無線電子工学および電気工学の百科事典 マイクロ水力発電所建設の主な課題。 無線エレクトロニクスと電気工学の百科事典 マイクロ水力発電所の建設プロジェクトは、水力技術、自然環境、使用される機器の種類と複雑さ、電力消費の条件、その他の要因など、多くのパラメーターに依存します。 原則として、最大10kWの容量を持つマイクロ水力発電所の設置が計画されており、自然条件が複雑な水力構造の建設を必要としない場合は、設計のために専門家を集める必要はありません。 このようなマイクロ水力発電プラントを製造するプラントでは、水力発電ユニット自体に加えて、さまざまな材料で作られたフレキシブル(ホース)圧力パイプラインが納入に含まれることがよくあります(図39)。 この場合、小さな取水口を作り、そこに圧力パイプラインを接続するか、さらに小さな分水路と圧力盆地を構築するだけで十分です。 より大容量のマイクロ HPP を建設することが計画されている場合、この場合、マイクロ HPP の設計と建設に適切な資格と経験を持つ専門家 (または専門の請負業者組織) を招待することがより適切です。 適切な請負業者を選択するには、以前に完了した作業(マイクロ水力発電所の設計または建設)を伴う資格書類(水力発電所の建設または建設作業のためのGosarchstroyライセンス)をよく理解しておくと役立ちます。 そのような機会があれば、これらのオブジェクトを直接見て、所有者やユーザーと話し、建設や運用における実際的な問題や困難を見つけることができます。
たとえば、設置容量が10kWを超えるマイクロHPPを建設する場合、設備コストの問題に加えて、技術的および労働力、建設に使用されるリソース、材料を現実的に評価する必要があります。取水施設、分水路、圧力池、設備下の支持基礎など。 これらの構造物には、材料の要件に加えて、サイズ、製造方法、構造に関してかなり厳しい要件があります。 建設資材、機械、設備の輸送のため、建設現場へのアクセス道路の問題を考慮することも非常に重要です。 単純な技術道路を建設したり、石や木を取り除いて表面を平らにしたりするだけでも、コストが大幅に増加し、マイクロ水力発電所の建設が複雑になる可能性があります。 給水口 取水口の目的は、川や貯水池から水を汲み上げて圧力パイプラインに送ることです。 主な要件は、取水口が、流れによってもたらされる大量の砂利、石、その他の破片に対処するために、最低水位(減水)から洪水のレベルまで、あらゆる流量レベルで機能しなければならないことです。葉や破片が木全体に付着します。 取水口の正しい設計は、水力発電所全体が適切に機能するための決定的な要素であり、運転および修理のコストを削減するための重要な条件です。 取水口は、次のパラメータに準拠する必要があります。
油圧ユニットに必要量の水を確実に供給するには、背水(河床(水路)の完全または部分的な遮断による水位の上昇)が必要です。 ダムマイクロ水力発電所の場合のバックウォーターは、水路がダムによって遮断され、必要な水位と供給量に達したときにダム(ダム)によって形成されます。 分水マイクロ水力発電所の場合、このような背水は分水路入口前の河床に堰堤を構築することによって形成されます。 このようなサポートは次のように作成できます。
以下の図は、取水口の設計の 40 つの一般的な例を示しています。この例では、背水を調整して分水路への取水を確実にすることができます。 最初のケース(図 XNUMX)では、必要な背水が提供され、閘門によって規制されます。
41番目のケース(図XNUMX)では、水の流れの経路に水平に置かれた木製の梁によって必要なサポートが提供されます。 ビームはチャネル構造によって保持されます。 水圧の変化(調整)は、梁を追加して水位を上げるか、梁を削除して逆流する水位を下げることによって行われます。
他の場合には、分水路の入り口の直後の川の底に石(堰)や他の材料(鉄筋コンクリート片など)を敷くことによって、規制されていない背水を作り出すことが可能です。 以下の図 42 は、一例として、容量 60 kW のマイクロ水力発電所用のタルディ・スー川 (タイアップ地区) の取水施設の図を示しています。
分水路の入口は水の浸食から十分に補強され、鉄筋コンクリートまたは瓦礫コンクリートで作られていなければなりません。 分水路に取り込まれる水の量の変化を確実にするため、また、水力発電装置の修理または保守期間中に水力発電装置に供給される水を完全に遮断するために、ゲートレギュレーター(ゲートウェイ)を装備する必要があります。マイクロ HPP (図 43)。
分水路の入り口には、石、砂利、砂、その他の堆積物をトラップするための棚(図 44)が必要です。 ただし、この棚は土砂から 100% 保護することはできません。これが最初の障壁となります。 水力構造の設計により、取水構造よりも遠くに設置される堆積物から保護するための他の装置が提供される場合があります。 棚は、分水路の入り口の領域に、底部のくぼみの形で作られています。 定期的に満杯かどうかを確認し、定期的な清掃が必要です。
派生チャネル 分水路は、取水施設から水圧管に水を供給するために使用されます。 スカンジナビア諸国で実践されているように、土やコンクリートの水路の形で作ることも、コンクリートのトレイやハリネズミからプラスチックや金属のパイプラインの形で作ることもできます。 分水路は、ゼロ(圧力パイプラインが取水口またはダムからすぐに開始する場合)から数キロメートルまで、任意の長さにすることができます。 最も経済的に実行可能な分水路は、オープンアースチャンネルです。 しかし、それらには高度なメンテナンス要件に関連する多くの問題があります。 水分の損失。 ライニングのない運河壁からの浸出水によって引き起こされる地滑りを防ぐには、安定した比較的平坦な斜面が必要です。 このため、土の分水路を建設するときは、0,002.0,003の値内の傾斜の計算、つまり、2 mごとに3〜1000 mの高さの変化を考慮する必要があります。運河の長さ。 勾配を大きくすると運河の土壁が浸食される可能性があり、勾配を小さくすると冬に凍結する可能性があります。 金属やプラスチックと同様に、鉄筋コンクリート(トレイや高速流のセクションを含む)で作られた分水路には、土製の分水路に特有の欠点がありません。より強くて耐久性があり、メンテナンスや修理の必要性が少なくなります。 このような運河は土の運河よりも傾斜が急であるため、凍結する可能性が低くなります。 凍結を防ぐために、そのような材料で作られた分水路をさらに断熱することができます(スラブ、断熱材で覆い、地面に深く埋め込みます)。 ただし、設計時には、分水路の傾斜が大きい (したがって流量が大きい) と、一定の欠点があることに留意する必要があります。 まず、圧力容器のより複雑な設計 - 圧力容器内にブレーカーが形成されないように、また時間の経過とともに圧力容器が破壊されないように、原則として、水は特定の体制に従って穏やかな状態で圧力容器に流入する必要があります。 。 一般に、分水路の傾斜が大きく、それに伴う流量が大きいと、マイクロ水力発電所の水力構造が急速に破壊される可能性があります。 第二に、大きな傾斜により圧力(上流と下流の高低差)が減少します。 したがって、マイクロ水力発電所の容量が減少することになる。 落差の高さは、マイクロ水力発電所の電力、そして最も重要なコストの重要な要素です。 低落差の機器は高落差の機器よりもはるかに高価です。 サイズも大きく、設置にはより大きな構造物(支持基礎、機械室など)の建設が必要になります。 以下の表は、分水路の建設に使用される材料に関する主なデータと、その長所と短所をまとめたものです。 マイクロ水力発電所の運転を確実にするための有用な設計は、スラッジシュートです。 スラッジ排出装置は、寒冷期に発生するスラッジが圧力容器やタービン室に流入するのを防ぎます。 十分に短い分水路を備え、汚泥が川内でのみ形成されることを条件として、分水路の前の取水装置に設置されます。 長い分水路では、水路自体にスラッジが形成される可能性があります。 この場合、汚泥排出装置は圧力容器の前に設置されます。 横トレイの形の騒音排出装置は、分水路の水の流れの方向に対して垂直またはある角度で設置されます(図45)。
汚泥受け皿の底部は水面線より下に設置されており、汚泥はその下を通過せず、後壁から汚泥水路に排出され、汚泥を含む集められた水は川に流されます。 スラッジがなくなったらスラッジ排出装置を取り外します。 圧力槽 マイクロ水力発電所の圧力池は、分水路と圧力パイプラインを接続し、必要な圧力と水量を生成し、川からゴミや堆積物を取り除き、余分な水を排出するための構造です。 また、油圧ユニットの正しい動作に必要な水環境が確実に維持されます。 従来の圧力槽の設計には以下が含まれます (図 46)。
圧力容器は鉄筋コンクリート製でなければなりません。 圧力容器のサイズは通常、機器メーカーの仕様に基づいて決定されます。 前湾の水位を過度に下げることなく、急速に変化するタービン流量に対処するには、最小限のヘッドルームが必要です。 一般に、必要なヘッドルーム容積マージンは、タービン設計流量の 30 秒に相当します。 圧力パイプライン 圧力パイプラインは、圧力容器からタービン室に水を供給します。 地表にも地下にも設置できます。 パイプラインのルートが岩だらけの地形にあり、溝の掘削に費用がかかりすぎる場合は、地上設置が好ましい選択肢です。 金属製の圧力パイプラインも、メンテナンスと腐食防止作業を容易にするために地上に配置することが好ましい。 地下圧力パイプラインには、次の理由から多くの利点があります。
地下パイプラインの欠点は、追加費用がかかることと、急勾配の部分ではパッド材が流される可能性があるため、パッド材を封じ込めるフェンスを作る必要があることです。 以下の表は、圧力パイプラインの材料に関する基本情報を示しています。
駅舎 マイクロ水力発電所の建屋は、マイクロ水力発電所の水力発電ユニットと制御システムを設置する場所です。 また、雨、雪、低温から機器を保護します。 地上に建設するにはさまざまな方法があり、地域の条例や規制、材料の入手可能性、気候条件に応じて行う必要があります。 山岳気候条件では、通常、レンガ、石積み、または鉄筋コンクリートブロックで作られた壁が適しています。 変圧器は駅舎の外、または別の部屋に設置する必要があります。 建物の基礎や油圧ユニットの支持基礎を構築するには、鉄筋コンクリートが最適です。 小型の装置を使用すると、瓦礫コンクリートの基礎を構築することができます。 最善の選択肢は、正しい構造と機器の固定に必要な仕様への準拠を確認するために、支持基礎の詳細図を使用することです。 これは通常、機器メーカーまたは契約組織によって提供されます。 以下の図 47 は、タルディ スー川 (テュップ地区タルディ スー村) にある 60 kW の容量を持つマイクロ HPP 建物を示しています。
この図面は、発電所の建物と水力発電ユニットの支持基礎の主要な要素を示しています。 このマイクロ HPP は、垂直タービンシャフトを備えたラジアルアキシャルタービンを備えています。 プラントの建物を設計する際には、次の点を考慮する必要があります。
タービンから川へ水を正しく分流するための分水路の建設には特に注意を払う必要があります。 流出路自体と水が川に流入する場所の両方が流出水によって浸食されないように、流出路を強化する必要があります。 鉄筋コンクリートで作ることも可能です。 マイクロ水力発電所の出力が比較的低いことを条件として、瓦礫コンクリートから製造することが許可されています。 著者: Kartanbaev B.A.、Zhumadilov K.A.、Zazulsky A.A. 他の記事も見る セクション 代替エネルギー源. 読み書き 有用な この記事へのコメント. 科学技術の最新ニュース、新しい電子機器: スターシップのための宇宙からのエネルギー
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