УЦС: үйл ажиллагааны зарчим, схем, төхөөрөмж, хүч

2024 Зохиолч: Howard Calhoun | [email protected]. Хамгийн сүүлд өөрчлөгдсөн: 2023-12-17 10:35

Бараг хүн бүр усан цахилгаан станцын зорилгыг төсөөлдөг, гэхдээ цөөхөн хүн л усан цахилгаан станцын ажиллах зарчмыг жинхэнэ утгаар нь ойлгодог. Хүмүүсийн хувьд гол нууц нь энэ асар том далан бүхэлдээ ямар ч түлшгүйгээр цахилгаан эрчим хүч үйлдвэрлэдэг. Энэ талаар ярилцъя.

Усан цахилгаан станц гэж юу вэ?

Усан цахилгаан станц нь төрөл бүрийн бүтэц, тусгай төхөөрөмжөөс бүрдсэн цогц цогцолбор юм. Далан, усан санг дүүргэх байнгын урсгалтай гол мөрөн дээр усан цахилгаан станцууд баригдаж байна. Усан цахилгаан станц барих явцад бий болсон ижил төстэй байгууламж (далан) нь усан цахилгаан станцын тусгай төхөөрөмж ашиглан цахилгаан эрчим хүч болгон хувиргадаг тогтмол урсгалыг төвлөрүүлэхэд шаардлагатай.

УЦС-ын үр ашгийн хувьд барилга барих газрыг сонгох нь чухал үүрэг гүйцэтгэдэг гэдгийг анхаарна уу. Хоёр нөхцөл шаардлагатай: шавхагдашгүй усны нөөц ба голын өндөр налуу.

УЦС-ын ажиллах зарчим

Усан цахилгаан станцын үйл ажиллагаа маш энгийн. Гидравлик байгууламжийг босгосонтурбины ир рүү орох усны тогтвортой даралтыг хангана. Даралт нь турбиныг хөдөлгөөнд оруулдаг бөгөөд үүний үр дүнд генераторуудыг эргүүлдэг. Сүүлийнх нь цахилгаан эрчим хүч үйлдвэрлэж, улмаар өндөр хүчдэлийн дамжуулах шугамаар дамжуулан хэрэглэгчдэд хүрдэг.

Ийм бүтцийн гол бэрхшээл нь далан барих замаар усны тогтмол даралтыг хангах явдал юм. Үүний ачаар их хэмжээний ус нэг газарт төвлөрдөг. Зарим тохиолдолд байгалийн урсгал ус, заримдаа далан болон гольдрол (байгалийн урсгал) хамт хэрэглэгддэг.

Барилгад усан цахилгаан станцын тоног төхөөрөмж байдаг бөгөөд гол үүрэг нь усны хөдөлгөөний механик энергийг цахилгаан энерги болгон хувиргах явдал юм. Энэ ажлыг генераторт өгсөн. Нэмэлт төхөөрөмжийг станц, түгээх төхөөрөмж, трансформаторын станцын ажиллагааг хянахад ашигладаг.

Доорх зурагт УЦС-ын бүдүүвч диаграммыг харуулав.

Таны харж байгаагаар усны урсгал нь генераторын турбиныг эргүүлж, эрчим хүч үүсгэж, хувиргах зорилгоор трансформаторт нийлүүлж, дараа нь цахилгаан шугамаар дамжуулан нийлүүлэгчид хүргэдэг.

Хүч

Үйлдвэрлэсэн эрчим хүчээрээ хувааж болох өөр өөр усан цахилгаан станцууд байдаг:

1. Маш хүчирхэг - 25 МВт-аас дээш.
2. Дунд – 25 МВт хүртэл.
3. Жижиг - 5 МВт хүртэл үүсгүүртэй.

Усан цахилгаан станцын хүч нь юуны түрүүнд усны урсгал болон түүн дээр ашиглагддаг генераторын үр ашгаас хамаарна. Гэхдээ бүр хамгийн ихүр ашигтай суурилуулалт нь усны даралт багатай их хэмжээний цахилгаан эрчим хүч үйлдвэрлэх боломжгүй болно. Усан цахилгаан станцын хүч тогтмол биш гэдгийг анхаарч үзэх нь зүйтэй. Байгалийн шалтгааны улмаас далан дахь усны түвшин нэмэгдэж, буурч болно. Энэ бүхэн үйлдвэрлэсэн цахилгаан эрчим хүчний хэмжээнд нөлөөлдөг.

Далангийн үүрэг

Аливаа усан цахилгаан станцын хамгийн төвөгтэй, хамгийн том, ерөнхийдөө гол элемент нь далан юм. Далан хэрхэн ажилладагийн мөн чанарыг ойлгохгүйгээр усан цахилгаан станц гэж юу болохыг ойлгох боломжгүй юм. Эдгээр нь усны урсгалыг барьж байдаг асар том гүүрнүүд юм. Загвараас хамааран тэдгээр нь ялгаатай байж болно: таталцлын, нуман хэлбэртэй болон бусад байгууламжууд байдаг, гэхдээ тэдний зорилго нь үргэлж ижил байдаг - их хэмжээний ус хадгалах. Энэ далангийн ачаар усны тогтвортой, хүчтэй урсгалыг төвлөрүүлж, генераторыг эргүүлдэг турбины ир рүү чиглүүлэх боломжтой болсон. Энэ нь эргээд цахилгаан эрчим хүч үйлдвэрлэдэг.

Технологи

Бидний аль хэдийн мэдэж байгаачлан усан цахилгаан станцын ажиллах зарчим нь уналтын усны механик энергийг ашиглахад суурилж, дараа нь турбин, генераторын тусламжтайгаар цахилгаан энерги болгон хувиргадаг. Турбинуудыг өөрсдөө далан эсвэл түүний ойролцоо суулгаж болно. Зарим тохиолдолд далангийн түвшнээс доогуур ус өндөр даралтын дор дамждаг дамжуулах хоолойг ашигладаг.

Аливаа усан цахилгаан станцын хэд хэдэн эрчим хүчний үзүүлэлтүүд байдаг: усны урсгал ба гидростатик толгой. Сүүлийн үзүүлэлтийг эхлэл ба төгсгөлийн цэгүүдийн өндрийн зөрүүгээр тодорхойлно.усны чөлөөт уналт. Станцын зураг төслийг бүтээхдээ бүх загварыг эдгээр үзүүлэлтүүдийн аль нэгэнд үндэслэнэ.

Өнөөдрийн мэдэгдэж байгаа цахилгаан эрчим хүч үйлдвэрлэх технологи нь механик энергийг цахилгаан энерги болгон хувиргах үед өндөр үр ашигтай ажиллах боломжийг олгодог. Заримдаа дулааны цахилгаан станцаас хэд дахин их байдаг. Усан цахилгаан станцад ашигладаг тоног төхөөрөмжийн ачаар ийм өндөр үр ашигтай байдаг. Энэ нь найдвартай бөгөөд хэрэглэхэд харьцангуй хялбар юм. Үүнээс гадна түлшний хомсдол, их хэмжээний дулааны энерги ялгардаг тул ийм тоног төхөөрөмжийн ашиглалтын хугацаа нэлээд урт байдаг. Энд эвдрэл маш ховор тохиолддог. Генератор, байгууламжийн ашиглалтын хамгийн бага хугацаа нь ерөнхийдөө 50 орчим жил байна гэж үздэг. Хэдийгээр үнэндээ өнгөрсөн зууны 30-аад онд баригдсан усан цахилгаан станцууд өнөөдөр ч нэлээд амжилттай ажиллаж байна.

Оросын усан цахилгаан станц

Өнөөдөр Орос улсад 100 орчим усан цахилгаан станц ажиллаж байна. Мэдээжийн хэрэг, тэдгээрийн хүчин чадал нь өөр бөгөөд ихэнх нь 10 МВт хүртэл суурилагдсан хүчин чадалтай станцууд юм. Мөн 1937 онд ашиглалтад орсон Пироговская, Акуловская зэрэг станцууд байдаг бөгөөд хүчин чадал нь ердөө 0.28 МВт.

Хамгийн том нь 6400 ба 6000 МВт-ын хүчин чадалтай Саяно-Шушенская, Красноярскийн УЦС юм. Дараах станцууд:

1. Братская (4500 МВт).
2. Уст-Илимская УЦС (3840).
3. Бочуганская (2997 МВт).
4. Волжская (2660 МВт).
5. Жигулевская (2450 МВт).

Иймэрхүү олон тооны станц байгаа хэдий ч тэдгээр нь ердөө 47,700 МВт эрчим хүч үйлдвэрлэдэг бөгөөд энэ нь ОХУ-д үйлдвэрлэсэн нийт эрчим хүчний 20%-тай тэнцэж байна.

Хаахдаа

Одоо та усны урсгалын механик энергийг цахилгаан энерги болгон хувиргадаг усан цахилгаан станцуудын ажиллах зарчмыг ойлгож байна. Эрчим хүч олж авах энгийн санаа байсан ч тоног төхөөрөмж, шинэ технологиуд нь ийм бүтцийг нарийн төвөгтэй болгодог. Гэсэн хэдий ч атомын цахилгаан станцуудтай харьцуулахад тэдгээр нь үнэхээр анхдагч юм.