontrollere trykkvariasjonene som følge av raske endringer i strømmen.

Når det gjelder vannkraftverk, når det er plutselig reduksjon av belastningen på turbinen, blir det nødvendig for guvernøren å lukke turbinportene for å justere strømmen av vann for å holde turbinens hastighet konstant. Vannet er imidlertid allerede på vei til turbinen.

Når turbinportene er stengt, må det bevegelige vannet gå tilbake. En surge tank vil da fungere som en beholder for å lagre det avviste vannet og unngår dermed vannhammer. På den annen side, når det er en umiddelbar etterspørsel på turbinen, øker styrken rektoren portene i forhold til den økte belastningen, således, noe som gjør det nødvendig å levere mer vann.

For et langt rør tar det lang tid før hele vannmassen kan akselereres. Overspenningsbeholderen som er plassert i nærheten av turbinen, vil møte den plutselige økede etterspørselen av vann til en slik tid hastigheten i den øvre delen av linjen oppnår en ny verdi.

På samme måte for en stor pumpeanlegg med et langt tilførselsrør, kan også en overspenningsbeholder benyttes for å kontrollere trykkvariasjonene på forsyningssiden, som skyldes plutselig nedstenging eller oppstart av en pumpe. Når pumpen er startet, går det meste av den innledende strømmen fra pumpen inn i overspenningsbeholderen, og reduserer dermed vannhammereffekten m på leveringsrøret. På den annen side, når pumpen slås av plutselig, gir overspenningsbeholderen ekstra plass til å huse vann som vil komme tilbake, og dermed lette vannhammertrykket.

Funksjoner av Surge Tank:

Overspenningsbeholderen tjener således følgende formål:

Jeg. Kontroll av trykkvariasjoner som følge av raske endringer i rørledningstrømmen, og eliminerer dermed vannhammereffekten.

ii. Regulering av strømning i kraft og pumpeanlegg ved å gi nødvendig akselererende eller retarderende hode.

Plassering av Surge Tank:

Teoretisk sett bør en overspenningsbeholder plasseres så nær en kraft- eller pumpeproduksjon som mulig. Det ideelle stedet ved kraftverk er ved turbininnløpet, men det er sjelden mulig ved medium- og høyhodet installasjoner fordi det må gjøres veldig høyt. For å redusere høyden er den vanligvis plassert ved et kryss av trykkunnel og en pennstamme (se figur 20.5) eller på fjellsiden.

4. Turbiner og generatorer:

Turbin omdanner hydraulisk energi til mekanisk energi. Den mekaniske energien utviklet av en turbin brukes i å drive en elektrisk generator. Den er koblet direkte til turbinens skaft. Generatoren utvikler elektrisk kraft. En turbin består av et hjul som kalles løper. Løperen er utstyrt med spesialdesignede kniver eller bøtter. Vannet som har stor hydraulisk energi slår på bladene og løperen roterer.

Vannturbiner kan klassifiseres under to typer, nemlig:

Jeg. Impuls- eller hastighetsturbiner, og

ii. Reaksjon eller trykkturbiner.

Impuls turbin:

I impulsturbinen omdannes all ledig potensiell energi eller hodet til kinetisk energi eller hastighetshode ved å lede vannet gjennom en kontraktsdyse eller ved hjelp av styreskinner før den treffer skuffene. Hjulet dreier seg fri i luft og vann er i kontakt med bare en del av hjulet om gangen. Trykket av vann hele tiden er atmosfærisk.

For å forhindre sprut og å lede vannet som er utladet fra spannene til halen, er et foringsrør forsynt. En impulsturbin er i hovedsak et lavhastighetshjul og brukes til relativt høye hoder. Pelton hjul, Turgo impuls hjul og Girard turbine, er noen typer impulsturbin. I Pelton-hjulet treffer vann runner tangentielt.

Reaksjonsturbin:

I en reaksjonsturbin blir bare en del av den tilgjengelige potensielle energien omdannet til hastighetshode ved inngangen til løperen. Balansepartiet forblir som et trykkhode. Trykket ved innløpet til turbinen er mye høyere enn trykket ved utløpet.

Det varierer gjennom passasjen av vann gjennom turbinen. For det meste er kraften utviklet av forskjellen i trykk som virker på forsiden og baksiden av løpebladene. Bare liten del av kraft kommer fra den dynamiske virkningen av hastighet. Siden vannet er under trykk, skjer hele strømmen fra hodekjøring til hale-løp i et lukket system.

Francis og Kaplan turbiner er to viktige typer reaksjonsturbiner. I Francis turbin er det innad radial strøm av vann. I moderne Francis turbin går strømmen radielt innover, men går i parallell retning til akselen i midten. Det kalles blandet flyt.

I Girard, propell og Kaplan turbiner er strømmen aksial eller parallell med turbinakselens akse. Valget av en egnet type turbin avhenger hovedsakelig av det tilgjengelige hodet og mengden avfall som kreves.

Turbinene kan klassifiseres som følger med henvisning til type kraftverk:

Lavt hovedturbin (mindre enn 30 m);

Mellomhovedturbin (30 til 160 m);

Høyt hovedturbin (opptil 1000 m);

Lavt hoved turbiner er Propeller turbin og Kaplan turbin. Disse turbiner bruker stor mengde vann. Mellomhovedturbiner er moderne Francis turbiner. Impuls turbiner er høye hovedturbiner. Disse turbiner krever relativt mindre mengde vann.

5. Power House:

Formålet med krafthuset er å støtte og huske det hydrauliske og elektriske utstyret.

Krafthuset er lett oppdelt i to deler som følger:

Jeg. Underkonstruksjonen for å støtte utstyret og å gi de nødvendige vannveiene.

ii. Overbygningen eller bygningen for å huske og beskytte utstyret.

Underkonstruksjon:

Understrukturen kan danne en integrert del av dammen og inntaksstrukturen. I andre tilfeller kan understrukturen være fjern fra dammen, dammeinntaket og krafthuset er helt separate strukturer. Understrukturen er bygget utelukkende av betong og håndheves med stål der det er nødvendig.

Super-Struktur:

Generasjonsrommet, hoveddelen av krafthuset, inneholder hovedaggregatene og deres tilbehør, og vanligvis er det en kraft- eller håndbetjent overheadkran som spenner over bredden på krafthuset. Bryterbordet og betjeningsstativet er vanligvis nær midten av stasjonen, enten på gulvnivå eller, for bedre synlighet, i andre etasje eller på et nivå over hovedetasjen.

Vanligvis vil det være nødvendig med et hjelpebasseng eller en del av krafthuset oppstrøms fra hovedenhetene for brytere, bussforbindelser og utgående linjer. Hvis transformatorene befinner seg inne i stasjonen, vil disse også ligge i hjelpebanen, vanligvis på gulvnivå, og lukke hovedetasjen av ståldører eller skodder.

En reisekran er en viktig del av krafthusutstyret. Ved å fikse høyden på kraneskinnen over gulvet, er det viktig at tilstrekkelig hodestøt er tilveiebrakt for løft og bære langs noen av de forskjellige maskindelene.

6. Tail Race og Draft Tube

Kanalen der turbinen tømmes i tilfelle impulshjul og gjennom trekkrør i tilfelle reaksjonsturbine kalles et hale løp. Sugerøret eller uttrekksrøret er ingenting annet enn et lufttett rør montert på alle reaksjonsturbiner på utløpssiden. Den strekker seg fra utløpsenden av turbinløperen til ca. 0, 5 meter under overflaten av halenivået. Det rette uttrekksrøret er generelt gitt en flare på 4 til 6 grader for gradvis å redusere hastigheten av vann.

Sugevirkningen av vannet i dette røret har samme effekt på løperen som et ekvivalent hode, slik at turbinen utvikler den samme kraften som om den ble plassert på overflaten av svannvannet. Halsløpet til impulshjulet er vanligvis en omtrentlig rektangulær passasje, som løper fra et punkt under hjulet til et punkt utenfor kraftverkets fundament hvor det kommer inn i utgangskanalen eller elven. På grunn av den lille utladningen av impulshjulet, så vel som høyere tillatt hastighet, er kappløpskanalen mye mindre enn reaksjonsturbinen.

I tilfelle av reaksjonsturbinen avhenger bredden av hale-løpskanalen under krafthuset av enhetens avstand og tykkelse av brygger og vegger mellom enhetskanalene. Dybden av hestløpskanalen avhenger av hastigheten som vanligvis er tatt til å være omtrent 1 meter per sekund. Hvor krafthuset ligger nær elva, kan hesteveddeløp være selve elva. I andre tilfeller kan en hestløpskanal med noe lengde gis for å bli med i turbinegraven med elva.