Плотинная схема использования водной энергии.
Плотинная схема использования водной энергии применяется преимущественно при больших расходах воды и незначительных напорах. Подпор создаётся подпорным сооруж.- плотиной. В зависимости от места расположения здания ГАЭС различают русловую и приплотинную схему компоновки сооруж. Русловая компоновка применяется при напорах H<30-40 метров. Предусматривают вынос здания ГЭС в напорную линию. Здание ГЭС воспринимает все статические и динамические нагрузки со стороны нижнего бьефа. При незначительной ширине реки в створе гидроузла и развитой пойме здания ГЭС в теле плотины располагается на пойменных участках. Такая схема требует создания большого числа водоподводящих и водоотводящих каналов. При незначительной ширине русла в створе гидроузла здание ГЭС в составе плотины
располагают в русловой части(рисунок 1).
1 - плотина (грунтовая); 2 - здание ГЭС;3 - судоходный шлюз;
4 - подводящий канал; 5 - отводящий канал. При напорах более 40 м применяют приплотиную схему компоновки, когда здание ГЭС выносят из линии напорного фронта и на него не действует динамическое и статическое давление воды. Здание ГЭС в таком случае могут располагать либо за плотиной в нижнем бьефе (на расстоянии десятков метров) либо в теле плотины. Расположение здания ГЭС в нижнем бьефе принимают для арочных плотин, располагаемых на скальных основаниях H<80 м, в остальных случаях здание ГЭС выносится далеко в НБ, что требует создания напорных водоводов подводящих (подающих воду на гидротурбины (см. деривационную схему)).
Понятие о полном, техническом и экономическом потенциалах рек.
Любой водный поток обладает определёнными запасами энергии, которая естественных условиях израсходуется для преодоления сил сопротивления, трения, транспортировки наносов, так как этот процесс в различных условиях протекает по-разному, то практический интерес вызывает определение критерия потенциала водного пока. Выделяем участок реки заключённый между створами 1-1 и 2-2. Пусть через створ 1-1 протекает за малый период времени t объём жидкости W. Используя уравнение Бернулли можно определить количество энергии содержащейся в этом объёме воды.
Э1-1=(z1+v12α1/2g1+P1/γ1)W, где z1-отметка поверхности воды в створе 1-1. α1-коэфициент Кориолиса. v1-скорость движения воды в створе 1-1. G-ускорение свободного падения. P1-давление воды в створе 1-1. γ1-объёмная масса воды. Для этого же объёма W запишем количество энергии, которой обладает поток в створе 2-2: Э2-2=(z2+v22α2/2g2+P2/γ2)W. Разность полученных величин представляет собой количество энергии, которая расходуется на участке между створами 1-1 и 2-2: ΔЭ=Э1-1-Э2-2. Учитывая что P1/γ1= P2/γ2 а скорости v1и v2 отличаются незначительно, которыми можно пренебречь, считая что разность z1 и z2 это H получим ΔЭ=HW. H-геометрический напор. Полученное уравнение позволяет определить количество энергиивыраженное в кгм/с от которой переходим к мощности разделив правую и левую часть уравнения на t.Считаячто 1квт это 102 кгм/с получим N=HγQ. Окончательно получим уравнение потенциальной мощности считая что γ=1000кг/м3. N=9,81QH. Это уравнение определяет полный потенциал участка реки. Его подсчёт осуществляется на основе водно-энергетических измерений и регистрация в виде графиков, записей, водноэнергетического кадастра. Для реальной и практической оценки используются понятие технического потенциала, который всегда меньше полного (25-30%) связанного с неизбежными потерями: в напорах, расходах и гидромеханические потерями определяемые КПД гидросилового оборудования. Экономический потенциал представляет собой часть технического, который по экономическим соображениям может быть реализована на данном этапе развития производственных сил.
