ОСОБЕННОСТИ КОМПОНОВКИ СООРУЖЕНИЙ ГАЭС
Широкий диапазон напоров и разнообразие применяемых схем ГАЭС обусловливают большое количество возможных компоновочных решений, которые в первую очередь зависят от характера рельефа местности и геологических условий.
На ГАЭС руслового типа водоприемные устройства находятся в самом здании станции, являясь одним целым с ним.
На ГАЭС приплотинного типа водозаборные устройства находятся непосредственно в станционной части плотины, которая большей частью является массивной гравитационной конструкцией. Примерами служат ГАЭС Салина в ПНР, Хоэнварте 1 в ГДР, Льюистон и Адам Бэк II в США [21-2].
Имеются примеры применения и облегченных типов плотин: купольной на ГАЭС Ова-Спин в Швейцарии [22-1], арочной на ГАЭС Мадди Ран в США и Вальдеканас в Испании. На последней башенный водоприемник построен непосредственно перед арочной плотиной, профиль которой не хотели ослаблять водозаборными отверстиями (см. рис. 26-5).
Водоприемные устройства при деривационной схеме размещаются непосредственно в искусственно созданном верхнем бассейне (рис. 26-2, а, б, в) либо на берегу естественного озера (рис. 26-2, г) или существующего водохранилища. В таких случаях создавать заново крупное водохранилище и высокую плотину не требуется, что существенно уменьшает затраты на строительство комплекса сооружений ГАЭС. На высоконапорных ГАЭС с напорной подводящей деривацией водоприемники иногда удалены на несколько километров от здания станции, так как обычно находятся на берегу верхнего бассейна или водохранилища.
В качестве напорных водопроводящих трактов, соединяющих водоприемные устройства с наземным зданием станции, при низких и средних напорах служат стальные трубопроводы, открыто уложенные на промежуточных опорах и заделанные в анкерные опоры (см. рис. 26-6). Поскольку напорные трубопроводы при наиболее распространенных обратимых агрегатах работают как в турбинном, так и в насосном режимах, т. е. при движении воды в противоположном направлении, к затворам предъявляются повышенные требования и они часто устанавливаются при наподах менее 200 800 м..
Наиболее надежными являются шаровые затворы, которые, как правило, и устанавливают в здании ГАЭС (см. рис. 26-9). При очень высоких напорах на напорном водоводе для надежности устанавливают даже по два затвора. Они могут размещаться в специальной галерее вблизи машинного зала, что характерно для подземных установок с напорными водоводами в виде штолен (см. рис. 26-11).
На подземных ГАЭС применяются все три схемы взаимного расположения водоприемных устройств и машинного зала — головная, промежуточная и концевая (рис. 26-3). На высоконапорных ГАЭС с длинными напорными туннелями на их верховой (рис. 26-3, в) или низовой ветви приходится предусматривать устройство уравнительного резервуара. Примерами могут служить ГАЭС Нордфилд (США), Кисе- нияма (Япония), Круахан (Великобритания), Зеккинген (ФРГ) с напорами от 250 до 410 м. Однако многие ГАЭС построены и строятся без применения уравнительных резервуаров.
Всемерно стремятся выбирать такие условия, при которых отношение длины водоводов L к напору Я возможно меньше. Во Франции, например, считается, что это отношение должно быть меньше 5—6. В среднем по 13 ГАЭС, построенным в США и ФРГ, оно составляет 5,3 [0-4], изменяясь, примерно, от 3 до 9. Имеются ГАЭС и с малым отношением L к Я,- например, на полуподземной установке Родунд II (см. табл. 26-1) оно равно всего около 1,8, что свидетельствует о ее высокой эффективности. При низких напорах, характерных для Европейской части СССР, отношение L/Н увеличивается: на Киевской
ГАЭС оно равно примерно 7, а на Загорской — около 7,5.
Приобретают все более реальную основу предложения о строительстве ГАЭС с низовыми подземными бассейнами [26-1]. Такие ГАЭС могут быть построены в местах распространения скальных пород на необходимой глубине, а именно: на северо-западе, юго-западе Европейской части СССР и в верховьях р. Дон (см. рис. 26-1).
Схема подземных сооружений с галереями, служащими низовым бассейном ГАЭС данного типа, приведена на рис. 26-4. При мощности ГАЭС 1,2 млн. кВт и Н = 600 м протяженность галерей показанного на рисунке сечения составит более 6 км, а при уменьшении напора до 200 м она увеличивается примерно до 18—20 км. По предварительным расчетам наиболее эффективными считаются ГАЭС с напорами 800—- 1200 м.