ՀԷԿ՝ շահագործման սկզբունք, սխեման, սարքավորում, հզորություն

2025 Հեղինակ: Howard Calhoun | [email protected]. Վերջին փոփոխված: 2025-01-24 13:18

Հիդրոէլեկտրակայանների նպատակը գրեթե բոլորն են պատկերացնում, բայց հիդրոէլեկտրակայանների շահագործման սկզբունքը իսկապես հասկանում են միայն քչերը։ Մարդկանց համար գլխավոր առեղծվածն այն է, թե ինչպես է այս ամբողջ հսկայական ամբարտակը արտադրում էլեկտրական էներգիա առանց վառելիքի: Եկեք խոսենք այդ մասին։

Ի՞նչ է հիդրոէլեկտրակայանը

Հիդրոէլեկտրակայանը տարբեր կառույցներից և հատուկ սարքավորումներից բաղկացած համալիր համալիր է։ Հիդրոէլեկտրակայաններ են կառուցվում գետերի վրա, որտեղ ջրի մշտական հոսք կա՝ ամբարտակն ու ջրամբարը լցնելու համար։ ՀԷԿ-ի կառուցման ժամանակ ստեղծված նմանատիպ կառույցները (ամբարտակները) անհրաժեշտ են ջրի մշտական հոսքը կենտրոնացնելու համար, որը վերածվում է էլեկտրական էներգիայի՝ օգտագործելով հիդրոէլեկտրակայանների հատուկ սարքավորումները։

Նշենք, որ ՀԷԿ-ի արդյունավետության առումով կարևոր դեր է խաղում շինարարության վայրի ընտրությունը։ Երկու պայման է անհրաժեշտ՝ երաշխավորված ջրի անսպառ պաշար և գետի բարձր լանջ։

ՀԷԿ-ի շահագործման սկզբունք

ՀԷԿ-ի շահագործումը բավականին պարզ է. Կառուցված հիդրոտեխնիկական կառույցներապահովել ջրի կայուն ճնշում, որը մտնում է տուրբինի շեղբեր: Ճնշումը շարժման մեջ է դնում տուրբինը, ինչի արդյունքում այն պտտում է գեներատորները։ Վերջիններս արտադրում են էլեկտրաէներգիա, որն այնուհետև սպառողին է հասցվում բարձրավոլտ հաղորդման գծերի միջոցով։

Նման կառույցի հիմնական դժվարությունը ջրի մշտական ճնշում ապահովելն է, որը ձեռք է բերվում պատնեշ կառուցելով։ Դրա շնորհիվ մեծ քանակությամբ ջուր է կենտրոնանում մեկ տեղում։ Որոշ դեպքերում օգտագործվում է ջրի բնական հոսք, իսկ երբեմն՝ ամբարտակ և շեղում (բնական հոսք):

Բուն շենքում կա սարքավորում հիդրոէլեկտրակայանի համար, որի հիմնական խնդիրն է ջրի շարժման մեխանիկական էներգիան էլեկտրական էներգիայի վերածել։ Այս խնդիրը հանձնարարված է գեներատորին: Լրացուցիչ սարքավորումներ են օգտագործվում նաև կայանի, բաշխիչ սարքերի և տրանսֆորմատորային կայանների աշխատանքը վերահսկելու համար։

Ստորև նկարը ցույց է տալիս ՀԷԿ-ի սխեմատիկ դիագրամը:

Ինչպես տեսնում եք, ջրի հոսքը պտտում է գեներատորի տուրբինը, որն արտադրում է էներգիա, այն մատակարարում է տրանսֆորմատորին փոխակերպման համար, որից հետո այն էլեկտրահաղորդման գծերով տեղափոխվում է մատակարար։

Հզորություն

Կան տարբեր հիդրոէլեկտրակայաններ, որոնք կարելի է բաժանել ըստ արտադրվող հզորության:

1. Շատ հզոր՝ ավելի քան 25 ՄՎտ։
2. Միջին – մինչև 25 ՄՎտ։
3. Փոքր - մինչև 5 ՄՎտ հզորությամբ:

Հիդրոէլեկտրակայանի հզորությունը հիմնականում կախված է ջրի հոսքից և բուն գեներատորի արդյունավետությունից, որն օգտագործվում է դրա վրա։ Բայց նույնիսկ ամենաշատըարդյունավետ տեղադրումը չի կարողանա արտադրել մեծ քանակությամբ էլեկտրաէներգիա ջրի թույլ ճնշմամբ: Հարկ է նաև հաշվի առնել, որ հիդրոէլեկտրակայանի հզորությունը հաստատուն չէ։ Բնական պատճառներով ամբարտակի ջրի մակարդակը կարող է աճել կամ նվազել: Այս ամենն իր ազդեցությունն է թողնում արտադրված էլեկտրաէներգիայի ծավալի վրա։

Պատվարի դերը

Ցանկացած հիդրոէլեկտրակայանի ամենաբարդ, ամենամեծ և, ընդհանուր առմամբ, հիմնական տարրը ամբարտակն է: Անհնար է հասկանալ, թե ինչ է հիդրոէլեկտրակայանը՝ առանց ամբարտակի աշխատանքի էությունը հասկանալու։ Դրանք հսկայական կամուրջներ են, որոնք պահում են ջրի հոսքը։ Կախված դիզայնից՝ դրանք կարող են տարբերվել՝ կան գրավիտացիոն, կամարակապ և այլ կառույցներ, բայց դրանց նպատակը միշտ նույնն է՝ մեծ քանակությամբ ջուր պահել։ Պատվարի շնորհիվ է, որ հնարավոր է կենտրոնացնել ջրի կայուն և հզոր հոսքը՝ այն ուղղելով գեներատորը պտտվող տուրբինի շեղբերներին։ Այն իր հերթին արտադրում է էլեկտրական էներգիա։

Տեխնոլոգիա

Ինչպես արդեն գիտենք, հիդրոէլեկտրակայանի աշխատանքի սկզբունքը հիմնված է ընկնող ջրի մեխանիկական էներգիայի օգտագործման վրա, որը հետագայում վերածվում է էլեկտրական էներգիայի՝ տուրբինի և գեներատորի օգնությամբ։ Տուրբիններն իրենք կարող են տեղադրվել կա՛մ պատնեշում, կա՛մ դրա մոտ: Որոշ դեպքերում օգտագործվում է խողովակաշար, որով ամբարտակի մակարդակից ցածր ջուրն անցնում է բարձր ճնշման տակ։

Ցանկացած հիդրոէլեկտրակայանի հզորության մի քանի ցուցիչներ կան՝ ջրի հոսքը և հիդրոստատիկ գլխիկը: Վերջին ցուցանիշը որոշվում է սկզբի և վերջի կետերի բարձրության տարբերությամբ:ջրի ազատ անկում. Կայանի դիզայն ստեղծելիս ամբողջ դիզայնը հիմնված է այս ցուցանիշներից մեկի վրա:

Էլեկտրաէներգիայի արտադրության այսօրվա հայտնի տեխնոլոգիաները հնարավորություն են տալիս ձեռք բերել բարձր արդյունավետություն մեխանիկական էներգիան էլեկտրական էներգիայի վերածելիս։ Երբեմն այն մի քանի անգամ գերազանցում է ՋԷԿ-երինը։ Նման բարձր արդյունավետությունը ձեռք է բերվում հիդրոէլեկտրակայանում օգտագործվող սարքավորումների շնորհիվ։ Այն հուսալի է և համեմատաբար հեշտ օգտագործման համար: Բացի այդ, վառելիքի բացակայության և մեծ քանակությամբ ջերմային էներգիայի արտանետման պատճառով նման սարքավորումների ծառայության ժամկետը բավականին երկար է։ Այստեղ խափանումները չափազանց հազվադեպ են: Ենթադրվում է, որ ընդհանուր առմամբ գեներատորների հավաքածուների և կառույցների ծառայության նվազագույն ժամկետը մոտ 50 տարի է: Թեև իրականում նույնիսկ այսօր բավական հաջող են գործում անցյալ դարի երեսունականներին կառուցված հիդրոէլեկտրակայանները։

Ռուսական հիդրոէլեկտրակայաններ

Այսօր Ռուսաստանում գործում է մոտ 100 հիդրոէլեկտրակայան։ Իհարկե, դրանց հզորությունը տարբեր է, և դրանց մեծ մասը մինչև 10 ՄՎտ դրվածքային հզորությամբ կայաններ են։ Կան նաև այնպիսի կայաններ, ինչպիսիք են Պիրոգովսկայան կամ Ակուլովսկայան, որոնք շահագործման են հանձնվել 1937 թվականին, և դրանց հզորությունը կազմում է ընդամենը 0,28 ՄՎտ։

Ամենամեծը Սայանո-Շուշենսկայա և Կրասնոյարսկ ՀԷԿ-երն են՝ համապատասխանաբար 6400 և 6000 ՄՎտ հզորությամբ։ Հետևում են կայանները՝

1. Բրացկայա (4500 ՄՎտ).
2. Ուստ-Իլիմսկայա ՀԷԿ (3840).
3. Բոչուգանսկայա (2997 ՄՎտ).
4. Volzhskaya (2660 MW).
5. Ժիգուլևսկայա (2450 ՄՎտ).

Չնայած նման կայանների հսկայական քանակին, դրանք արտադրում են ընդամենը 47700 ՄՎտ, ինչը հավասար է Ռուսաստանում արտադրվող ողջ էներգիայի ընդհանուր ծավալի 20%-ին։։

Փակվում է

Այժմ դուք հասկանում եք հիդրոէլեկտրակայանների աշխատանքի սկզբունքը, որոնք ջրի հոսքի մեխանիկական էներգիան վերածում են էլեկտրական էներգիայի։ Չնայած էներգիա ստանալու բավականին պարզ գաղափարին, սարքավորումների և նոր տեխնոլոգիաների համալիրը բարդացնում է նման կառույցները։ Այնուամենայնիվ, համեմատած ատոմակայանների հետ, դրանք իսկապես պարզունակ են։