પાણીના પ્રવાહની ઊર્જાનો ઉપયોગ, હાઇડ્રોઇલેક્ટ્રિક પાવર પ્લાન્ટ્સ (HPP) ના હાઇડ્રોલિક સ્ટ્રક્ચર્સનું ઉપકરણ

પાણીની ઉર્જા વહે છે

પાણીના પ્રવાહમાં રહેલી ઉર્જા (સંભવિત) બે જથ્થાઓ દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે: વહેતા પાણીની માત્રા અને તેના મોં પર પડવાની ઊંચાઈ.

કુદરતી સ્થિતિમાં, નદીના પ્રવાહની ઊર્જા ચેનલના ધોવાણ, માટીના કણોના સ્થાનાંતરણ, કાંઠે અને તળિયે ઘર્ષણ પર ખર્ચવામાં આવે છે.

આ રીતે, પાણીના પ્રવાહની ઉર્જા સમગ્ર પ્રવાહમાં વહેંચવામાં આવે છે, જોકે અસમાન રીતે - તળિયાના ઢોળાવ અને પાણીના ગૌણ પ્રવાહ દર પર આધાર રાખીને. ચોક્કસ વિસ્તારની અંદર પ્રવાહની ઊર્જાનો ઉપયોગ કરવા માટે, તેને એક વિભાગમાં કેન્દ્રિત કરવું જરૂરી છે - એક સંરેખણમાં.

કેટલીકવાર આવી એકાગ્રતા કુદરત દ્વારા ધોધના સ્વરૂપમાં બનાવવામાં આવે છે, પરંતુ મોટાભાગના કિસ્સાઓમાં તે કૃત્રિમ રીતે બનાવવી જોઈએ, હાઇડ્રોલિક માળખાં.

ઇટાઇપુ હાઇડ્રોઇલેક્ટ્રિક પ્લાન્ટ એ વીજળીના ઉત્પાદન માટે વિશ્વનો સૌથી મોટો હાઇડ્રોઇલેક્ટ્રિક પાવર પ્લાન્ટ છે

ઊર્જા બાંધકામ સાઇટ પર કેન્દ્રિત છે હાઇડ્રોઇલેક્ટ્રિક પાવર પ્લાન્ટ્સ (HPP) બે રીતે:

• એક ડેમ નદીને અવરોધે છે અને બેસિનમાં અપસ્ટ્રીમમાં પાણી વધારતું હોય છે — અપસ્ટ્રીમ N મીટર બેસિન ડાઉનસ્ટ્રીમ — ડાઉનસ્ટ્રીમના સ્તરથી. અપસ્ટ્રીમ અને ડાઉનસ્ટ્રીમ લેવલ H માં તફાવતને હેડ કહેવામાં આવે છે. હાઇડ્રોઇલેક્ટ્રિક પ્લાન્ટ જ્યાં ડેમ દ્વારા હેડ બનાવવામાં આવે છે તેને નજીક-ડેમ કહેવામાં આવે છે અને સામાન્ય રીતે સપાટ નદીઓ પર બાંધવામાં આવે છે;

• ખાસ બાયપાસ ચેનલની મદદથી - એક વ્યુત્પન્ન ચેનલ. ડેરિવેશન સ્ટેશનો મુખ્યત્વે પર્વતીય વિસ્તારોમાં બાંધવામાં આવે છે. ડાયવર્ઝન નહેરમાં ખૂબ જ નાનો ઢોળાવ છે, તેથી તેના છેડે કેનાલથી ઘેરાયેલો નદી વિભાગનો સમગ્ર માથું લગભગ સંપૂર્ણ રીતે કેન્દ્રિત છે.

માળખું ગોઠવણીમાં પ્રવાહ બળ એક સેકન્ડમાં ગેટમાંથી પસાર થતા પાણીના જથ્થા દ્વારા નિર્ધારિત કરવામાં આવે છે, Q અને હેડ H. જો Q ને m3/sec અને H મીટરમાં માપવામાં આવે, તો વિભાગમાં પ્રવાહ દર બરાબર હશે:

Pp = 9.81 * Q* 3 kW.

આ ક્ષમતાનો માત્ર એક ભાગ, સ્થાપનની કાર્યક્ષમતા સમાન, હાઇડ્રોઇલેક્ટ્રિક પ્લાન્ટના ઇલેક્ટ્રિક જનરેટરમાં ઉપયોગમાં લેવાશે. તેથી, હેડ H પર પાવર પ્લાન્ટની શક્તિ અને ટર્બાઇન Q દ્વારા પાણીનો પ્રવાહ હશે:

P = 9.81*B*H* કાર્યક્ષમતા kW.

હાઇડ્રોઇલેક્ટ્રિક પ્લાન્ટ માટે એન્જિન રૂમ

હાઇડ્રોઇલેક્ટ્રિક પ્લાન્ટની વાસ્તવિક સંચાલન પરિસ્થિતિઓમાં, કેટલાક પાણી ટર્બાઇન્સમાંથી પસાર થઈ શકે છે.

સદીઓથી પ્રવાહોની ઊર્જાનો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે. જળશક્તિનો વ્યાપક ઉપયોગ 19મી સદીના અંતમાં જ શક્ય બન્યો, જ્યારે તેની શોધ થઈ વિદ્યુત ટ્રાન્સફોર્મર અને બનાવ્યું ત્રણ તબક્કાની વૈકલ્પિક વર્તમાન સિસ્ટમ... લાંબા અંતર પર ઊર્જા પ્રસારિત કરવાની ક્ષમતાએ સૌથી શક્તિશાળી પાણીના પ્રવાહોની ઊર્જાનો ઉપયોગ કરવાનું શક્ય બનાવ્યું.

યાંગ્ત્ઝી નદી પર સ્થિત ચીનનો થ્રી ગોર્જ હાઇડ્રોઇલેક્ટ્રિક પ્લાન્ટ સ્થાપિત ક્ષમતાની દ્રષ્ટિએ વિશ્વમાં સૌથી મોટો છે.

હાઇડ્રોઇલેક્ટ્રિક પાવર પ્લાન્ટની હાઇડ્રોટેકનિકલ સુવિધાઓની રચના અને ગોઠવણી

ડેમ હાઇડ્રોઇલેક્ટ્રિક પાવર પ્લાન્ટના માળખાના એકમની રચનામાં સામાન્ય રીતે સમાવેશ થાય છે:

• ડેમ હેડ. ડેમના ઉપરના ભાગમાં, ટોપોગ્રાફિકલ પરિસ્થિતિઓ અને ડેમની ઊંચાઈના આધારે મોટા અથવા નાના જથ્થા સાથે એક જળાશય રચાય છે, જે લોડ શેડ્યૂલ અનુસાર ટર્બાઇન દ્વારા પાણીના પ્રવાહને નિયંત્રિત કરે છે;

• હાઇડ્રોઇલેક્ટ્રિક ઇમારત;

• ગટર, એક અલગ હેતુ અને અનુરૂપ રીતે અલગ ડિઝાઈન ધરાવતો: ટર્બાઈનમાં વપરાતું ન હોય તેવા વધારાના પાણીનો નિકાલ કરવો, ઉદાહરણ તરીકે પૂર (ઓવરફ્લો) દરમિયાન; ઓવરફ્લો પાણીમાં પાણીની ક્ષિતિજને ઘટાડવા માટે, જે ક્યારેક જરૂરી હોય છે, ઉદાહરણ તરીકે, જ્યારે હાઇડ્રોલિક સુવિધાઓ (ડ્રેનેજ) રિપેર કરતી વખતે; પાણીના વપરાશકારો વચ્ચે પાણીના વિતરણ માટે (પાણીના સેવનની સુવિધાઓ);

• પરિવહન સુવિધાઓ - નેવિગેબલ તાળાઓ, નદી પર નેવિગેશન દ્વારા પ્રદાન કરવામાં આવે છે, લાકડાના રાફ્ટિંગ માટે છાજલીઓ અને રાફ્ટ્સ;

• માછલી પસાર કરવાની સુવિધાઓ.

હાઇડ્રોઇલેક્ટ્રિક પ્લાન્ટની ઇમારત પરનો વિભાગ

વ્યુત્પન્ન હાઇડ્રોઇલેક્ટ્રિક પ્લાન્ટની લાક્ષણિક રચનાઓ - ડાયવર્ઝન ચેનલ અને ચેનલથી ટર્બાઈન્સ સુધી પાઈપિંગ.

હાઇડ્રોપાવર પ્લાન્ટના બ્લોકમાં મુખ્ય મૂલ્ય, સૌથી તકનીકી રીતે જવાબદાર અને સૌથી મોંઘી કડી ડેમ છે. પાણીના માર્ગ પર ડેમ અલગ પડે છે:

• બહેરાજે પાણીને પસાર થવા દેતું નથી;

• સ્પિલવેજેમાં પાણી ડેમની ટોચ પર વહી જાય છે;

• પેનલ બોર્ડજે ઢાલ (દરવાજા) ખોલવામાં આવે ત્યારે પાણીને અંદર આવવા દે છે.

કોર્નાલ્વો એ સ્પેનમાં બદાજોઝ પ્રાંતમાં આવેલો ડેમ છે, જે લગભગ 2,000 વર્ષથી કાર્યરત છે.

ડેમ સામાન્ય રીતે માટીના અને કોંક્રિટના હોય છે.

પૃથ્વી બંધની ટ્રાંસવર્સ પ્રોફાઇલ: 1 — દાંત; 2 - રેતી અને કાંકરીનો રક્ષણાત્મક સ્તર; 3 — માટી ગ્રીડ: 4 — ડેમ બોડી; 5 — વોટરપ્રૂફ બેઝ લેયર

આકૃતિ ઓછી જાડાઈના અભેદ્ય સ્તર પર બાંધવામાં આવેલા માટીના ડેમની પ્રોફાઇલ દર્શાવે છે. ડેમનું શરીર એવી કોઈપણ જમીનમાંથી છોડવામાં આવે છે જેમાં મોટી માત્રામાં જૈવિક અશુદ્ધિઓ અને પાણીમાં દ્રાવ્ય ક્ષાર ન હોય.

અભેદ્ય માટીથી ડેમ ભરતી વખતે, પાણીના ગાળણને રોકવા માટે ડેમના શરીરમાં માટીની ગ્રીડ મૂકવામાં આવે છે. અભેદ્ય સ્તર કે જેના પર ડેમ બાંધવામાં આવ્યો છે તે જ કારણોસર વોટરપ્રૂફ દાંત દ્વારા કાપવામાં આવે છે.

જો ડેમ સંપૂર્ણપણે માટી અથવા રેતાળ માટીથી ભરેલો હોય, તો સીપેજ અવરોધની જરૂર નથી. ટોચ પર, સ્ક્રીનને રેતી અને કાંકરીના રક્ષણાત્મક સ્તરથી આવરી લેવામાં આવે છે, જે બદલામાં પથ્થરની પેવમેન્ટ દ્વારા તરંગ ધોવાણથી સુરક્ષિત છે (ડેમની ટોચથી એક નિશાન સુધી જે શક્ય તેટલી નીચી શક્ય પાણીની ક્ષિતિજથી 0.5 - 0.7 મીટર નીચે આવેલું છે. ઉપરના પાણીમાં).

માટીના ડેમને ભરતી વખતે, દરેક સ્તરને કાળજીપૂર્વક રોલોરો સાથે કોમ્પેક્ટ કરવામાં આવે છે. માટીના ડેમની ટોચ પરથી પાણી વહન કરવું અસ્વીકાર્ય છે, કારણ કે તેના ધોવાણનો ભય છે. રોડ સામાન્ય રીતે માટીના ડેમની ટોચ પર બાંધવામાં આવે છે, જે ક્રેસ્ટની પહોળાઈને વ્યાખ્યાયિત કરે છે. રીજ સામાન્ય રીતે ડામર છે.

ડેમના પાયાની પહોળાઈ તેની ઊંચાઈ અને ઢોળાવના ક્ષિતિજ તરફના ધારેલા ઝોક પર આધાર રાખે છે. અપસ્ટ્રીમ ઢોળાવ ડાઉનસ્ટ્રીમ ઢોળાવ કરતાં સપાટ બને છે.

હાલમાં, મોટા માટીના ડેમના નિર્માણમાં હાઇડ્રોમેકેનાઇઝેશન પદ્ધતિનો વ્યાપકપણે ઉપયોગ થાય છે.

વિલો ક્રીક ડેમ, ઓરેગોન, યુએસએ, કોંક્રિટથી બનેલો ગુરુત્વાકર્ષણ-પ્રકારનો બંધ

બ્લાઈન્ડ કોંક્રીટ ડેમની યોજના: 1 — ડેમમાંથી ડ્રેનેજ; 2 - જોવાની ગેલેરી; 3 - કલેક્ટર; 4 - ફાઉન્ડેશનની ડ્રેનેજ

આકૃતિ ટોચ પર ટ્રાફિક લેન સાથે નિયમિત પ્રોફાઇલ સાથે ખાલી કોંક્રિટ ડેમ દર્શાવે છે. માટી અને કાંઠા સાથે ડેમના વધુ વિશ્વસનીય જોડાણ માટે, ડેમનો પાયો અનેક કિનારીઓના સ્વરૂપમાં બનાવવામાં આવે છે. 0.05 - 1.0 Z ની ઊંડાઈ સાથેનો દાંત દબાણ બાજુ પર સ્થિત છે.

ગાળણનો સામનો કરવા માટે, દાંતની નીચે ગાળણ વિરોધી પડદા મૂકવામાં આવે છે, જેના માટે, 5 - 15 સે.મી.ના વ્યાસવાળા બોરહોલ્સની સિસ્ટમ દ્વારા, સિમેન્ટ સોલ્યુશનને પાયા (માટી) ની તિરાડોમાં ઇન્જેક્ટ કરવામાં આવે છે.

તેમ છતાં ડેમનું શરીર નક્કર કોંક્રિટનું બનેલું છે, પાણી હંમેશા તેમાંથી વહી જાય છે. આ પાણીને ડાઉનસ્ટ્રીમમાં ઉતારવા માટે, ડેમમાં એક ડ્રેનેજ સિસ્ટમ ગોઠવવામાં આવે છે, જેમાં ઊભા કૂવાઓ - ડ્રેઇન્સ (20 - 30 સે.મી.ના વ્યાસ સાથે) ડેમના શરીરમાં દર 1.5 - 3 મીટરે બનાવવામાં આવે છે.

તેમના દ્વારા વહેતું પાણી ઓબ્ઝર્વેશન ગેલેરી 2 ના ક્યુવેટ્સમાં પ્રવેશે છે, જ્યાંથી તેને આડા કલેક્ટર્સ 3 દ્વારા નીચલા પૂલ તરફ લઈ જવામાં આવે છે. ઓબ્ઝર્વેશન ગેલેરી, જે ડેમના શરીરમાં તેની સમગ્ર લંબાઈ સાથે ચાલે છે, તે કોંક્રિટ અને પાણીના શુદ્ધિકરણની સ્થિતિનું નિરીક્ષણ કરવા માટે બનાવવામાં આવી છે.

વ્યુત્પન્ન પાણી પુરવઠા માળખાં મોટાભાગે ખુલ્લી ચેનલના રૂપમાં લાગુ કરવામાં આવે છે. નરમ જમીનમાં, ચેનલ વિભાગ સામાન્ય રીતે ટ્રેપેઝોઇડલ હોય છે. ગાળણ ઘટાડવા, ધોવાણ અટકાવવા, ખરબચડી અને સંબંધિત દબાણના નુકસાનને ઘટાડવા માટે ચેનલની દિવાલો અને તળિયે કોંક્રિટ અથવા ડામરથી રેખાંકિત છે. કોબલસ્ટોન ક્લેડીંગનો પણ ઉપયોગ થાય છે.

ખડકાળ જમીનમાં ડાયવર્ઝન ચેનલોમાં એક લંબચોરસ વિભાગ હોય છે. જો ખુલ્લી ચેનલ ચલાવવી શક્ય ન હોય તો, લંબચોરસ અથવા ગોળાકાર ક્રોસ-સેક્શન સાથેના રિસેસનો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે. ડાયવર્ઝન ચેનલમાંથી ટર્બાઇન્સને પાણી પાઇપલાઇન દ્વારા આપવામાં આવે છે. પાઇપલાઇન્સ છે. મેટલ, પ્રબલિત કોંક્રિટ અને લાકડાના.