otvety_k_zachetu_po_gidrotehniki

1) Гидротехнические сооружения - сооружения, предназначенные для использования водных ресурсов (рек, озёр, морей, грунтовых вод) или для борьбы с разрушительным действием водной стихии

2)

Список гидроэлектростанций (крупнейших)

Три ущелья	22,40	100,00		р. Янцзы, г. Сандоупин, Китай
Итайпу	14,00	100,00	Итайпу-Бинасионал	р. Парана, г. Фос-ду-Игуасу, Бразилия/Парагвай
Гури	10,30	40,00		р. Карони, Венесуэла
Черчилл-Фолс	5,43	35,00	Newfoundland and Labrador Hydro	р. Черчилл, Канада
Тукуруи	8,30	21,00	Eletrobrás	р. Токантинс, Бразилия

Гидроэлектростанции свыше 1000 МВт

Название ГЭС	Установленная мощность МВт	Годовая выработка млн кВт·ч	Год ввода последнего блока.	Собственник	География
Саяно-Шушенская	6400	12 000[1]	1985	РусГидро	р. Енисей г. Саяногорск
Красноярская	6000	20 400	1970	En+/РусГидро	р. Енисей, г. Дивногорск
Братская	4515	22 600	1963	En+/Росимущество	р. Ангара, г. Братск
Усть-Илимская	3600[2]	21 700	1979	En+/Росимущество	р. Ангара, г. Усть-Илимск
Богучанская[3]	0[3]	0[3]	—[3]	РусГидро/РУСАЛ	р. Ангара, г. Кодинск
Волжская	2588	11 100	1961	РусГидро	р. Волга, г. Волжский/Волгоград
Жигулёвская	2320	10 500	1957	РусГидро	р. Волга, г. Жигулевск
Бурейская	2010	7100	2009	РусГидро	р. Бурея, пос. Талакан
Чебоксарская	1404	2210[4]	1986	РусГидро	р. Волга, Новочебоксарск
Саратовская	1270[5]	5352	1971	РусГидро	р. Волга, г. Балаково
Зейская	1330	4910	1980	РусГидро	р. Зея, г. Зея
Нижнекамская	1248	1800[4]	1987	Татэнерго	р. Кама, г. Наб. Челны
Воткинская	1020	2600	1963	РусГидро	р. Кама, г. Чайковский
Чиркейская	1000	2470	1976	РусГидро	р. Сулак, п. Дубки
Сумма	30 865	124 742

Гидроэлектростанции от 100 до 1000 МВт

Название ГЭС	Установленная мощность МВт	Годовая выработка млн кВт·ч	Год ввода последнего блока.	Собственник	География
Колымская	900,0	3325	1995	РусГидро	р. Колыма, пос. Синегорье
Иркутская	662,4	4100	1958	En+/Росимущ.	р. Ангара, г. Иркутск
Вилюйская	648,0	2710	1976	АЛРОСА	р. Вилюй, Чернышевский
Курейская	600,0	2620	1994	НорНикель	р. Курейка, г. Светлогорск
Усть-Среднеканская[1]	0[1]	0[1]	—[1]	РусГидро	р. Колыма, Магаданская обл.
Камская	522,0	1710	1958	РусГидро	р. Кама, г. Пермь
Нижегородская	520,0	1510	1956	РусГидро	р. Волга, г. Заволжье
Новосибирская	455,0	1687	1959	РусГидро	р. Обь, г. Новосибирск
Усть-Хантайская	441,0	2000	1972	НорНикель	р. Хантайка, Снежногорск
Ирганайская	400,0	1000	2008	РусГидро	р. Аварское Койсу, Шамилькала
Рыбинская	346,4	644	1950	РусГидро	рр. Волга и Шексна, Рыбинск
Зарамагская-1[1]	0[1]	0[1]	—[1]	РусГидро	р. Ардон, Северная Осетия
Майнская	321,0	1720	1985	РусГидро	р. Енисей, пос. Майна
Нижнебурейская[1]	0[1]	0[1]	?	РусГидро	р. Бурея, пос. Новобурейский
Крапивинская[2]	0[2]	0[2]	—[2]	МПР РФ	р. Томь, пос. Зеленогорский
Вилюйская-III[1]	270,0[1]	200[1]	—[1]	АЛРОСА	р. Вилюй, пос. Светлый
Верхнетуломская	268,0	800	1965	ТГК-1	р. Тулома, Верхнетуломский
Миатлинская	220,0	690	1986	РусГидро	р. Сулак, Кизилюрт
Цимлянская	209,0	628	1952	ЮГК	р. Дон, г. Волгодонск
Серебрянская-1	204,9	550	1971	ТГК-1	р. Воронья, Мурманская обл.
Кубанская-2	184,0	538	1971	РусГидро	Б. Ставроп. канал, Ударный
Кривопорожская	180,0	479	1993	ТГК-1	р. Кемь, Карелия
Павловская	166,4	590	1960	Башкирэнерго	р. Уфа, Павловка, Башкирия
Княжегубская	160,0	706	1956	ТГК-1	р. Ковда, пос. Зеленоборский
Верхнесвирская	160,0	548	1952	ТГК-1	р. Свирь, г. Подпорожье
Зеленчукская	160,0	501	2002	РусГидро	р. Кубань, Карач.-Черкесия
Нива-3	155,5	850	1950	ТГК-1	р. Нива, Мурманская область
Серебрянская-2	150,0	519	1973	ТГК-1	р. Воронья, Мурманская обл.
Нижне-Курейская[2]	0[2]	0[2]	—[2]	РусГидро	р. Курейка, Краснояр. край
Верхнетериберская	130,0	236	1984	ТГК-1	р. Териберка, Мурманск. обл.
Нарвская	125,1	640	1956	ТГК-1	р. Нарва, г. Ивангород
Угличская	120,0	230	1941/2011	РусГидро	р. Волга, г. Углич

3) Плотина - гидротехническое сооружение, перегораживающее реку для подъёма уровня воды перед ним, сосредоточения напора в месте расположения сооружения и создания водохранилища. Водохозяйственное значение плотин многообразно: подъём уровня воды и увеличение глубин в верхнем бьефе благоприятствуют судоходству, лесосплаву, а также водозабору для нужд орошения и водоснабжения; сосредоточение напора у плотин создаёт возможность энергетического использования стока реки; наличие водохранилища позволяет регулировать сток, т. е. увеличивать расход воды в реке в меженные периоды и уменьшать максимальный расход в паводок, способный привести к разрушительным наводнениям.

Виды плотин:

По типу материала

• земляные

• каменно-земляные

• каменные

• бетонные

• металлические

• тканевые

• деревянные

По назначению:

• водохранилищные, водоопускающие

• водоподъёмные (предназначенные лишь для повышения уровня верхнего бьефа)

По способу возведения:

• насыпные

• намывные

• направленного взрыва

По способу восприятия основных нагрузок :

• гравитационные, обладающие большим весом

• арочные

• контрфорсные

• арочно-гравитационные

• контр-регулирующие

По условиям пропуска расхода воды:

• глухие (не допускают перелива воды через гребень)

• водосбросные

• фильтрующие (пропуск воды осуществляется через тело плотины)

• переливные (катастрофического действия)

В плотинах существуют:

• водосбросные сооружения

• водоспуски

• водосливы

Виды плотин:

• Речные — водоотбор из реки;

• Водохранилищные — водоотбор из водохранилища;

• Озерные — водоотбор из озера;

• Морские — водоотбор из моря.

Затвор - часть плотины, шлюза или иного гидротехнического сооружения, позволяющая перекрывать основной поток воды. Предназначенные для работы зимой, должны быть обеспечены от промерзания и давления на них льда

Виды затворов:

Водосбросные сооружения - служат для сброса из водохранилищ излишков воды и льда в период прохождения паводков. Береговые водосбросные сооружения-водосбросы, располагаемые вне тела плотины, на берегу.

Виды водосбросов:

Сифонные - для автоматического сброса воды, которая достигает уровня верхнего бьефа

Поверхностные - расположенные в выемке и имеющие поверхностное входное отверстие.

Глубинные-водосбросы, расположенные на глубине, под уровнем свободной поверхности воды, а сбросная часть представляет собой тоннель.

Открытые- с незамкнутым перечным сечением.

Закрытые- с замкнутым поперечны сечением.

Комбинированные - чередуются открытые и закрытые участки

Безнапорные, напорные, частично напорные.

Регулируемые-с затвором, и нерегулируемые- без затвора.(автоматические)

Типы береговых водосбросов:

Водосбросные каналы, трубчатые поверхностные водосбросы, туннельные водосбросы, шахтные водосбросы

5) Гидроэлектростанция (ГЭС) — электростанция, в качестве источника энергии использующая энергию водного потока. Гидроэлектростанции обычно строят на реках, сооружая плотины и водохранилища. Для эффективного производства электроэнергии на ГЭС необходимы два основных фактора: гарантированная обеспеченность водой круглый год и возможно большие уклоны реки, благоприятствуют гидростроительству каньонобразные виды рельефа.

Особенности:

• Себестоимость электроэнергии на российских ГЭС более чем в два раза ниже, чем на тепловых электростанциях.

• Турбины ГЭС допускают работу во всех режимах от нулевой до максимальной мощности и позволяют быстро изменять мощность при необходимости, выступая в качестве регулятора выработки электроэнергии.

• Строительство ГЭС обычно более капиталоёмкое, чем тепловых станций.

• Часто эффективные ГЭС более удалены от потребителей, чем тепловые станции.

• Плотины зачастую изменяют характер рыбного хозяйства, поскольку перекрывают путь к нерестилищам проходным рыбам, однако часто благоприятствуют увеличению запасов рыбы в самом водохранилище и осуществлению рыбоводства.

• Водохранилища ГЭС, с одной стороны, улучшают судоходство, но с другой — требуют применения шлюзов для перевода судов с одного бьефа на другой.

• Водохранилища делают климат более умеренным..

Гидроэлектрические станции разделяются в зависимости от вырабатываемой мощности:

• мощные — вырабатывают от 25 МВт и выше;

• средние — до 25 МВт;

• малые гидроэлектростанции — до 5 МВт.

Мощность ГЭС зависит от напора и расхода воды, а также от КПД используемых турбин и генераторов.

Гидроэлектростанции также делятся в зависимости от максимального использования напора воды:

• высоконапорные — более 60 м;

• средненапорные — от 25 м;

• низконапорные — от 3 до 25 м.

• русловые и приплотинные ГЭС. Это наиболее распространенные виды гидроэлектрических станций. Напор воды в них создается посредством установки плотины, полностью перегораживающей реку, или поднимающей уровень воды в ней на необходимую отметку. Такие гидроэлектростанции строят на многоводных равнинных реках, а также на горных реках, в местах, где русло реки более узкое, сжатое.

• плотинные ГЭС. Строятся при более высоких напорах воды. В этом случае река полностью перегораживается плотиной, а само здание ГЭС располагается за плотиной, в нижней её части. Вода, в этом случае, подводится к турбинам через специальные напорные тоннели, а не непосредственно, как в русловых ГЭС.

• деривационные гидроэлектростанции. Такие электростанции строят в тех местах, где велик уклон реки. Необходимая концентрация воды в ГЭС такого типа создается посредством деривации. Вода отводится из речного русла через специальные водоотводы. Последние — спрямлены, и их уклон значительно меньший, нежели средний уклон реки. В итоге вода подводится непосредственно к зданию ГЭС. Деривационные ГЭС могут быть разного вида — безнапорные или с напорной деривацией. В случае с напорной деривацией, водовод прокладывается с большим продольным уклоном. В другом случае в начале деривации на реке создается более высокая плотина, и создается водохранилище — такая схема еще называется смешанной деривацией, так как используются оба метода создания необходимой концентрации воды.

• гидроаккумулирующие электростанции. Такие ГАЭС способны аккумулировать вырабатываемую электроэнергию, и пускать её в ход в моменты пиковых нагрузок. Принцип работы таких электростанций следующий: в определенные периоды (не пиковой нагрузки), агрегаты ГАЭС работают как насосы от внешних источников энергии и закачивают воду в специально оборудованные верхние бассейны. Когда возникает потребность, вода из них поступает в напорный трубопровод и приводит в действие турбины.

Ценность гидроэлектрической станции состоит в том, что для производства электрической энергии, они используют возобновляемые природные ресурсы. Ввиду того, что потребности в дополнительном топливе для ГЭС нет, конечная стоимость получаемой электроэнергии значительно ниже, чем при использовании других видов электростанций. 

Преимущества:

• использование возобновляемой энергии.

• очень дешевая электроэнергия.

• работа не сопровождается вредными выбросами в атмосферу.

• быстрый (относительно ТЭЦ/ТЭС) выход на режим выдачи рабочей мощности после включения станции.

6) Мощность ГЭС Гидроэнергетические ресурсы — часть водных ресурсов, используемых для про­изводства электроэнергии. Гидравлическая энергия рек — работа, которую совершает текущая в них вода. Работа водного потока осуществляется под действием силы тяжести, поэтому действие воды определяется разно­стью уровней воды в начале и конце рассма­триваемого участка реки. При разности уров­ней Н (м), длине участка L (м) и среднем на участке реки расходе воды Q (м3/с) мощность водотока N (Вт) на рассматриваемом участке составит:

Турбины КПД турбины 96%

Кпд трансформатора:

P₀ — потери холостого хода (кВт) при номинальном напряжении

P_L — нагрузочные потери (кВт) при номинальном токе

P₂ — активная мощность (кВт), подаваемая на нагрузку

n — относительная степень нагрузки (при номинальном токе n=1).

Гидротурбина - ротационный двигатель, преобразующий механическую энергию в энергию вращающегося вала. По принципу действия делятся на активные и реактивные. Основным рабочим органом, в котором происходит преобразование энергии, является рабочее колесо. Вода подводится к рабочему колесу в активных гидротурбинах, через сопла, в реактивных — через направляющий аппарат.

Виды турбин:

Радиально-осевая турбина (турбина Френсиса) — реактивная турбина. В рабочем колесе турбин данного типа поток сначала движется радиально (от периферии к центру), а затем в осевом направлении (на выход). Преимущественной сферой применения радиально-осевых турбин является гидроэнергетика, где они широко распространены Применяют при напорах до 600 м. Мощность до 640 МВт.

Основным преимуществом турбин данного типа является самый высокий оптимальный КПД из всех существующих типов. Недостаток — менее пологая рабочая характеристика, чем у поворотно-лопастной гидротурбины.

Поворотно-лопастная турбина, турбина Каплана — реактивная турбина, лопасти которой могут поворачиваться вокруг своей оси одновременно, за счёт чего регулируется её мощность. Также мощность может регулироваться с помощью лопаток направляющего устройства. Запатентована в 1920 году австрийским инженером Виктором Капланом благодаря чему во многих странах мира эта турбина носит имя изобретателя.

6) Мощность ГЭС— часть водных ресурсов, используемых для производства электроэнергии. При разности уровней Н (м), длине участка L (м) и среднем на участке реки расходе воды Q (м3/с) мощность водотока N (Вт) на рассматриваемом участке составит: N - pgQH = 9810- QH (Вт), р — плотность воды, кг/м3; g — ускорение свободного падения, м/с2, N = 9,81 QH (кВт). где ρ – плотность воды, кг/ м3; g – ускорение свободного падения, м/с2., H –разность уровней воды в начале и конце рассматриваемого участка, Q - величиной расхода протекающей воды, η - к.п.д. гидроагрегата (находится в диапазоне от 0,6 до 0,95 в зависимости от типа гидроагрегата).

7) Судоподъёмник — комплекс механизмов, позволяющий осуществлять подъём и спуск судов с одного уровня водного пути на другой, например, для пропуска судов через плотины гидроэлектростанций.

Классификация:

• По способу перемещения - Судно может перемещаться либо на плаву — в камере, наполненной водой, — либо без воды, по принципу сухого дока.