100多年前水电站大坝是如何发明出来的?

愿意做你的晴天 2024-11-10 12:42:42

这是100多年前法国发明的大坝。工程师先在岩石中炸开两条引水隧道,然后将装满岩石的钢笼扔进河里,再用混凝土进行加固形成临时围堰,使后面的河水开始不断上涨,并通过隧道进入另一端。为了阻止河水回流,此时只需要建造第二个围堰就能清空两个围堰之间的水,等河床变干后就可以在上面建造主坝了。

随着近百米高的巨型混凝土主坝和涡轮发电站的建成,工程师将引水隧道封死,让河水淹没临时围堰,并打开涡轮发电机,世界上第一座水电站大坝就可以进行发电作业了。其产生128兆瓦的电力,足足可以供给当时整个巴黎市的用电。

随着工业革命的发展,人们对于电力的需求越来越大,工程师决定建造一个能够突破1000兆瓦的水电站大坝,并将建筑材料发挥到了极致。由于使用一次性浇筑的方式,导致大坝出现内部发热膨胀的现象,这会使坝体逐渐裂开。

对此工程师将混凝土分成若干小块浇筑,将钢制水管嵌入混凝土中,用巨大的水冷工厂将河水冷却后,通过管道输送到大坝内部给混凝土降温。随着大量混凝土块的冷却,它们就会因收缩而导致缝隙的产生。为此工程师又用水泥将缝隙填充,这样就能保证每块混凝土都能牢牢的固定在一起。

随着水坝越建越高,安全隐患也越来越大。一旦遇到强降雨,水位很快就会淹没坝顶,坝体就会因无法承受巨大的压力而崩溃,最终导致洪涝灾害的发生。

为了避免这种情况的出现,工程师在大坝中间建造泄洪闸门。由于河床会被迅速冲过泄洪道的水所侵蚀,造成大坝倾斜倒塌。于是工程师将大坝底部改为坡道,从而消耗水流的能量,失去破坏力。

随着大坝数量的增加,一些船运路线就会被大坝阻挡。工程师又在大坝旁边建造一个大型钢槽,利用底部的两排电机驱动齿轮沿着坡道向上运送。当来往的船进入钢槽后,就能顺着轨道到达大坝顶部,再利用中转装置将其放到大坝的另一边。整个过程只需要短短的90分钟。

随着大坝的技术越来越成熟,中国工程师开始挑战世界上最大的大坝。他们在宽达几公里的长江中建造围堰,等河床干涸后,开始建造主坝的前部分。之后再用数吨的泥土将尾部填埋,建造出另一个围堰。随着河流受到控制,就可以建造大坝的发电站了。

由于大坝的高度将近200米,使它的涡轮机排水管道需要用混凝土加钢质结构建造。当水沿着巨大的管道流向涡轮机时,超强压力的长江水会带动内部转子,并以此传递到发电机转子上。在发电机上还装有巨大的磁铁,在高速移动后经过铜线圈就会产生电能。

这里一台发电机相当于一座小型核电站,而整个大坝一共有32台巨型发电机,能为6000万人提供足够的电力。随着水位上升,排水问题将成为一大难题。如果直接开闸让水从上百米的高处落下,又会破坏大坝的地基。为此中国工程师共建造了46个泄洪道,并安装了特质的坡道。如此一来就能将水分解成小水滴进入下游,不会对地基造成任何损害。

而大坝181米的高度,也使通船成为了一项艰巨的任务。为了解决这个问题,工程师给大坝安装了一个特殊的电梯,由16个1000吨的配重块和数台升降机,通过电缆连接到钢槽。当电梯启动时,配重块会利用重力拉动钢槽使其爬升到顶部。这种特殊的电梯让船通过大坝的时间,缩短到了36分钟左右。

就这样,世界上最大最宏伟的水力发电工程,中国三峡大坝就建造完成了。

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