Компоновка здания ГЭС в составе комплексных

ГИДРОУЗЛОВ

Компоновочные решения расположения сооружений в составе комплексных гидроузлов на реках подробно рассматривались при изучении курса «Речные гидротехнические сооружения». Поэтому ограничимся только рассмотрением общих положений, применительно к выданным планам рек и выбранной конструкции здания ГЭС.

Очередность возведения сооружения в гидроузле зависит от многих условий: расходов воды в реке, необходимости быстрого получения электроэнергии, судоходства и других условий. При достаточно широких руслах в первую очередь стремятся возводить гидроэлектростанцию и судопропускное сооружение, а через оставшуюся часть русла за продольной перемычкой производят пропуск судов, паводков и льда. Значительная ширина русел позволят располагать в них и другие сооружения: плотины, водосбросы, рыбопропускное сооружение и т. д. ГЭС стремятся расположить таким образом, чтобы скорость воды в нижнем бьефе при работе гидроагрегатов не оказывала сильного влияния на условия движения судов через судопропускные сооружения. В этом случае судопропускное сооружение (по заданию – шлюз) отделяют от здания ГЭС продольной дамбой или стенкой. Общая ширина здания ГЭС на плане реки определяется равной

, м,

где m – заданное число агрегатов.

Для определения размеров в плане водосливной плотины необходимо выполнить распределение заданного максимального расхода воды по водопропускным сооружениям (ГЭС, плотина и шлюз)

,м3/с.

(28)

Расход, пропускаемый в паводок через все турбины гидроэлектростанции, определяют по зависимости

, м3/с,

(29)

где α = 0,8 – коэффициент, учитывающий возможность ремонта части агрегатов в период пропуска паводка;

Н_п – напор на ГЭС при пропуске паводка:

;

Q_р – расход через все турбины при расчетном значении напора Н:

,м3/с.

(30)

Здесь N – заданная мощность всей ГЭС в МВт.

Расход воды через шлюз определяется выражением:

, м3/с.

(31)

В выражении (31) число односторонних n ₀ и двухсторонних n_d шлюзований принимают в долях от заданного общего числа шлюзований: n ₀= 0,25 n и n_d = 0,75 n, а объем сливной призмы V – по известным размерам шлюза

, м³.

Расход воды, пропускаемый через водосбросные отверстия в здании станции Q ₀ необходимо учитывать только для ГЭС, совмещенных с донными водосбросами (см. рис. 18), а для других рассматриваемых типов станций Q ₀= 0.

Для затопленных водосбросных отверстий Q ₀ определяют по зависимости:

, м3/с.

(32)

Здесь μ = 0,75 – 0,8 – коэффициент расхода водосбросных отверстий;

ω ₀ – суммарная площадь водосбросных отверстий в расчетном сечении:

, м²;

b – суммарная ширина водосбросных отверстий (b = b ₁ + b ₂ – см. рис. 18):

, м;

t_δ = 2 – 2,5 м – толщина стенок в месте расположения агрегата;

h ₂ – высота ключевого сечения, принимаемая по чертежу.

Расход воды через плотину Q _пл при заданном значении Q _max определяют из выражения (28), а затем определяют и необходимое значение ширины водосливного фронта В_ф (для зданий ГЭС с донными водосбросами Q _пл можно не учитывать)

, м.

Удельный расход воды на гребне водослива при известном напоре Н ₀ находят по формуле:

, м²/с,

где G_п – коэффициент подтопления (при истечении в атмосферу G_п = 1);

μ ₀ – коэффициент расхода, зависящий от формы водослива (для безвакуумного профиля μ ₀= 0,45 – 0,50, для вакуумного – μ ₀= 0,50 – 0,55).

Бетонные сооружения гидроузла на плане реки сопрягаются с берегами при помощи земляных дамб.

В гидроузлах со зданиями ГЭС приплотинного типа пропуск паводковых расходов, как правило, осуществляется через донные водосбросы, расположенные в секциях плотин, примыкающих к скальным берегам русла реки.

В узких руслах рек при малых напорах целесообразно возводить здания ГЭС с поверхностными водосбросами (см. рис. 19 и 20), а судопропускное сооружение по гидравлическим условиям врезать в берег. Удобнее всего для этой цели использовать поворот русла: напорные и водопропускные сооружения располагают в русле реки, а в срезке мыска – судопропускное сооружение.

Можно также использовать участки рек с двумя рукавами: в одном водопропускные, а во втором судопропускные сооружения. В этом случае полностью исключается влияние водосбросных сооружение на условия движения судов.

На плане участка реки в заданном масштабе (рис. 22 для варианта 9) необходимо расположить здание ГЭС, судоходный шлюз, напорные и сопрягающие сооружения, предусмотреть проезд транспорта через гидроузел. Построить разрезы по напорной линии и по оси судоходной трассы с показом контуров сооружений. Компоновка сооружений производится с учетом предъявляемых требований, топографических и геологических условий местности, особенностей устройства и работы гидроэлектростанций. Дать обоснование предлагаемой компоновки с указанием последовательности производства работ, необходимости обеспечения непрерывности судоходства при сооружении гидроузла и пропуска строительных расходов.

 

Рис. 22. План участка реки

 

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Гидроэлектрические станции. / Под ред. Карелина В.Я., Кравченко Г.И. – М.: Энергоатмиздат, 1987. – 464 с.

2. Гидроэнергетическое и вспомогательное оборудование гидроэлектростанций. Справочное пособие. Том 1. Основное оборудование гидроэлектростанций. / Под ред. Васильева Ю.С. – М.: Энергоатмиздат, 1988. – 400 с.

3. Справочник по гидротурбинам. / Под ред. Ковалева Н.Н. – Л.: Машиностроение, 1984. – 496 с.

4. Нормы технологического проектирования гидроэлектрических и гидроаккумулированных электростанций. – М.: Минэнерго СССР, 1986. – 108 с.

5. Гидравлические расчеты водосбросных гидротехнических сооружений. Справочное пособие. – М.: Энергоатмиздат, 1988. – 634 с.

6. Семанов Н.А. Плотинные гидроэлектростанции. Конспект лекций. – Л.: Транспорт, 1974. – 71 с.

7. Справочник по гидравлическим расчетам. / Под. Ред. Кисилева П.Г. – М.: Энергия, 1978. – 312 с.

8. Гапеев А.М. Гидроузел комплексного назначения. Методические указания. – СПб.: СПГУВК, 2001. – 69 с.

СОДЕРЖАНИЕ

Введение...................................................................................................... 3

1. Исходные данные для проектирования гидроэлектростанций............ 5

2. Содержание практических работ и порядок их выполнения............... 6

3. Содержание курсового проекта и порядок его выполнения................ 7

4. Общее устройство и принцип работы гидроэлектростанции............... 8

5. Тип и основные параметры гидравлических турбин.......................... 11

6. Выбор типа и определение параметров гидротурбины..................... 19

7. Турбинные камеры и их основные размеры....................................... 30

8. Компоновка здания ГЭС в составе комплексных гидроузлов........... 38

9. Отсасывающие трубы и их основные размеры................................... 46

10. Выбор конструкции и установление основных размеров здания ГЭС 50

11. Компоновка здания ГЭС в составе комплексных гидроузлов......... 59

Список литературы.................................................................................. 64

Гапеев Анатолий Михайлович