Сравнение само- и несаморегулирующихся деривационных каналов
При проектировании ГЭС с безнапорной деривацией во многих случаях представляется целесообразным сравнение двух вариантов: несаморегулирующейся и саморегулирующейся деривации, отличающихся как гидравлическими режимами работы, так и объемами необходимых строительных работ.
Саморегулирующийся канал обычно выполняют с горизонтальными бермами, отметки которых превышают гидростатический уровень воды в канале, как это показано на рис. 11.3. Гидростатический уровень воды в канале устанавливается при расходе QK=0, т.е. при остановке гидроэлектростанции. Глубина и площадь поперечного сечения канала возрастают по длине. Если глубина воды в начале канала hu то при Q = 0 глубина воды в конце канала составит: h2 — hi\iL, где i — уклон дна, a L — длина канала.
При расчетном расходе воды в канале устанавливается равномерное движение, при котором уклон свободной поверхности воды равен уклону дна канала. Глубины и скорости течения воды при этом будут одинаковы во всех сечениях канала — от его начала до конца.
При саморегулирующемся канале нет холостых сбросов воды и выработка электрической энергии ГЭС достигает наибольшего значения. Однако объем работ по ка-налу, капитальные вложения Кс, ежегодные издержки Яс и расчетные затраты Зс получаются большими, особенно для длинных каналов.
Несаморегулирующимся называют канал с водосли-вом, который чаще всего устраивают в конце канала. Отметку гребня водослива обычно назначают несколько выше уровня воды в конце канала, который устанавливается при пропуске расчетного расхода Qp. Как правило, расчетный расход пропускают при равномерном режиме, при этом глубина воды в канале будет одинаковой во всех его поперечных сечениях hi=hK.
Уровень воды в канале находится на уровне гребня водослива при расходе QH При одинаковой длине каналов и равных уклонах дна объем работ, капитальные вложения Кк, ежегодные издержки И к и расчетные затраты Зк по несаморегулирующемуся каналу будут меньше, чем по саморегулирующемуся. В конечном итоге сопоставляют затраты. Саморегулирующийся канал экономически оправдан в случае При небольшой длине более экономичными оказываются саморегулирующиеся каналы, при большой — несаморегулирующиеся. Если отсутствует перерыв в подаче воды, попуск из головного узла не дает необходимого результата. В таких случаях в конце канала необходимо водосбросное сооружение с автоматическими затворами, при этом неизбежны потери электроэнергии на ГЭС при ее остановке. Этот тип канала принципиально не отличается от несаморегулирующегося. Для сравнения его сопоставляют по экономическим показателям с рассмотренным выше каналом с нерегулируемым водосливом в конце.