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ENCICLOPEDIA DE RADIOELECTRÓNICA E INGENIERÍA ELÉCTRICA Estructuras hidráulicas de microcentrales hidroeléctricas. Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica.
Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica. / Fuentes alternativas de energía Todos los tipos de centrales hidroeléctricas incluyen estructuras hidráulicas, hidromecánica и equipo eléctrico. Las estructuras hidráulicas sirven para crear las condiciones para el funcionamiento de los equipos electromecánicos de la UHE e incluyen (dependiendo del tipo y disposición de la UHE) una estructura de toma de agua; canal de desvío; cuenca de presión y tubería; dispositivos de protección contra escombros y hielo; presa; vertedero y más. Los equipos electromecánicos convierten la energía del agua en energía eléctrica e incluyen una unidad hidráulica (hidroturbina e hidrogenerador), unidades de control de agua y eléctricas. La toma de agua está diseñada para desviar el volumen requerido (flujo) de agua del canal principal del río hacia el canal de desviación o inmediatamente hacia la cuenca de presión (Fig. 12). Además de garantizar un suministro ininterrumpido de agua a la unidad hidráulica en la cantidad adecuada y en el momento adecuado, protege contra la entrada de hielo, lodos, sedimentos, etc. El aguanieve es acumulaciones sueltas de hielo, antes de la formación de hielo, cuando el agua se enfría por debajo de 0°C. Dependiendo de la cantidad de hielo, el lodo conserva la capacidad de fluir como el agua o pierde esta capacidad debido a obstrucciones. Con cualquier cantidad de lodo en el agua, su fluidez disminuye. Con una gran cantidad de lodo, la sección viva del río puede obstruirse, lo que conducirá a una acumulación significativa de lodo. Como resultado, el nivel del agua puede subir. Los lodos crean importantes dificultades en el funcionamiento de las estructuras hidráulicas, obstruyendo los cabezales de toma de agua, que deben limpiarse y calentarse.
Es muy importante que la toma de agua funcione en todos los niveles de flujo de agua, desde el más bajo hasta el nivel de inundación. También debe proteger los equipos de las microcentrales hidroeléctricas del limo, arena, grava u otros desechos que traiga la corriente. El correcto diseño de la toma de agua es un factor decisivo para el funcionamiento de toda la microcentral hidroeléctrica. El canal de derivación se utiliza para suministrar agua desde la estructura de toma hasta la tubería forzada (Fig. 13 y 13-1). El canal debe tener una pendiente en toda su longitud para asegurar el flujo natural del agua. El canal de desviación puede tener cualquier longitud, desde cero (si la tubería de presión comienza desde la toma de agua) hasta varios kilómetros. La mayoría de los canales de desvío económicamente viables son canales abiertos, ya que pueden construirse con una pendiente baja y una sección transversal grande y, por lo tanto, resultan en pérdidas de presión de agua bajas.
El depósito de presión se utiliza para suministrar agua uniformemente a la tubería de presión (Fig. 14 y 14-1). Asegura que la tubería de presión se inunde con agua (para evitar atrapar aire y, en consecuencia, golpes de ariete en la turbina) y el modo de suministro de agua a la tubería, regulando el volumen cambiante del flujo de agua. El agua en la cuenca de presión debe estar en calma, sin rompientes ni remolinos. La abertura de la tubería de presión siempre debe estar inundada con agua (la distancia mínima desde la abertura de la tubería de presión hasta la marca de agua superior debe ser de al menos 30-40 cm). El golpe de ariete (golpe de ariete) es un golpe de ariete en una tubería de presión causado por un cambio rápido en el caudal de agua en un período de tiempo muy corto. Puede ocurrir por un cierre o apertura bruscos de la válvula, así como por la captación de aire del depósito de presión o vía de descarga. El golpe de ariete puede dañar una turbina hidráulica, una tubería u otros elementos de una central hidroeléctrica.
En el depósito de presión se instala lo siguiente: una rejilla para basura (para proteger la turbina de escombros, piedras, ramas, etc.); una compuerta para regular el suministro de agua a la tubería de presión y una compuerta para descargar agua y sedimentos del fondo. El tamaño de la cámara de carga generalmente se determina en función de las especificaciones de la turbina.
La tubería de presión sirve para suministrar agua desde el depósito de presión a la unidad hidráulica (Fig. 16). Puede ser de metal, cemento de asbesto, plástico, madera. El diámetro de la tubería debe corresponder estrictamente al flujo de agua. La tubería de presión puede enterrarse en una zanja, colocarse en el suelo o colocarse sobre soportes.
Algunos diseños de micro HPP prevén la instalación de un tanque de compensación en la tubería de presión (Fig. 17) para mitigar posibles golpes de ariete. Es aconsejable colocar el tanque de compensación más cerca de la unidad hidráulica; en este caso, hay menos presión durante el choque hidráulico, pero al mismo tiempo es necesario instalar el tanque a mayor altura, lo que puede aumentar el costo de la estructura.
El canal de salida está diseñado para desviar el agua del tramo de salida de regreso al río. El lugar donde el agua desemboca en el río debe reforzarse con hormigón o piedra para evitar la erosión de este lugar. En algunos casos (dependiendo del diseño de la UHE), a la salida de las aguas residuales del conducto de descarga, es necesario construir una compuerta (Fig. 18), que crea el remanso de agua necesario para:
El extintor puede ser de hormigón armado o de escombros, así como de materiales improvisados (piedras, etc.). Autores: Kartanbaev B.A., Zhumadilov K.A., Zazulsky A.A.
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