4207

8.ВСПОМОГАТЕЛЬНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ ЗДАНИЯ ГЭС

8.1.Система удаления воды из проточной части турбин

8.1.1. Схемы систем осушения

На русловых и приплотинных ГЭС, расположенных на мягких грунтах,

где имеется фундаментная плита значительной толщины, рекомендуется при-

менение схемы опорожнения с двумя потернами (в этом случае арматура раз-

мещается в "сухой" потерне) [1].

Там, где фундаментная плита имеет незначительную толщину, рекомен-

дуется располагать сливной коллектор из отсасывающих труб под отсасываю-

щими трубами, сливной коллектор соединить с отсасывающей трубой с помо-

щью сливного клапана (двух сливных клапанов для крупных гидроагрегатов), а

дистанционный привод (приводы) клапана (клапанов) выводить в ближайшее

помещение над отсасывающими трубами [1].

8.1.2. Объем и время осушения

Объем осушения Wосуш (после слива самотеком) складывается из объема

воды, оставшейся в части турбинного водовода, в турбинной камере и в отса-

сывающей трубе. Кроме того, к расходу осушения следует добавить расход протечек через неплотности затвора отсасывающей трубы. Этот расход прини-

мается равным q=0,5 л/с на 1 м периметра затвора. Для определения Wосуш сле-

дует принять максимальный УНБ.

Система осушения рассчитывается таким образом, чтобы длительность

3

•Подача насоса, м /с, может быть определена по формуле [2]:

21

где Р – периметр затвора отсасывающей трубы, м.

затв

Напор насоса вычисляется по зависимости [2]:

Н= Н +h ,

осуш ст c

напора во всасывающим и напорном трубопроводах.

h= h +h

сл м

Здесь h - линейные, h - местные потери напора.

лм

Статический напор можно рассчитать как:

Н =УНБ – УОТ,

ст макс

где УНБ – максимальный уровень нижнего бьефа; УОТ – минимальная от-

макс

метка дна отсасывающей трубы.

8.1.4. Определение линейных потерь напора

Потери напора по длине определяются по формуле [5]:

hл=λlv2/(2gd),

Здесь λ – коэффициент сопротивления по длине; l – длина трубопроводов; d –

его диаметр, принимается постоянным; v – скорость воды в трубопроводе, вы-

числяется как:

v= Qосуш/ω,

где ω – площадь живого сечения трубопровода.

Скорость не должна превышать 3,5-6 м/с.

8.1.5. Местные потери напора

Местные потери напора определяются по формуле [5]:

hм=ζ v2/(2g),

22

ζ – коэффициент местного сопротивления.

Следует учесть следующие сопротивления: всасывающий клапан насоса,

обратный клапан (на напорном трубопроводе, препятствует поступлению воды из НБ в неработающий насос), три-четыре плавных поворота под углом 90 град,

выход из трубопровода в НБ. Коэффициенты сопротивления можно определить по [5]. Местные потери суммируются.

8.1.6. Определение диаметра и длины трубопроводов

Диаметр трубопровода определяется из формулы [3]:

м3/с,

где µ – коэффициент расхода, µ=0,5-0,7; ω – площадь сечения трубопровода, м2,

ω=πd2/4.

Полученный диаметр округляется до стандартного по ГОСТ.

Длина трубопровода определяется при разработке здания ГЭС. Длина принимается приближенно, как:

l≈(2-3)Lотс,

где Lотс – длина отсасывающей трубы.

8.1.7. Мощность электродвигателя

Мощность электродвигателя для привода насоса определяется в виде:

Nдв=9,81Qосуш Носуш/ηнас, кВт,

здесь Qосуш в м3/с; Носуш в м; ηнас – КПД насоса, ηнас=0,6-0,8.

23

8.1.8. Характеристика сети

Под сетью понимается система трубопроводов с арматурой на них (за-

движки, клапаны, повороты и т. п.).

Характеристика сети представляется зависимостью напора от подачи

(расхода) [5]:

Hc=Hст+КсQ2,

где коэффициент сети Кс определяется выражением:

Здесь диаметр и длина подставляются в м, ускорение – в м/с2. Так как трубопровод принимается в виде одного участка, первая сумма представляется одним членом. Вторая сумма состоит из количества членов, равного числу учи-

тываемых сопротивлений.

Характеристику сети целесообразно представить в виде таблицы и графи-

чески.

8.1.9.Порядок подбора насосов

1.Выбор вида насоса: вид подбирается по номенклатуре насосов при Носуш и

Qосуш. Номенклатуры насосов имеются в [5, 7].

2.Пересечение этих координат является расчетной точкой.

3.Нужно, чтобы расчетная точка попала в рабочую область какого-либо типо-

размера выбранного вида.

4.Для определения фактических напора и подачи производится совмещение характеристики насоса и характеристики сети.

5.Насос подобран правильно, если Нф≥Носуш и Qф≥Qосуш.

24

8.1.10. Определение размеров ёмкости для осушения проточной

части

Емкость располагается под монтажной площадкой (МП). Плановые раз-

меры МП определяются при конструировании здания ГЭС. В плане емкость может иметь (необязательно) такие же размеры.

Максимальный уровень воды в емкости должен быть ниже дна мокрой потерны или дна коллектора.

Высота слива воды

Нсл= Wосуш /(ВблСбл),

Вбл – длина блока (расстояние между осями агрегатов); Сбл - ширина блока.

Глубина воды в емкости

Нем= Нсл+Ннас,

где Ннас – минимальная глубина для работы насоса.

8.2.Масляное хозяйство

Количество масла, кг, на 1 агрегат определяется по формуле [1]:

=

√ 1

√

где N – мощность агрегата, кВт; D1 – диаметр рабочего колеса, м; Н − средний напор, м; k=0,9-1,1 для ПЛ турбин; k=0,45-0,65 для РО турбин.

Общее количество масла составляет

Gобщ=1,45Gz,

z – число агрегатов.

Хранение масла: до 100 т – в здании ГЭС; до 300 т – на территории ГЭС в наземных емкостях; до 500 т – в подземных емкостях.

Определяется количество масла и указывается место его хранения.

25

9. МОНТАЖНАЯ ПЛОЩАДКА И ПОДЪЕЗДНЫЕ ПУТИ К ЗДАНИЮ ГЭС

9.1.Монтажная площадка

Определяются плановые размеры монтажной площадки и ее высотное положение (отметка).

В пределах монтажной площадки при ремонте размещаются [1]: верхняя крестовина, ротор генератора, подпятник, крышка турбины, рабочее колесо,

площадка для трансформатора. Это размещение определяет длину монтажной площадки (ширина ее равна ширине машинного зала).

Отметка монтажной площадки зависит от отметки подъездных путей и часто принимается равной последней.

9.2.Подъездные пути

Выбирается тип подъездных путей. Чаще всего принимается автомобиль-

ная дорога. Если ГЭС расположена вблизи сети железных дорог страны, при-

нимается также и железная дорога.

Отметка подъездных путей назначается в первом приближении на 2-3 м

выше максимального УНБ. Обычно подъездные пути прокладываются по бере-

гу вдоль реки со стороны нижнего бьефа.

Подъездные пути заводятся на монтажную площадку. Перед зданием ГЭС предусматривают площадку на отметке подъездных путей для маневрирования автотранспорта.

26

10.ОСНОВНЫЕ ПОКАЗАТЕЛИ ЗДАНИЯ ГЭС

К основным техническим показателям здания ГЭС относят:

−установленную мощность;

−среднегодовую или среднемноголетнюю выработку электроэнергии;

−класс, принимаемый по максимальному значению для сооружений гид-

роузла; класс сооружений определяется по [6];

−напор: максимальный, минимальный, расчетный (средний);

−расход ГЭС при установленной мощности;

−количество гидроагрегатов;

−тип гидротурбин;

−диаметр рабочего колеса.

27

-координация всех разделов проекта выполняемых разными рабочими коллективами проектировщиков;

-точный расчёт потребности в материалах на 3М модели;

-поиск и устранение возможных проектных ошибок, которые возникают при проектировании в плоскости чертежа из-за непонимания взаимного про-

странственного расположения частей сооружений.

Наиболее распространёнными для 3М моделирования и проектирования являются продукты фирмы Autodesk: AutoCAD – базовая среда для проектиро-

вания и построения 3М моделей; 3ds Max – высококачественная фотореали-

стичная визуализация и анимация. Между собой эти продукты совместимы.

11.3. 3M моделирование

Различают 3 типа трёхмерных графических моделей: каркасные, плос-

костные и твердотельные. Последние наиболее предпочтительны т.к. позволя-

ют эффективно осуществлять операции взаимодействия тел (объединения, вы-

читания, пересечения тел), их редактирования, и определения объёма.

В соответствующей главе пояснительной записки необходимо осветить следующие вопросы 3М моделирования: типы 3М графических моделей; трёх-

мерные координаты; навигация в 3М пространстве; пользовательские системы координат; построение трёхмерных тел; редактирование трёхмерных тел; полу-

чение характеристик 3М твёрдых тел.

11.4.Визуализация

Вглаве записки рассматриваются вопросы: визуальные стили; использо-

вание текстур материалов; визуализация; освещение и тени; рендеринг фоторе-

алистичного изображения, вывод на печать ЗМ модели сооружения.

11.5.Модель здания ГЭС и его компоновка в гидроузле

Вданной главе рассматривается последовательность построения 3М мо-

дели здания ГЭС и гидроузла, и результаты анализа компоновок на 3М модели.

29