Интересные и нужные сведения о строительных материалах и технологиях

http://togliatti.cert-russia.ru/ гост 4 система управления охраной труда.

АГРЕГАТНЫЙ БЛОК И ПРОТОЧНЫЙ ТРАКТ ГИДРОМАШИН

Типы и размеры гидромашин оказывают весьма существенное влияние на конструкцию и компоновку как нижней массивной части здания ГЭС, так и на агрегатный блок в целом. При установке реактивных турбин наиболее важным для проектирования строительной части является устройство турбинных камер и отсасывающих труб (см. гл. 8).

На низконапсрных русловых и водосливных ГЭС с горизонтальными капсульными агрегатами (см. рис. 22-4 и 8-22) делают конические турбинные камеры, при которых достигается минимальный размер агрегатного блока ВбЛ= (2,3—2,5) ТД.

На ГЭС с вертикальными реактивными турбинами применяются спиральные турбинные камеры: бетонные таврового сечения с углом охвата ср0 = 180—270° или металлические круглого сечения с ф0 = 345— 360°. Как сказано в гл. 8, бетонные спиральные камеры таврового сечения применяют обычно при напорах до 50 м. При Н = 50—80 м они требуют сплошной стальной облицовки и ср0 = 345—360°.

Формы поперечного сечения бетонных спиральных камер таврового сечения приведены на рис. 8-26. По условиям компоновки блока наиболее удобна камера с сечениями, полностью развитыми вниз, т. е. с горизонтальным потолком. Камеры, развитые вверх, неудобны для входа в подгенераторную шахту. Такие камеры иногда приходится применять в зданиях, совмещенных с водосбросами (см. § 22-2).

Агрегатный блок при скальном основании образуется благодаря разрезке здания ГЭС сквозными швами по середине основных бычков; при этом ширина блока равна расстоянию между осями агрегатов. На мягких основаниях здание ГЭС по длине делится сквозными швами на секции (см. § 23-7), в пределах которых находится два, редко три агрегата. Поскольку промежуточный бычок между агрегатами делают обычно тоньше основного бычка между секциями, то ширина блока Вбл получается неодинаковой.

При реактивных турбинах В&п полностью зависит от максимального размера спиральной камеры в плане Всп и толщины бычков. Бетонная спиральная камера с углом охвата cp0=180° является оптимальной, поскольку Всп и Вбл получаются меньших размеров.

Согласно ОСТ 24.023.13—73 по мере возрастания напоров pi уменьшения быстроходности турбин угол охвата ф0, а следовательно, и Вса рекомендуется увеличивать, что видно из данных табл. 21-2.


Для определения ширины агрегатного блока ? при скальном основании к Всп необходимо добавить толщину основного бычка, равную 2,5—3,5 м (вернее толщину двух полубычков). Если основание сложено мягкими породами, то толщина такого бычка увеличивается до 3,5—4,5 м. В обоих случаях верхний предел относится к бычкам, разрезанным швом, и относительно худшим геологическим условиям. На русловых ГЭС с крупными турбинами обычно Вбл=(2,9—3,0)ГГ.

Металлические спиральные камеры круглого сечения применяются при напорах от 50 до 700 м. Они отличаются небольшим интервалом углов охвата ср0 (всего 15°). Согласно ОСТ 24.023.11—72, по мере возрастания напоров и ф0 при одновременном уменьшении быстроходш> сти турбин, в отличие от бетонных камер, габариты металлической спирали в плане Всп не увеличиваются, а уменьшаются (табл. 21-3).

Минимальные размеры Всп получаются при ф0 = 360° для металлических спиральных камер. В зоне напоров 4-0—80 м могут быть применены как бетонные, так и металлические камеры с ПЛ или РО турбинами. Поэтому для данного диапазона напоров выбор типа спирали должен производиться на основе техиико-экономических сопоставлений вариантов, с учетом рекомендуемых скоростей движения воды.


При значительных напорах и крупных агрегатах к максимальному размеру металлической спирали Всп для определения Вл добавляется с каждой стороны по 2 м, как это сделано на Братской и Красноярской ГЭС (см. рис. 21-9). В результате на этих ГЭС Вбл = 4,0 Для меньших агрегатов и в случаях, когда нужно всемерно уменьшить ВбЛ, можно принять толщину защитного слоя бетона от выступающих частей спирали до шва между соседними агрегатными блоками около 1,0 м, что позволяет установить арматуру и проработать бетон вибраторами.

Здание ГЭС вдоль потока разрезается швами на агрегатные блоки. На станционной плотине швы оказываются смещенными в сторону тем больше, чем больше ф0. В результате в месте стыка этой плотины с блоком агрегата появляется поперечный шов и план агрегатной секции на всем протяжении от ВБ до НБ оказывается состоящим из двух прямоугольников, оси которых сдвинуты по отношению друг к другу (см. рис. 21-8 и 21-9).

На деривационных установках, оборудованных вертикальными ковшовыми турбинами, Вбл определяется большей частью размером в плане кольцевого трубопровода, подающего воду к соплам турбин. Как показали сопоставления, выполненные применительно к условиям ГЭС — ГАЭС Росхаг, такой трубопровод по сравнению со спиральной металлической камерой может потребовать увеличения ВбП в 1,8 раза [0-4, 22-1]. На ряде зарубежных и отечественных установок с вертикальными ковшовыми турбинами Вбл = (5,0—6,0) Dx. Примером может служить Татевская ГЭС (см. рис. 21-17), на которой


При установке на ГЭС горизонтальных ковшовых или радиальноосевых турбин с осыо, расположенной вдоль машинного зала (см. рис. 21-18), размер BQл определяется суммарной длиной турбины и гидрогенератора. Если агрегаты устанавливаются поперек машинного зала, то размер Вбл будет зависеть от габарита кольцевого трубопровода или металлической спирали, а также от наружного диаметра генератора с учетом соответствующих запасов с обеих сторон.

При низких напорах и установке капсульных агрегатов делают пря-моосные отсасывающие трубы с горизонтальной осью. Такие трубы гид-равлически наиболее совершенны и обладают повышенной пропускной способностью (см. рис. 22-4). Для реактивных турбин с вертикальной осью гидравлически наиболее совершенной является также прямая коническая труба для вертикальных агрегатов. Однако эти трубы применяются только на малых ГЭС и на высоконапорных деривационных установках при небольших расходах и диаметрах рабочих колес до 2,0 м.

При больших диаметрах турбин такие трубы получаются длинными и требуют слишком большого заглубления подошвы здания ГЭС.в основание. Поэтому на подавляющем большинстве ГЭС, оборудованных реактивными турбинами, сделаны изогнутые отсасывающие трубы с коленом, несмотря на ухудшение их гидравлических свойств и усложнение компоновки здания (см. рис. 21-5, 21-9).

Габариты отсасывающих труб для различных типов турбин регламентируются заводами-поставщиками гидротурбинного оборудования. В плане отсасывающие трубы обычно вписываются в габариты агрегатного блока Вбл> выбранного с учетом ширины спиральной камеры Всп.

Выходной диффузор отсасывающей трубы при скальных и прочных полускальных породах в основании может быть приподнят в сторону НБ на угол до 13°, что создает дополнительный упор здания ГЭС и может учитываться при расчетах его устойчивости (см. гл. 23). Одновременно достигается уменьшение объема расчисток в НБ (см. рис. 21-9, .22-6). Изредка небольшой подъем диффузора делают и при мягком основании.

Над изогнутыми отсасывающими трубами почти всегда размещается несколько этажей помещений (см. рис. 21-1), используемых для различных целей (см. § 21-4). Поскольку при крупных агрегатах пролеты перекрытий над отсасывающими трубами получаются большими, в них устанавливают 1—2 промежуточных бычка толщиной 1,5—2,0 м и расчленяют агрегатный блок на два — три отсека -(см. рис. 21-6) с одинаковыми пролетами затворов, аналогично тому, как рекомендовалось выше осуществлять при рассмотрении водоприемной части (см. § 21-2).

Плоские ремонтные затворы устанавливаются обычно в пазах, прорезаемых в бычках непосредственно у выходных отверстий отсасывающих труб, что обеспечивает прижим их под давлением воды НБ (см. рис. 21-1). Операции с затворами обеспечиваются козловыми или полу- козловыми кранами, перемещающимися по балкам, устроенным сверху между бычками. Для уменьшения этих кранов затворы можно разделить на две — три секции. Лаз в трубу может быть проще всего осуществлен из самого нижнего помещения, находящегося сразу над отсасывающей трубой (см. рис. 21-1).

Существуют и другие варианты устройства ремонтных заграждений, например на Днепрогэс I паз для них сделан ка некотором удалении (около 1,0 м от выходного сечения труб), что позволяет использовать полученное пространство в качестве лаза и для откачки проточного тракта передвижным насосом. Но при таком варианте высота заграждения увеличивается, так как верх его должен быть выше уровня воды в НБ во время выполнения ремонта (см. рис. 22-3). Имеются примеры, когда паз ремонтного заграждения прорезает диффузор отсасывающей трубы в середине его длины (см. рис. 21-9—21-11) или даже часть трубы отрезается швом (см. рис. 21-5). Число комплектов ремонтных заграждений отсасывающих труб назначается в зависимости от числа агрегатов. При небольшом их числе ограничиваются 1—2 комплектами.

На ряде зарубежных ГЭС и на Иркутской, Горьковской, Павловской ГЭС [0-8] диффузор прорезан пазами для рабочих турбинных затворов, обслуживаемых быстродействующими лебедками или гидроподъемниками. Однако это решение себя не оправдало, вследствие ухудшения гидравлического режима в отсасывающей трубе, и поэтому теперь не применяется.

Д.С.Щавелев, Гидроэнергетические установки (гидроэлектростанции, насосные станции и гидроаккумулирующие электростанции), Л., 1981

Литература

Голышев А.Б., Бачинский В.Я., Полищук В.П., Железобетонные конструкции

Зайцев Ю.В., Строительные конструкции заводского изготовления

Е.Ф. Лысенко, Армоцементные конструкции

С.В. Поляков, Каменная кладка из пильных известняков

В. Ермолов, Пневматические строительные конструкции

Журавлев А.А., Вержбовский Г.Б., Еременко Н.Н., Пространственные деревянные конструкции

А.В. Калугин, Деревянные конструкции

Е.К. Карапузов, Г. Лутц, X. Герольд, Сухие строительные смеси

А.А. Пащенко, Теория цемента

Волков В.А., Сантехника: как все устроено и как все починить

А. Грассник, Бездефектное строительство многоэтажных зданий

Д.С. Щавелев, Гидроэнергетические установки

Д.С. Щавелев, Экономика гидротехнического и водохозяйственного строительства

Гидротехнические сооружения. Ч. I. Глухие плотины

Гидротехнические сооружения. Ч. II. Водосливные плотины

Производство гидротехнических работ

Н.П. Розанов, Гидротехнические сооружения

А. П. Юфин, Гидромеханизация

Термоэлектрические преобразователи энергии

Использование возобновляемой энергии

Бетон и железобетон, избранные статьи

Современное состояние и перспективы развития энергетики