Třínáctá přednáška

Komentáře

Transkript

Třínáctá přednáška
Hydroenergetika
Rozvoj prvních civilizací byl spojen s využíváním vodní energie. Stagnující vývoj
vodních strojů výrazně urychlila první průmyslová revoluce. V 19. století se začala
prosazovat Francisova turbína s radiálním oběžným kolem a dostředivým průtokem
s natáčivými rozváděcími lopatkami, Peltonova rovnotlaká turbína pro velké spády a
na počátku 20. století Kaplanova přetlaková axiální turbína. Ve 20. století byla
postavena velká vodní díla, osazená turbínami se značně velkým jednotkovým
výkonem, často v řádu několika set MW. Vzhledem k tomu, že většina typů vodních
turbín i velmi velkých výkonů je schopna během velmi krátké doby najet na plný výkon,
má vodní energetika každého státu poměrně značný stabilizující význam jak
z technického, tak i ekonomického hlediska.
Základní typy a rozdělení vodních turbín
Z hlediska průběhu tlaku vody při průtoku oběžným kolem se vodní turbíny dělí na
a) Rovnotlaké ( Peltonova turbína)
b) Přetlakové ( Francisova, Kaplanova, Deriazova)
Pro rozlišování různých typů hydraulických turbín se vžilo odvozené kritérium
tzv. hydraulické podobnosti – měrné otáčky
Mají-li dvě turbíny s rozdílnými provozními parametry (spád H, průtok Q, otáčky n)
stejné měrné otáčky, jsou si tzv. hydraulicky podobné, mají např. přibližně stejnou
účinnost a tvar rychlostních trojúhelníků. Pro měrné otáčky vodních turbín platí vztah:
nq =
333. Q
4
Y3
[m
3
/ s; J / kg
;
] [min ]
−1
Aby bylo možno beze ztráty spádu umístit vodní turbínu nad úroveň spodní
hladinyvody, spojuje se výstup turbíny se spodní hladinou potrubím s rozšiřujícím se
průřezem,které ústí pod spodní hladinou vody, (tzv.savka). (proč jen u přetl. turbín ?)
Rozšiřující se průřez savky navíc umožňuje snížit ztrátu výstupní rychlostí vody.
Maximální možná "sací výška" turbíny nad spodní hladinou vody plyne z rovnice:
H sg max
∆Y zs
pb − p w,
;
=
− H .σ kr −
ρ .g
g
[m ]
Řez Peltonovou turbínou (H=721m;n=300min-1; P=110MW)
H – hřídel turbíny; R – natáčivé statorové lopatky; K – lopatky oběžného kola;
1-2-3 průtok vody oběžným kolem
Konstrukční schéma Francisovy turbíny
Konstrukční schéma Kaplanovy turbíny
Řez diagonální turbínou ( H=69m; P=75 MW)
Základní typy a provozní vlastnosti hydrocentrál
Vodní turbíny jsou většinou součástí hydrocentrál, kde transformují potenciální energii
vody vyjádřenou měrnou energií respektive spádem a objemovým průtokem .Vzájemná
vazba provozních parametrů a je dána přírodními podmínkami v místě hydrocentrály.
Výkon turbíny:
P = Q . H . g . ρ .η
[W ]
Výkon se reguluje změnou objemového průtoku, - je obvykle řešeno natáčením
rozváděcích nebo oběžných lopatek, případně kombinací obou.
Podle systému soustředění energie (průtoku a spádu) se dělí hydrocentrály na:
1) Přehradní a jezové – využívají vzdouvacího zařízení (jez, přehrada).
2) Derivační – odvádí vodu z původního koryta přivaděčem a po průtoku turbínou
jí opětně přivádí do koryta.
3) Přehradně derivační – vzdouvacím zařízením je přehrada, která soustřeďuje
spád i průtok. Voda je zvláštním přivaděčem vedena k turbínám.
4) Přečerpávací – má horní a dolní nádrž. V době nedostatku elektrické energie je
voda pouštěna z horní nádrže do spodní a dodává elektrickou energii do rozvodné
sítě. V době přebytku elektrické energie přečerpává zpět vodu z dolní nádrže do
horní, k tomu využívá elektrickou energii odebranou ze sítě. Obvykle je osazena
reverzními turbínami, které mohou pracovat i v čerpadlovém režimu.
Vodní elektrárny ČEZ
Vodní elektrárny
Instalovaný výkon MW
Rok uvedení do provozu
Lipno I
2 x 60
1959
Orlík
4 x 91
1961 - 1962
Kamýk
4 x 10
1961
Slapy
3 x 48
1954 - 1955
2 x 11,25
1943 - 1944
2 x 6,94
1936
Štěchovice I
Vrané
Celkem
Malé vodní elektrárny
705
Instalovaný výkon MW
Rok uvedení do provozu
Lipno II
1 x 1,5
1957
Hněvkovice
2 x 4,8
1992
Kořensko I
2 x 1,9
1992
1 x 1,2; 1 x 0,56
1977
Dlouhé Stráně II
1 x 0,16
2000
Kořensko II
1 x 0,94
2000
2 x 0,315
1994
Mohelno
Želina
Celkem
Přečerpávací vodní elektrárny
Štěchovice II
Dalešice
Dlouhé Stráně I
727
Instalovaný výkon MW
Rok uvedení do provozu
1 x 45
1947 - 1948
4 x 112,5
1978
2 x 325
1996
Celkem
1 145
Celkem vodní elektrárny
1 868
Název
1. Three Gorges Dam
Datum dokončení
Celkový výkon
(GW)
Čína
2009*
14,1 (k prosinci
2007)
22,5 (po
dokončení)
Země
2.
Itaipú
Brazílie/Paraguay
1984/1991/2003
14
3.
Guri (Simón
Bolívar)
Venezuela
1986
10,2
4.
Tucurui
Brazílie
1984
7,96
5.
Grand Coulee
USA
1942/1980
6,809
6.
Sayano
Shushenskaya
Rusko
1983
6,721
7.
Krasnoyarskaya
Rusko
1972
6
8.
Robert-Bourassa
Kanada
1981
5,616
9.
Churchill Falls
Kanada
1971
5,429
10
.
Bratskaya
Rusko
1967
4,5
Tři soutěsky- Čína
•
•
•
•
•
•
•
Největší vodní elektrárna na světě
Nachází se na řece Jang-c, v Čině
Instalovaný výkon: 14,1 (22,5) GW
Počet turbín: 20 (32)
Převýšení: 185 m
Datum výstavby: 1994 - 2009
Plocha nádrže: 1.084 km2
Itaipú
Nachází se na řece Parana na hranici
Brazílie a Paraguay
Instalovaný výkon: 14 GW
Počet turbín: 20
Převýšení: 196 m
Datum výstavby: 1984 - 2003
Plocha nádrže: 1.350 km2
Guri- Venezuela
Nachází se na řece Caroní ve
Venezuele
Instalovaný výkon: 10,2 GW
Počet turbín: 20
Převýšení: 162 m
Datum výstavby: 1978 - 1986
Plocha nádrže: 4000 km2
Tucurui-Brazílie
Nachází se na řece Tocatins, Brazílie
Instalovaný výkon: 7,96 GW
Počet turbín: 11
Převýšení: 106 m
Datum výstavby: 1975 - 1984
Plocha nádrže: 2875 km2
Grand Coulee
•
•
•
•
•
•
Nachází se na řece Kolumbia, USA
Instalovaný výkon: 6,8 GW
Počet turbín: 33
Převýšení: 168 m
Datum výstavby: 1933 – 1941, 1966 - 1974
Plocha nádrže: 337 km2
Sajano-Šušenskaja
Nachází se na řece Jenisej, Rusko
Instalovaný výkon: 6,72 GW
Počet turbín: 10
Převýšení: 245 m
Datum výstavby: 1983
Plocha nádrže: 356 km2

Podobné dokumenty

Větrné elektrárny II

Větrné elektrárny II požadavky na chování VTE při zkratech požadavky chování VTE při změnách frekvence požadavky na chování VTE při regulaci účiníku

Více

Scorpion Combi PSTN

Scorpion Combi PSTN Scorpion Combi je univerzální, lehká, robustní a vzhledem přitažlivá kombinovaná PSTN (VTS), ISDN basic rate a primary rate testovací sada, vhodná pro techniky telekomunikačních společností, při in...

Více

smlouva o dílo - Veřejné zakázky

smlouva o dílo - Veřejné zakázky KAMEROVÝ SYSTÉM "BEZPEČNÁ OSMiČKA"

Více

MC aktiv 2/2012 - MC

MC aktiv 2/2012 - MC v Rusku v polovině devadesátých let minulého století zažívá firma MC zajímavý a vzkvétající úsek ekonomické historie v plošně největším státě na světě. Bylo to období rozmachu, když hospodářství po...

Více