Top 6 vigtigste komponenter i Hydro Power Plant

Læs denne artikel for at lære om de følgende seks komponenter i vandkraftværket, dvs. (1) Forebay og indsugningsstrukturer, (2) Head Race eller Intake Conduits, (3) Surge Tank, (4) Turbiner og Generatorer, (5) Power House, og (6) Trail Race og Draft Tube.

1. Forebay og indtag strukturer:

Som navnet antyder, er forebay en forstørret krop af vand foran indtaget. Reservoiret fungerer som forebay, når penstock tager vand direkte ud af det. Når kanalen fører vand til turbinerne, forstærkes sektionen af ​​kanalen foran turbiner for at skabe forhindring. Foregangen lagrer midlertidigt vand for at levere det samme til turbinerne. Vandet kan ikke passere som det kommer i reservoiret eller kanalen. Ved indtag er porte forsynet med hejse til at styre indgangen af ​​vand. Foran portene findes skraldespåner for at forhindre, at snavs, træer mv. Kommer ind i penstocken. Rakes er også tilvejebragt for at rense skraldespanden med intervaller.

2. Head Race eller Indtagsledninger:

De bærer vand til turbinerne fra reservoiret. Valget af åben kanal eller en trykledning (Penstock) afhænger af forholdene på stedet. Trykledningen kan være i form af en udtømt indtagspassage i dæmningen eller det kan være en lang rør af stål eller beton eller nogle gange en tunnel, der strækker sig for få kilometer mellem reservoiret og kraftværket.

Trykledningen følger ikke grundkonturerne, og en gradient er givet for at passe til forholdene på stedet. Vaskens hastighed i kraftledningen er også højere end i den åbne kanal. Op til 60 meter hoved kan hastigheden variere mellem 2, 5 til 3 0 m / sek.

For højere hoveder kan hastigheden stadig være højere. Nogle gange er det praktisk eller økonomisk at vedtage åben kanal helt eller delvis som hovedledningen. Hovedkanalkanalen kan føre vand til turbinerne eller til stifterne og anvendes normalt i lavhovedinstallationer, hvor hovedtab er relativt vigtigt. Fordelen ved en åben kanal er, at den kunne bruges til vandings- eller navigationsformål.

3. Surge Tank:

En overspændingsbeholder er et opbevaringsreservoir monteret ved en åbning lavet på en lang rørledning eller stativ for at modtage den afviste strøm, når rørledningen pludselig lukkes af en ventil monteret ved sin stejle ende, se figur 20.5. En overspændingsbeholder lindrer derfor rørledningen af ​​et uforholdsmæssigt stort tryk, der frembringes på grund af dets lukning, hvilket eliminerer den positive vandhammereffekt.

Det gøres ved at indrømme en stor masse vand, som ellers ville have fløjet ud af rørledningen, men går tilbage til tanken på grund af lukning af rørenden. Det tjener også formålet med pludselig at tilføre en ekstra strøm, når det kræves af de hydrauliske hovedmotorerne på et hvilket som helst tidspunkt. Overspændingsbeholderen bruges hovedsagelig i et vandkraftværk eller i et stort pumpeprodukt til at styre trykvariationerne som følge af hurtige ændringer i strømmen.

I tilfælde af vandkraftværk, når der er en pludselig reduktion af belastningen på turbinen, bliver det nødvendigt for guvernøren at lukke turbineportene til justering af vandstrømmen for at holde turbins hastighed konstant. Men vandet er allerede på vej til turbinen.

Når turbineportene lukkes, skal det bevægende vand gå tilbage. En overspændingsbeholder ville så fungere som en beholder til opbevaring af det afviste vand og dermed undgå vandhammere. På den anden side når der er en øjeblikkelig efterspørgsel på turbinen med mere kraft, åbner guvernøren portene igen i forhold til den øgede belastning, således, hvilket gør det nødvendigt at levere mere vand.

For et langt rør tager det lang tid, før hele vandmassen kan fremskyndes. Overspændingsbeholderen, som er placeret i nærheden af ​​turbinen, vil imødekomme den pludselig øgede efterspørgsel efter vand, indtil hastigheden i den øverste del af linjen erhverver en ny værdi.

På samme måde for en stor pumpeanlæg med et langt udleveringsrør kan en overspændingsbeholder også anvendes til at styre trykvariationerne på forsyningssiden, hvilket skyldes pludselig nedlukning eller start af en pumpe. Når pumpen er startet, kommer det meste af indledningsstrømmen fra pumpen til overspændingsbeholderen og reducerer dermed vandhammereffekten m afleveringsrøret. På den anden side, når pumpen er lukket ned pludselig, giver surgebeholderen ekstra plads til at rumme vand, som ville komme tilbage og således lette vandhammertrykket.

Funktioner af Surge Tank:

Overspændingsbeholderen tjener således følgende formål:

jeg. Kontrol af trykvariationer som følge af hurtige ændringer i rørledningens strømning, hvilket eliminerer vandhammereffekten.

ii. Regulering af strømning i kraft og pumpeplanter ved at tilvejebringe det nødvendige accelerations- eller retarderingshoved.

Placering af Surge Tank:

Teoretisk bør en overspændingsbeholder placeres så tæt på en kraft- eller pumpeanlæg som muligt. Det ideelle sted ved kraftværker er ved turbineindløbet, men det er sjældent muligt i tilfælde af mellem- og højhovedinstallationer, fordi det skal gøres meget højt. For at reducere dens højde er den generelt placeret ved en krydsning af tryktunnel og en penstock (se figur 20.5) eller på bjergsiden.

4. Turbiner og generatorer:

Turbine konverterer hydraulisk energi til mekanisk energi. Den mekaniske energi udviklet af en turbine bruges til at køre en elektrisk generator. Den er direkte koblet til turbinens skaft. Generatoren udvikler elektrisk strøm. En turbine består af et hjul kaldet løber. Løberen er forsynet med specialdesignede knive eller spande. Vandet med stor hydraulisk energi rammer knivene, og løberen roterer.

Vandturbiner kan klassificeres under to typer, nemlig:

jeg. Impuls- eller hastighedsturbiner, og

ii. Reaktion eller trykturbiner.

Impulsturbin:

I impulsmurbinen omdannes al den tilgængelige potentielle energi eller hoved til kinetisk energi eller hastighedshoved ved at lede vandet gennem en konstruktionsdyse eller ved hjælp af styreskinner, inden den rammer skufferne. Hjulet drejer fri i luft og vand er kun i kontakt med kun en del af hjulet ad gangen. Trykket af vand hele tiden er atmosfærisk.

For at forhindre sprøjtning og at styre vandet, der udledes fra spande til hale løb, er der tilvejebragt et hus. En impulsturbine er i det væsentlige et lavhastighedshjul og anvendes til relativt høje hoveder. Pelton hjul, Turgo impuls hjul og Girard turbine, er nogle typer impulsturbine. I Pelton hjulet rammer vandet runner tangentielt.

Reaktion Turbine:

I en reaktionsturbine omdannes kun en del af den tilgængelige potentielle energi til hastighedshoved ved indgangen til løberen. Restdelen forbliver som et trykhoved. Trykket ved turbins indløb er meget højere end trykket ved udløbet.

Det varierer gennem vandets passage gennem turbinen. For det meste er strømmen udviklet af forskellen i tryk, der virker på for- og bagsiden af ​​løbeblade. Kun lille del af magten kommer fra dynamisk bevægelse af hastighed. Da vandet er under pres, finder hele strømmen fra hovedløb til hale løb i et lukket system.

Francis og Kaplan turbiner er to vigtige typer reaktionsturbiner. I Francis turbine er der indadgående radial vandstrøm. I moderne Francis-turbine går strømmen indad radialt ind, men går parallelt med akslen i midten. Det hedder blandet flow.

I Girard, propeller og Kaplan turbiner er strømmen aksial eller parallelt med turbineakslens akse. Udvælgelse af en egnet type turbine afhænger primært af det ledige hoved og mængden af ​​affald, der kræves.

Turbinerne kan klassificeres som følger med henvisning til type kraftværker:

Lavt hovedturbine (mindre end 30 m);

Mellemhovedturbine (30 til 160 m);

Højt hovedturbine (op til og over 1000 m);

Lavt hovedturbiner er Propeller turbine og Kaplan turbine. Disse møller bruger stor mængde vand. Mellemhovedturbiner er moderne Francis turbiner. Impulsturbiner er høje hovedturbiner. Disse møller kræver relativt mindre vandmængde.

5. Power House:

Formålet med kraftværket er at understøtte og huske det hydrauliske og elektriske udstyr.

Krafthuset er let opdelt i to dele som følger:

jeg. Understrukturen til at understøtte udstyret og at tilvejebringe de nødvendige vandveje.

ii. Overbygningen eller bygningen til hus og beskytte udstyret.

underkonstruktion:

Understrukturen kan danne en integreret del af dæmningen og indtagstrukturen. I andre tilfælde kan underbygningen være fjern fra dæmningen, dæmningen og kraftværket er helt adskilte strukturer. Underbygningen er udelukkende bygget af beton og håndhæves med stål, hvor det er nødvendigt.

Super-Struktur:

Generatorrummet, hoveddelen af ​​kraftværket, indeholder hovedenhederne og deres tilbehør, og der er normalt en kraft- eller håndbetjent overheadkran, der spænder over kraftværkerens bredde. Omstillingsbordet og betjeningsstativet er normalt tæt på midten af ​​stationen, enten på gulvniveau eller, for bedre synlighed, på anden sal eller på et niveau over hovedetagen.

Normalt kræves en hjælpekabine eller en del af kraftværket opstrøms for hovedenhederne for kontakterne, busforbindelserne og udgående linjer. Hvis transformatorer er placeret inde i stationen, vil disse også være i hjælpebukken, normalt på gulvniveau og lukke hovedetagen af ​​ståldøre eller skodder.

En rejsekran er en vigtig del af krafthusudstyret. Ved fastgørelse af kraneskinnenes højde over gulvet er det vigtigt, at der er tilstrækkeligt loft til at løfte og bære langs en af ​​de forskellige maskindele.

6. Hale Race og Udkast Tube

Kanalen, som turbinen udleder i tilfælde af impulshjul og gennem trækrør i tilfælde af reaktionsturbine kaldes en hale løb. Sugerøret eller trækrøret er kun et lufttæt rør monteret på alle reaktionsturbiner på udløbssiden. Den strækker sig fra udløbsenden af ​​turbine-løberen til ca. 0, 5 meter under overfladen af ​​halevandsniveauet. Det lige trækrør er generelt givet en flare på 4 til 6 grader for gradvist at reducere hastigheden af ​​vand.

Sugevirkningen af ​​vandet i dette rør har samme virkning på løberen som et ækvivalent hoved, således at turbinen udvikler den samme effekt som om den blev anbragt på overfladen af ​​svandevandet. Pulshjulets hale løb er normalt en omtrentlig rektangulær passage, der løber fra et punkt under hjulet til et punkt uden for krafthusets fundament, hvor det kommer ind i udgangskanalen eller floden. På grund af den lille udladning af impulshjulet samt højere tilladte hastighed er hale løbskanalen meget mindre end reaktionsturbinen.

I tilfælde af reaktionsturbinen afhænger bredden af ​​hale løbskanalen under kraftværket af enhedens afstand og tykkelse af piers og vægge mellem enhedsbuerne. Dybden af ​​hale løbskanalen afhænger af den hastighed, som generelt anses for at være ca. 1 meter pr. Sekund. Hvor kraftværket er tæt på floden, kan hestevognen være selve floden. I andre tilfælde kan en hale løbskanal med en vis længde være tilvejebragt for at slutte sig til turbinegraven med floden.