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;
Нп – напор на ГЭС при пропуске паводка:
;
Qр – 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 n0 и двухсторонних nd шлюзований принимают в долях от заданного общего числа шлюзований: n0= 0,25 n и nd = 0,75 n, а объем сливной призмы V – по известным размерам шлюза
, м3.
Расход воды, пропускаемый через водосбросные отверстия в здании станции Q0 необходимо учитывать только для ГЭС, совмещенных с донными водосбросами (см. рис. 18), а для других рассматриваемых типов станций Q0= 0.
Для затопленных водосбросных отверстий Q0 определяют по зависимости:
 , м3/с. | (32) |
Здесь μ = 0,75 – 0,8 – коэффициент расхода водосбросных отверстий;
ω0 – суммарная площадь водосбросных отверстий в расчетном сечении:
, м2;
b – суммарная ширина водосбросных отверстий (b = b1 + b2 – см. рис. 18):
, м;
tδ = 2 – 2,5 м – толщина стенок в месте расположения агрегата;
h2 – высота ключевого сечения, принимаемая по чертежу.
Расход воды через плотину Qпл при заданном значении Qmax определяют из выражения (28), а затем определяют и необходимое значение ширины водосливного фронта Вф (для зданий ГЭС с донными водосбросами Qпл можно не учитывать)
, м.
Удельный расход воды на гребне водослива при известном напоре Н0 находят по формуле:
, м2/с,
где Gп – коэффициент подтопления (при истечении в атмосферу Gп = 1);
μ0 – коэффициент расхода, зависящий от формы водослива (для безвакуумного профиля μ0= 0,45 – 0,50, для вакуумного – μ0= 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