Низовой водовод гидроэнергетической установки

Низовой водовод гидроэнергетической установки

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Социалистических

Респубттик

И ЗОБ РЕТЕ Н

N АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕ (6! ) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 10.07.81 (21) 331882 с присоединением заявки №-(23) Приоритет

Опчбликова но 07.11.82. Ьюллет

1ваударстеелных комитет

СССР по делам юееретеник и открытий

Дата опубликования описания (72) Авторы изобретения

E. В. Квятковская, Г. И. Кривченко, А. и В. Б. Влади ми ров

Московский ордена Трудового Красного Знак строительный институт им. В. В. Куйбышева (71) Заявитель (54) НИЗОВОЙ ВОДОВОД ГИДРОЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ

УСТАНОВКИ

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

Известен низовой отводящий водовод

ГЭС, ГАЭС, а также подводящий водовод насосной станции, в состав которых входит отсасывающая (всасывающая) труба гидромашины, уравнительный резервуар, предназначенный для снижения динамического разряжения в критическом сечении при регулировании расхода, и напорный отводящий водовод (11.

Однако в этом водоводе особенно при бо.вывих расходах и относительно малых потерях напора, по условиям устойчивости к малым изменениям режима требуется весьма большая площадь сечения уравнительно. о резервуара, а следовательно, и большой его объем, который часто соизмерим с объемом блока задания ГЭС и ГАЭС.

Известен также низовой водовод гидроЭнергетической установки, преимущественно подъемной, включающий участок с горизонтальны м потолком и дополнительный участок (2) .

Однако в условиях значительного колебания уровня нижнего бьефа эта схема требует весьма большой высоты сечения дополнительного водовода по всей его длине, что связано со значительным усложнением конструкции и как следствие с увеличением объемов работ и повышением стоимости сооружения.

Цель изобретения — упрощение конструкции.

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

KQ 40 dll = аппп+ — — — f —— я тз о т т) (1) где Z -- отметка потолка;

Zz, -- минимальная отметка нижнего бьефа; (,1 — — расчетный расход водовода;

Т вЂ” рас .етное время регулирования расхо.,а;

К вЂ” — коэфф. циент неравномерности измене ния расхода;

g -- ускорение силы тяжести;

1„,,д -- допо,*,нитсльная длина напорного участка;

971995

45

Формула изобретения

F(i) — - изменение площади сечения водо вода по дл и не.

Формула (1) получена из выражения для динамического изменения давления, принимая во внимание, что понижение давления, вследствие гидроудара в дополнительном участке водовода компенсируется дополнительным подпором за счет повышения уровня нижнего бьефа.

t акоп

ЬН=2 — Ещ!и =-д ó gt.) Ц ()

Наибольшее понижение давления "a время регулирования Тз соответствует наибользна!ению производной dg/dt. В фор,;, rã (1) она выражена через расчетный расход Q и расчетное время регулирования

Т с коэффициентом пропорциональности К, который исходя из реальных графиков изменения расхода во времени, рекомендуется принимать 1,3 — 1,5.

На фиг. 1 изображен водовод, вертикаль ный разрез: на фиг. 2 — 4 — разрез A — А на фиг. (варианты выполнения поперечного сечения).

Низовой водовод гидроэнергетической установки состоит из отсасывающей (всасывающей) трубы 1, гидромашины 2, напорного участка 3 водовода с горизонтальным потолком длиной 1 п ед, предельно допустимой по условиям безопасности в отношении разрыва сплошности потока в критическом сечении Б — Б при минимальной отметке нижнего бьефа, и дополнительного участка 4 с изменяющейся по заданной зависимости отметкой потолка.

Предельная длина напорного участка

1.прад определяется условиями минимально топустимого давления в критическом се чении Б — Б гидромашины (для турбины— во входном сечении отсасывающей трубы, для насоса — на входе в рабочее колесо), исключающими возможность разрыва сплош ности потока при регулировании расхода.

Она зависит от данных конкретных условий (типа рабочего колеса, отметки расположения оси гидромашины, времени действия регулирующих расход органов, длин и площадей сечения участков отсасывающей трубы турбины или всасывающего патрубка насоса, площади сечения напорного водовода) и определяется с помощью специального расчета или по приближенной формуле для наиболее тяжелых условий, т. е. при минимальном уровне нижнего бьефа.

Устройство работает следующим образом.

Вода течет через водовод, заполняя все пространство проточного тракта гидромашины 2 и напорного участка 3, заполнение водой дополнительного участка 4 зависит от уровня нижнего бьефа.

При минимальном уровне нижнего бьефа дополнительный участок 4 целиком работает в безнапорном режиме. Граничным сечением напорной. и безнапорной зоны ре?S

40 жимо» является сечение, проходящее через точку а, при этом 1䄄— — 0. и общая длина напорного участка водовода составляет 1 „„щ что соответствует соблюдению условия безопасных режимов работы гидромашины 2 при минимальном уровне нижнего бьефа.

При повышении уровня нижнего бьефа до некоторой отметки, соответствующей положению Z, граничное сечение напорного и безнапорного режимов проходит через точку о, правее которой режим безнапорный, левее — — напорный, с длиной участка 1 пред+ о„. Условие безопасной работы гидромашины 2 при регулировании расхода для данного уровня / определяется тем, что в соответствии с формулой (! ) инерционное понижение давления в критическом сечении Б — Б за счет дополнительного напорного участка !двя компенсируется дополнительным подпором со стороны нижнего бьефа Z — Z и;и . При максимальном уровне нижнего бьефа дополнительный участок может быть либо целиком напорным, либо частично напорным, а частично беэнапорным— это зависит от требуемой общей длины водовода L.

Таким образом, каждой отметке нижнего бьефа соответствует своя допустимая длина напорного участка и своя высота сечения, обеспечивающая беэнапорный режим в оставшейся части водовода. В итоге потолок дополнительного участка 4 получается с подъемом за счет постепенного повышения отметки верха сечения. Отметка низа сечения определяется условиями пропуска расчетного расхода при минимальном горизонте нижнего бьефа.

Форма сечения дополнительного участка может быть различной либо с вертикальными боковыми стенками (фиг. 2), либо с постепенно уменьшающейся шириной (фиг. 3), либо с меньшей шириной в верхней части за пределами точки А (фиг. 3).

В результате отказа от сооружения уравнительного резервуара и применения предлагаемой формы отводящего водовода экономия составляет 7 — 9 млн. руб.

Низовой водовод гидроэнергетической установки, преимущественно подъемной, включающий участок с горизонтальным потолком и дополнительный участок, отличающийся .тем, что, с целью упрощения конструкции, потолок дополнительного участка водовода выполнен криволинейным по зависимости

971995

L„

Ьариантй бариангп У

d Р

8upuaem 7

Pue. Z

Составитель А. Кононов

Техред И. Верес Корректор А. Гриценко

Тираж 709 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений н открытий

1 l 3035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент>, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Редактор Н. Кнштулинец

Заказ 8043/1 5 где Z — отметка потолка;

Хит,„— минимальная отметка нижнего бьефа;

Q — расчетный расход водовода;

Т вЂ” расчетное время регулирования расхода гидромашины;

К вЂ” коэффициент неравномерности изменения расхода;

g — ускорение силы тяжести; — дополнительная длина напорнолоп

ro участка;

F()) — изменение площади сечения водовода по длине.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Орлов В. А. Уравнительные резервуары гидроэлектростанций. М., «Энергия», 1968, с. 138 — 140.

2. Губин Ф. Ф. и др.Гидроэлектрические станции. М.,"Энергия," 1980, с. 36 — 37.