نحوه ساخت نیروگاه برق آبی توربین کاپلان

نیروگاه‌های برق‌آبی جریان محوری، که معمولاً به توربین‌های کاپلان مجهز هستند، برای مکان‌هایی با هد کم تا متوسط ​​و دبی زیاد ایده‌آل هستند. این توربین‌ها به دلیل راندمان بالا و سازگاری‌شان، به طور گسترده در پروژه‌های سدسازی رودخانه‌ای و کم هد مورد استفاده قرار می‌گیرند. موفقیت چنین تأسیسات برق‌آبی به شدت به کارهای عمرانی با طراحی خوب و اجرای دقیق بستگی دارد که پایه و اساس عملکرد توربین، پایداری عملیاتی و ایمنی را تشکیل می‌دهند.
۱. آماده‌سازی محل و انحراف رودخانه
قبل از شروع هرگونه ساخت و ساز بزرگ، آماده سازی محل ضروری است. این شامل پاکسازی منطقه ساخت و ساز، ایجاد جاده های دسترسی و ایجاد سیستم انحراف رودخانه برای تغییر مسیر آب و ایجاد یک محیط کاری خشک است. کف بندها - محوطه های موقت ساخته شده در داخل یا در امتداد رودخانه - اغلب برای جداسازی محل ساخت و ساز از آب استفاده می شوند.
۲. ساختار ورودی
سازه ورودی، ورود آب به نیروگاه را کنترل می‌کند و جریان پایدار و عاری از زباله به توربین را تضمین می‌کند. این سازه شامل مخازن زباله، دریچه‌ها و گاهی اوقات تأسیسات شستشوی رسوب است. طراحی هیدرولیکی مناسب برای جلوگیری از تشکیل گرداب، به حداقل رساندن افت فشار و محافظت از توربین در برابر زباله‌های شناور بسیار مهم است.

۳. پنستاک یا کانال باز
بسته به طرح، آب از ورودی از طریق دریچه‌های آب (لوله‌های بسته) یا کانال‌های باز به توربین منتقل می‌شود. در بسیاری از طرح‌های جریان محوری - به ویژه در نیروگاه‌های با هد پایین - از یک ورودی باز که مستقیماً به توربین متصل است استفاده می‌شود. پایداری سازه، یکنواختی جریان و به حداقل رساندن تلفات هیدرولیکی از نگرانی‌های کلیدی در این مرحله هستند.
۴. ساختار نیروگاهی
نیروگاه، واحد توربین-ژنراتور، سیستم‌های کنترل و تجهیزات کمکی را در خود جای می‌دهد. برای توربین‌های کاپلان که معمولاً به صورت عمودی نصب می‌شوند، نیروگاه باید طوری طراحی شود که بارهای محوری بزرگ و نیروهای دینامیکی را تحمل کند. پایداری ارتعاشی، ضد آب بودن و سهولت دسترسی برای تعمیر و نگهداری از جنبه‌های حیاتی طراحی سازه هستند.
۵. لوله پیشران و دنباله
لوله مکش نقش حیاتی در بازیابی انرژی جنبشی از آب خروجی از توربین ایفا می‌کند. یک لوله مکش با طراحی خوب، راندمان کلی را افزایش می‌دهد. کانال انتهایی، آب را با خیال راحت به رودخانه برمی‌گرداند. هر دو سازه برای کاهش تلاطم و اثرات برگشت آب، نیاز به شکل‌دهی دقیق دارند.
۶. اتاق کنترل و ساختمان‌های کمکی
جدا از سازه‌های اصلی، کارهای عمرانی شامل ساخت اتاق‌های کنترل، اقامتگاه کارکنان، کارگاه‌ها و سایر ساختمان‌های عملیاتی نیز می‌شود. این تأسیسات، عملکرد مطمئن نیروگاه و نگهداری طولانی‌مدت را تضمین می‌کنند.
۷. ملاحظات زیست‌محیطی و ژئوتکنیکی
بررسی خاک، تثبیت شیب، کنترل فرسایش و حفاظت از محیط زیست بخش‌های ضروری برنامه‌ریزی عمرانی هستند. سیستم‌های زهکشی مناسب، مسیرهای عبور ماهی (در صورت لزوم) و کارهای محوطه‌سازی به کاهش اثرات زیست‌محیطی پروژه کمک می‌کنند.

بخش مهندسی عمران یک نیروگاه برق آبی جریان محوری، برای عملکرد کلی و طول عمر آن اساسی است. هر سازه - از ورودی تا انتهای کانال - باید با دقت طراحی و ساخته شود تا در برابر نیروهای هیدرولوژیکی، شرایط زمین‌شناسی و نیازهای عملیاتی مقاومت کند. همکاری نزدیک بین مهندسان عمران، تأمین‌کنندگان تجهیزات برق آبی و متخصصان محیط زیست، کلید ارائه یک راه‌حل برق آبی ایمن، کارآمد و پایدار است.