Типы электростанций ГИДРОЭЛЕКТРОСТАНЦИЯ Гидроэнергия Первый широко используемый

Скачать презентацию Типы электростанций ГИДРОЭЛЕКТРОСТАНЦИЯ Гидроэнергия Первый широко используемый

02 ГЭС.pptx

Количество слайдов: 43

Типы электростанций ГИДРОЭЛЕКТРОСТАНЦИЯ

Гидроэнергия Первый широко используемый для технологических целей вид энергии. Энергия, сосредоточенная в: В потоках водных масс; В русловых водотоках; В приливных движениях. Чаще всего используется энергия падающей воды. Для повышения разности уровней воды сооружаются плотины.

История Водяные колёса преобразовывали энергию движущейся воды в механическую энергию вращающегося вала. До конца XIX века энергия вращающегося вала использовалась непосредственно (размол зерна на мельницах; приведение в действие кузнечных мехов и молота).

История В середине 1770 -ых годов французский инженер Бернар Форест де Белидор опубликовал свой труд «Architecture Hydraulique» , где описал гидравлические машины с вертикальными и горизонтальными осями. А когда в конце 1800 -ых был сконструирован первый электрогенератор, то стало возможным соединить его с гидравлической машиной. Уже в 1878 году впервые в истории электричеством был обеспечен частный дом в графстве Нортамберленд (Англия).

Ниагарский водопад Первым воспользовался энергией водопада Дэниэль Йонкэирс: в 1759 году сделал у водопада небольшой канал и установил водяное колесо, приводящее в действие лесопилку. В начале 19 века возникла идея прорыть довольно большой по тем временам канал (11 х 2, 4 метра), для того чтобы привести в действие мощные водяные колеса. Канал начали строить в 1860 году, а запустить в работу водяные колёса удалось в 1875 году.

Ниагарский водопад В 1877 году канал и само предприятие приобрел Якоб Шоеллкопф, которому удалось найти новых клиентов для гидравлической установки в лице нескольких заводов. В 1882 году он приспособил к одному из водяных колёс электрогенератор, питавший 16 ламп. Это была первая гидроэлектростанция в мире, она проработала до 1904 года.

Ниагарский водопад В 1895 году была построена вторая ГЭС (№ 2) вблизи первой, в 1904 году стала работать третья станция из двух очередей (№ 3 А и 3 В). 1921 -1925 строительство еще одной ГЭС – № 3 С. В итоге, к 1925 году электростанции Шоеллкопфа на Ниагарском водопаде насчитывали 19 гидроагрегатов общей мощностью 335 МВт. К 1886 году в США и Канаде было уже около 45 ГЭС, а к 1889 году – 200 в одних только США.

Сравнение Преимущества Недостатки Использование 1. Затопление больших возобновляемой энергии; территорий; 2. Очень дешевая 2. Строительство ведется электроэнергия; только там, где имеются большие запасы воды; 3. Работа не сопровождается вредными выбросами в 3. Влияют на климат и атмосферу; экологию района, в котором возведены. 4. Быстрый выход в рабочий режим после включения станции. 1.

Рекорды В 1936 году самой большой ГЭС в мире стала «Плотина Гувера» , которая обладала мощностью 1345 МВт. Длина — 379, 2 м. Ширина — 200 м (основание) 15 м (верхняя часть) Мощность ЭСТ — 2074 МВт. Площадь ВХ — 639 км² Объём воды — 35, 2 км³

Рекорды В 1942 ее рекорд побила ГЭС «Гранд-Кули» Длина — 1592 м. Ширина — 503 м Мощность — 6809 МВт. (4 маш. зала, 33 турбины) Объём воды — 11, 9 км³

Рекорды 1984 год - бразильско-парагвайская «Итайпу » Длина — 7235 м. Высота — 196 м Ширина — 400 м Мощность — 14 ГВт. (20 турбин по 700 МВт) Объём воды — 19 км³ 9 генераторов на 50 Гц (Парагвай) 9 генераторов на 60 Гц (Бразилия)

Рекорды 2008 год – Китай, «Три ущелья» . Длина — 2309 м Высота — 185 м Ширина — 400 м Мощность — 22, 4 ГВт. (32 турбины х 700 МВт) Объём воды — 22 км³

На сегодня До 90% возобновляемой и до 23 % всей электроэнергии в мире вырабатывается на ГЭС; установленная мощность достигает 777 ГВт. До 85% электроэнергии в таких странах, как Норвегия, Демократическая Республика Конго, Парагвай и Бразилия. В США более 2000 ГЭС поставляют более 49% возобновляемой энергии. Абсолютным лидером по выработке гидроэнергии на душу населения является Исландия. Также - Норвегия (доля ГЭС в суммарной выработке — 98 %), Канада, Швеция.

На сегодня В Парагвае 100 % производимой Страна ТВт·ч энергии вырабатывается на ГЭС. 1. Китай 585 На территории Китая: 2. Канада 369 До половины малых ГЭС мира, а 3. Бразилия 364 также крупнейшая ГЭС «Три 4. США 251 ущелья» на реке Янцзы и 5. Россия 167 строящийся крупнейший по 6. Норвегия 140 мощности каскад ГЭС. 7. Индия 116 Более крупная ГЭС «Гранд Инга» 8. Венесуэла 87 9. Япония 69 (39 ГВт) планируется к 10. Швеция 66 сооружению на реке Конго. 11. Франция 63

Устройство ГЭС

Гидроагрегат Вертикальные и горизонтальные Прямоточные и погружённые Капсульные и шахтные Верховой и низовой генератор

Турбина

Спиральная камера

Плотина Перегораживает водоток Создаёт водохранилище Поднимает уровень воды Сосредотачивает напор

Также: Водохранилище Машинный зал Бьефы Водосброс Затвор Водовод Генератор РУ

Классификация ГЭС По мощности: 1. Мощные (>25 Мвт) 2. Средние (<25 Мвт) 3. Малые (до 5 МВт) По напору воды: 1. Высоконапорные (> 60 м) 2. Средненапорные (25 -60) 3. Низконапорные (3 -25)

Русловые и приплотинные ГЭС Наиболее распространенные виды ГЭС. Напор воды создается посредством установки плотины, поднимающей уровень воды в реке на необходимую отметку. Такие ГЭС строят на многоводных равнинных реках, а также на горных реках, в местах, где русло реки более узкое, сжатое.

Плотинные ГЭС Строятся при более высоких напорах воды. В этом случае река полностью перегораживается плотиной, а само здание ГЭС располагается за плотиной, в нижней её части. Вода подводится к турбинам через специальные напорные тоннели, а не напрямую, как в русловых ГЭС.

Деривационные ГЭС Строятся в местах с большим уклоном реки. Концентрация воды в ГЭС создается деривацией: Вода отводится из речного русла через специальные водоотводы и подводится непосредственно к зданию ГЭС В другом случае на реке создается более высокая плотина, такая схема называется смешанной деривацией.

Гидроаккумулирующие (ГАЭС) ГАЭС способны аккумулировать вырабатываемую энергию и использовать её в моменты пиковых нагрузок. Когда возникает потребность, вода из водохранилища поступает в напорный трубопровод и приводит в действие турбины.

КПД ГЭС Складывается из КПД турбины и КПД генератора КПД турбины для современных станций достаточно высок (93 -97%) КПД генератора – 95 -99% Расход станции на собственные нужды составляет около 0, 3% Таким образом ГЭС является типом ЭСТ с одним из самых высоких КПД.

Аварии на ГЭС Несмотря на высокую надёжность и безопасность гидроэлектростанций, аварии на них приводят к серьёзным последствиям по следующим причинам: Затопление территорий за плотиной; Ухудшение экологической ситуации в регионе; Проблемы с выводом электростанции в ремонт.

Разрушение плотины Баньцяо 1950 – постройка с ошибками проектирования: Гидролог Чень Син рекомендовал построить 12 водоспусков, но построили 5. 6 августа 1975 – сезон дождей. Персонал запросил разрешение на открытие всех водоспусков – было отказано из-за наводнений. 7 августа разрешение было дано, но возникли проблемы с доставкой сообщения, в 19: 30 пошла первая трещина. 8 августа в 00: 30 рухнула плотина Шиманьтань, в 1: 00 – Баньцяо Приливная волна высотой 3 -7 метров, шириной 10 км и скоростью 50 км/ч смыла участок размерами 55 х15 км = 7 районных центров и огромное количество деревень Были разрушены ещё 62 плотины, 5 960 000 домов, пострадали 11 млн. человек, погибли 171 000.

Саяно-Шушенская ГЭС 17 августа 2009, в 8: 15 –разрушение гидроагрегата № 2; Выведена из строя система собственных нужд станции; Затворы на водоводах из-за отсутствия электричества не закрывались; В 8: 30 их начали закрывать вручную, но было уже поздно;

Саяно-Шушенская ГЭС Причины: недостаточный контроль за техническим состоянием гидроагрегата № 2 и недостаточное внимание к появившимся на нём вибрациям. Система виброконтроля не была введена в эксплуатацию. Причины: перед аварией гидроагрегат вошёл в зону, не рекомендованную к работе.

Саяно-Шушенская ГЭС

Саяно-Шушенская ГЭС На территории находилось 300 человек, их из них 75 погибли и 16 пострадали Турбинное и др. масла вытекли в Енисей, в результате чего погибло 400 тонн промышленной форели Сумма экологического ущерба – 63 млн. руб. Восстановление началось сразу, 17 августа: разбор завалов и восстановление электроснабжения Машинный зал был восстановлен к 6 ноября Демонтаж агрегата был завершён к апрелю 2010 К 2014 планируется заменить все 10 гидроагрегатов 3, 4, 5, 6 (старые) были пущены в 2010

Гидроэнергетика РФ Название Установленна я мощность, МВт Годовая выработка, млн к. Вт*ч Год ввода последнего блока. Собственник География Саяно. Шушенская 6 400 12 000 1985 Рус. Гидро Енисей Красноярская 6 000 20 400 1970 En+/Рус. Гидро Енисей Братская 4 515 22 600 1963 En+/Росимущ. Ангара Усть-Илинская 3 600 21 700 1979 En+/Росимущ. Ангара Волжская 2 588 11 100 1961 Рус. Гидро Волга Жигулёвская 2 320 10 500 1957 Рус. Гидро Волга Бурейская 2 010 7 100 2009 Рус. Гидро Бурея Чебоксарская 1 404 2 210 1986 Рус. Гидро Волга Саратовская 1 270 5 352 1971 Рус. Гидро Волга Зейская 1 330 4 910 1980 Рус. Гидро Зея Нижнекамская 1 248 1 800 1987 Рус. Гидро Кама Воткинская 1 020 2 600 1963 Рус. Гидро Кама Чиркейская 1 000 2 470 1976 Рус. Гидро Сулак Сумма 30 865 124 742 Рус. Гидро

Красноярская ГЭС, Дивногорск