Как работи мощна водноелектрическа централа
В Русия водни електроцентрали се строят на реки от незапомнени времена. От запазените древни хроники е известно, че руският народ още през XIII век. умело изградени инсталации с водно задвижване за въртене на воденични камъни.
През XIV-XV век. водните мелници вече бяха широко разпространени. Те се споменават в ръкописни документи от онова време. Естествената енергия на реките започва да се използва още по-широко през 16 и 17 век. Близо до Москва на реката. През 1519 г. Neglinnaya вече имаше три водени мелници и една смачка, която почистваше зърното в хоросани. Но всички тези инсталации с водни колела бяха с ниска мощност.
През 1524 г., както се казва в Псковската хроника, новгородците под ръководството на „известен хитър“ майстор Нережи Псковитин се осмеляват да създадат язовир и мощна водноелектрическа централа на дълбокия и дълбок Волхов. Тази водноелектрическа централа, построена за първи път в света на голяма река, работеше успешно известно време.
Реките са много разнообразни по природа. Например бурният, гърмящ Терек произхожда от подоблачните ледници на Казбек. Изобщо не прилича на широката Волга, плавно, небрежно, носеща водите си в ниските брегове.
Ясно е, че не е необходимо да се получава енергия от планината Терек и от равнинната Волга по същия начин. Водноелектрическите централи на тези две реки трябва да бъдат напълно различни по дизайн. И така, при стръмно падащи и бързи планински потоци водата се отклонява от отклонителен канал (виж статията „Завоюване на вода“). Тръбите са положени под наклона от края на канала. Чрез тях водата тече под налягане към сградата на електроцентралата. Той стои в дълбините на долината на брега на реката. Ако скалите по склоновете на пролома са стръмни и недостъпни, водата се отклонява от подземен отклонителен тунел. На дълбоки реки, протичащи спокойно по нежни равнини, налягането се създава от язовир. Хидроелектрическите инсталации от този тип в планинските реки се наричат деривационни, а обикновените, в равнинните реки, се наричат.
Как е подредена мощна язовирна водноелектрическа станция, подобна, например, на най-голямата волжска водноелектрическа станция?
Основните структури на водноелектрическата централа в равнинната река са язовирът и сградата на водноелектрическата централа. Нивото на водата пред язовира е по-високо, отколкото надолу по течението на реката. Тази разлика във височините на нивата се нарича главата на водноелектрическата станция. Водата, която непрекъснато прелива от по-високо на по-ниско ниво, може да свърши много полезна работа.
Резервоар обикновено се формира пред водноелектрическия язовир. През пролетта се попълва с топена вода и я задържа до настъпването на зимата. А през зимата или лятото суша, резервоарът добавя вода всеки ден към оскъдния естествен поток на реката по това време на годината. Това поддържа капацитета на електроцентралата, който трябва да бъде доста еднакъв през цялата година.
Хидроинсталация 4 на обикновена река обикновено включва бетонови и земни язовири. Необходим е бетонен язовир, който да изхвърля излишните пролетни води през него. Останалата част от язовира обикновено е изградена от пръст и пясък.
В сградата на водноелектрическата централа се помещават основните машини - турбини и генератори, които генерират електричество. Водна турбина и свързан към нея електрически генератор се наричат машинната единица на водноелектрическа станция.
Водната турбина или водната турбина е основният двигател на водноелектрическата станция. При водноелектрическите централи с ниско водно налягане, не по-високо от 50-70 m, се използват хидравлични турбини с ротационни лопатки. Колелото им прилича на витло на параход. Такива турбини са по-изгодни от други, защото са по-бързи. И това намалява теглото и разходите както на самата водна турбина, така и на електрическия генератор, който тя върти (за повече подробности вижте статията "Генератори и двигатели"). Пред водопровода на турбината е подредена честа метална решетка. Той улавя клони на дървета, парчета торф, чипс и други предмети, паднали в реката. Освен това водата навлиза в тръбата, която има спираловидна форма и прилича на черупката на огромен охлюв. В центъра му се върти турбинно колело. Тази тръба се нарича спирална камера и служи за подаване на вода директно към турбината.
Първата част на турбината на Каплан (отброяваща по пътя на водния поток) е водещата лопатка. Състои се от остриета, които се въртят около осите си и лесно се насочват от водата. Те са разположени по обиколката от външната страна на турбината. Чрез завъртане на лопатките на направляващата лопатка е възможно да се намали или увеличи входът на водата в турбината, за да се промени нейната мощност. Това поддържа постоянна скорост на турбината при всяко натоварване.
От направляващата лопатка водата тече към работното колело. Всъщност той използва енергията на водния поток. Работното колело се състои от втулка, монтирана на вала, към която са прикрепени плавно извити метални остриета. Те могат да се въртят около осите си в пълно съответствие с промените в положението на водещите лопатки. Турбините от този дизайн имат от 4 до 8 лопатки, в зависимост от височината на водното налягане, при което работят. Диаметърът на работното колело на хидравлична турбина зависи от неговата мощност и налягане на водата и може да достигне 9 w и повече.