SU971995A1 - Низовой водовод гидроэнергетической установки - Google Patents

Description

(54) НИЗОВОЙ ВОДОВОД ГИДРОЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ

1

Изобретение относитс  к гидроэнергетике и гидротехнике и может быть использовано при строительстве гидроэнергетических установок и насосных станций.

Известен низовой отвод щий водовод ГЭС, ГАЭС, а также подвод щий водовод 5 насосной станции, в состав которых входит отсасывающа  (всасывающа ) труба гидромащины, уравнительный резервуар, предназначенный дл  снижени  динамического разр жени  в критическом сече- ,Q НИИ при регулировании расхода, и напорный отвод щий водовод 1.

Однако в этом водоводе особенно при больших расходах и относительно малых потер х напора, по услови м устойчивости к малым изменени м режима требуетс  весьма больша  площадь сечени  уравнительного резервуара, а следовательно, и большой его объем, который часто соизмерим с объемом блока задани  ГЭС и ГАЭС.

Известен также низовой водовод гидро- 20 энергетической установки, преимущественно подъемной, включающий участок с горизонтальным потолком и дополнительный участок 2. УСТАНОВКИ

Однако в услови х значительного колебани  уровн  нижнего бьефа эта схема требует весьма большой высоты сечени  дополнительного водовода по всей его длине, что св зано со значительным усложнением конструкции и как следствие с увеличением объемов работ и повышением стоимости сооружени .

Цель изобретени  - упрощение конструкции .

Цель достигаетс  тем, что потолок дополнительного участка выполнен криволинейным по зависимости.

7 - 7 Ка /-дои de(И

- тш+ -gTs FXe) )

где Z-отметка потолка;

Zmtn- минимальна  отметка нижнего

бьефа;

Q-расчетный расход водовода; TS - расчетное врем  регулировани 

расхода; К - коэффициент неравномерности

изменени  расхода; g - ускорение силы т жести;

f

- дополнительна 

длина напордоп ного участка;

F(l) -изменение площади сечени 

водовода по длине.

Формула (1) получена из выражени  дл  динамического изменени  давлени , принима  во внимание, что понижение давлени , вследствие гидроудара в дополнительном участке водовода компенсируетс  дополнительным подпором за счет повышени  уровн  нижнего бьефа.i

,i,

Наибольшее понижение давлени  за врем  регулировани  Tg соответствует наиболь ;:ему значению производной dQ/dt. В формуле (1) она выражена через расчетный расход Q и расчетное врем  регулировани  TS с коэффициентом пропорциональности К, который исход  из реальных графиков изменени  расхода во времени, рекомендуетс  принимать 1,3-1,5.

На фиг. 1 изображен водовод, вертикаль ный разрез; на фиг. 2-4 - разрез А-А на фиг. 1 (варианты выполнени  поперечного сечени ).

Низовой водовод гидроэнергетической установки состоит из отсасывающей (всасывающей ) трубы 1, гидромашины 2, напорного участка 3 водовода с горизонтальным потолком длиной Ьпред, предельно допустимой по услови м безопасности в отношении разрыва сплошности потока в критич ском сечении Б-Б при минимальной отметке нижнего бьефа, и дополнительного участка 4 с измен ющейс  по заданной зависимости отметкой потолка.

Предельна  длина напорного участка Ьпред определ етс  услови ми минимально допустимого давлени  в критическом сечении Б-Б гидромащины (дл  турбины - во входном сечении отсасывающей трубы, дл  насоса - на входе в рабочее колесо), исключающими возможность разрыва сплощности потока при регулировании расхода. Она зависит от данных конкретных условий (типа рабочего колеса, отметки расположени  оси гидромащины, времени действи  регулирующих расход органов, длин и площадей сечени  участков отсасывающей трубы турбины или всасывающего патрубка насоса, площади сечени  напорного водовода ) и определ етс  с помощью специального расчета или по приближенной формуле дл  наиболее т желых условий, т. е. при минимальном уровне нижнего бьефа.

Устройство работает следующим образом .

Вода течет через водовод, заполн   все пространство проточного тракта гидромащины 2 и напорного участка 3, заполнение водой дополнительного участка 4 зависит от уровн  нижнего бьефа.

При минимальном уровне нижнего бьефа дополнительный участок 4 целиком работает в безнапорном режиме. Граничным сечением напорной, и безнапорной зоны режимов  вл етс  сечение, проход щее через точку а, при этом 1доп 0. и обща  длина напорного участка водовода составл ет Ьпред что соответствует соблюдению услови  безопасных режимов работы гидромащины 2 при минимальном уровне нижнего бьефа.

При повыщении уровн  нижнего бьефа до некоторой отметки, соответствующей положению Z, граничное сечение напорного и безнапорного режимов проходит уерез

0 точку б, правее которой режим безнапорный , левее - напорный, с длиной участка Ьпред + 1доп . Условие безопасной работы гидромащины 2 при регулировании расхода дл  данного уровн  Z определ етс  тем, что в соответствии с формулой (1) инерционное понижение давлени  в критическом сечении Б-Б за счет дополнительного напорного участка 1доп ксТмпенсируетс - дополнительным подпором со стороны нижнего бьефа Z-Zniin При максимальном уровне

нижнего бьефа дополнительный участок может быть либо целиком напорным, либо частично напорным, а частично безнапорным - это зависит от требуемой общей длины водовода L.

Таким образом, каждой отметке нижнего бьефа соответствует сво  допустима  длина напорного участка и сво  высота сечени , обеспечивающа  безнапорный режим в оставшейс  части водовода. В итоге потолок дополнительного участка 4 получаетс  с подъемом за счет постепенного повышени  отметки верха сечени . Отметка ннза сечени  определ етс  услови ми пропуска расчетного расхода при минимальном горизонте нижиего бьефа.

Форма сечени  дополнительного участка может быть различной либо с вертикальными боковыми стенками (фиг. 2), либо с постепенно уменьшающейс  шириной (фиг. 3 либо с меньшей шириной в верхней части

0 за пределами точки А (фиг. 3).

В результате отказа от сооружени  уравнительного резервуара и применени  предлагаемой формы отвод щего водовода экономи  составл ет 7-9 млн. руб.

Claims (2)

1.Орлов В. А. Уравнительные резервуары гидроэлектростанций. М., «Энерги , 1968, с. 138-140.

2.Губин Ф. Ф. и др.Гидроэлектрические станции. М.Энерги , 1980, с. 36-37.

дариантТ

/i

Фиг.г

бариамт

о.

Фиг.