Стартовая >> Архив >> Генерация >> Гидроэлектрические станции

Механическое оборудование - Гидроэлектрические станции

Оглавление
Гидроэлектрические станции
Введение
Гидравлическая энергия
Водные ресурсы и водохозяйственные комплексы
Водохозяйственные и энергетические комплексы
Состав сооружений и компоновка
Гидроэлектростанции с приплотинными зданиями
Деривационные гидроэлектростанции
Головные узлы, сооружения станционных узлов деривационных гидроэлектростанций
Использование технико-экономических показателей при проектировании
Водохозяйственные и водноэнергетические расчеты
Многолетнее регулирование стока
Диспетчерское регулирование
Водноэнергетические расчеты на основе балансового метода
Работа гидроэлектростанций в энергосистеме
Гидроаккумулирующие электростанции
Схемы гидроаккумулирующих электростанций
Особенности компоновок ГАЭС
Приливные электрические станции
Нетрадиционные источники гидравлической энергии
Волновые энергетические установки
Состав оборудования зданий
Выбор агрегатов ГЭС
Гидрогенераторы
Системы и устройства гидрогенераторов
Схемы главных электрических соединений
Повышающие трансформаторы
Схемы питания собственных нужд
Элегазовые подстанции
Средства измерения
Механическое оборудование
Сороудерживающие стержневые решетки и их очистка
Подъемно-транспортное оборудование
Масляное хозяйство
Пневматическое хозяйство
Система осушения проточной агрегатов
Служебные помещения здания станции
Подъездные пути
Русловые здания
Русловые здания совмещенного типа
Русловые здания с горизонтальными агрегатами
Водоприемники русловых зданий станций
Особенности приплотинных зданий станций
Здания деривационных станций
Подземные здания гидроэлектростанций
Размещение главных повышающих трансформаторов
Конструкции обделок подземных зданий
Полуподземные здания станций
Русловые здания малых ГЭС
Приплотинные здания и здания деривационных малых ГЭС
Элементы конструкций зданий
Конструкции и размеры надагрегатной части зданий станций
Температурные и осадочные швы
Монтажная площадка
Специальные вопросы гидравлики зданий
Элементы отводящего русла
Здания гидроаккумулирующих электростанций
Здания ГАЭС с двухмашинными агрегатами
Специальные типы агрегатов и зданий ГАЭС
Здания приливных электростанций
Водоприемники гидроэлектростанций
Работа, типы и конструкции безнапорных водоприемников
Отстойники гидроэлектростанций
Типы отстойников гидроэлектростанций
Деривационные каналы
Деривационные туннели
Напорные деривационные   трубопроводы
Технико-экономические расчеты деривационных водоводов
Напорные бассейны ГЭС
Бассейны суточного регулирования ГЭС и верхние бассейны ГАЭС
Напорные станционные водоводы
Конструкции стальных трубопроводов
Опоры свободно лежащих стальных трубопроводов
Железобетонные и сталежелезобетонные трубопроводы
Туннельные станционные водоводы
Неустановившиеся режимы работы гидроэлектростанций
Строительство, монтаж оборудования
Пусковой комплекс
Эксплуатация гидроэлектростанций
Проектирование гидроэлектростанций
Порядок выполнения и утверждения проектов гидроэлектростанций
Список литературы

ГЛАВА 14
МЕХАНИЧЕСКОЕ ОБОРУДОВАНИЕ ГИДРОЭЛЕКТРОСТАНЦИЙ

СОСТАВ И НАЗНАЧЕНИЕ МЕХАНИЧЕСКОГО ОБОРУДОВАНИЯ

На гидроэлектростанциях для обеспечения нормальной эксплуатации и проведения монтажных и ремонтных работ применяют различное механическое оборудование. Выбор и проектирование механического оборудования производят с учетом условий эксплуатации и строительства гидроузла, а также опыта использования аналогичного оборудования на других гидроэлектростанциях.
Механическое оборудование для гидроэлектростанций условно можно разделить на три группы: основное, вспомогательное и специальное.
К основной группе механического оборудования относятся:
затворы для перекрытия водоприемников, водосбросов, отсасывающих труб гидромашин;
затворы, устанавливаемые на напорных станционных трубопроводах;
сороудерживающие решетки, устанавливаемые в водоприемниках для защиты гидротурбин от попадания плавающего мусора и других предметов;
подъемно-транспортные механизмы (козловые, полукозловые и мостовые краны, подвесные однорельсовые тележки- тельферы), предназначенные для обслуживания затворов, решеток и проведения монтажа и ремонта основного энергетического и вспомогательного оборудования станций;
стационарные подъемные механизмы для обслуживания затворов (лебедки, гидроподъемники);
машины и механизмы для очистки сороудерживающих решеток.
Наряду с основным механическим оборудованием для обслуживания затворов водоприемников, отсасывающих труб и сороудерживающих решеток применяют вспомогательные механизмы:
захватные балки, при помощи которых осуществляется подвеска к кранам затворов и сороудерживающих решеток;
устройства для выполнения операций с затворами и решетками (штанги, траверсы, подхваты);
контейнеры и тележки для транспортировки мусора, удаляемого с сороудерживающих решеток;
средства подмащивания, с помощью которых осматривают, чистят и красят затворы, решетки и другие конструкции.
В некоторых случаях на гидроэлектростанциях применяют специальное механическое оборудование для перевозки трансформаторов и транспортировки грузов (трансформаторные тележки, поворотные круги, бремсберги), устройства для защиты затворов, решеток и их закладных частей от обмерзания и др.
В данной главе рассматривается основное механическое оборудование гидроэлектростанций.

ЗАТВОРЫ ВОДОПРИЕМНИКОВ, ОТСАСЫВАЮЩИХ ТРУБ И СТАНЦИОННЫХ ТРУБОПРОВОДОВ

На гидроэлектростанциях требуется периодически проводить осмотр, а в случае необходимости и ремонт водоприемников, водоводов и гидромашин. Для выполнения этих работ с помощью затворов перекрывают отверстия водопроводящего тракта, после чего производят слив или откачку воды. Затворы, используемые для временного перекрытия отверстий водопроводящего тракта гидроэлектростанции при ревизиях и ремонте оборудования, называются ремонтными затворами.
На гидроэлектростанциях предусматривается также возможность аварийной остановки агрегатов. В этих случаях прекращение поступления воды к гидромашинам осуществляется с помощью аварийных специальных быстродействующих затворов. В тех случаях, когда быстродействующие затворы применяются также и в качестве ремонтного заграждения, они называются аварийно- ремонтными затворами.
Иногда на гидроэлектростанциях применяют так называемые основные затворы, с помощью которых производят оперативное регулирование уровней и расходов воды. Основные затворы устанавливаются в водоприемниках деривационных ГЭС с несаморегулирующейся безнапорной деривацией для регулирования расходов воды, поступающей к гидротурбинам, а также на водосбросах совмещенных зданий для регулирования расходов воды, сбрасываемой через водосбросы во время паводка.

Затворы водоприемников и водосбросов.

На гидроэлектростанциях в качестве ремонтных затворов обычно применяются плоские скользящие затворы. Они размещаются в водоприемниках перед аварийно-ремонтными затворами. Ремонтные затворы обслуживаются кранами с помощью захватных балок и устанавливаются в спокойную воду. На некоторых станциях маневрирование ремонтными затворами осуществляется краном с помощью многозвенных штанг. В этом случае на подъем затвора затрачивается больше времени, чем при использовании захватной балки. Подъем ремонтных затворов производится при выравненных давлениях воды с верховой и низовой сторон затвора.
Плоский ремонтный затвор состоится из пролетного строения, опорно-ходовых частей и подвесных устройств. В зависимости от размеров перекрываемых отверстий применяют одиночные или секционные плоские затворы. Пролетное строение одиночного затвора состоит из одного полотнища. Эти затворы обычно применяются при высоте перекрываемого отверстия до 14 м. Секционные затворы (состоящие из нескольких секций с герметическими уплотнениями) применяются для перекрытия более высоких отверстий водоприемников. Перенос таких затворов может производиться в собранном виде, а при недостаточной высоте крана каждая секция затвора может переноситься и устанавливаться на место краном с помощью захватной балки самостоятельно. При относительно небольших напорах иногда используются затворы, состоящие из отдельных балок (шандоров).
Наиболее распространенным типом уплотнения плоских затворов, обеспечивающим водонепроницаемость конструкций, является резиновое уплотнение деформативного действия. Необходимая герметичность этих уплотнений достигается в основном за счет упругости уплотнительных резиновых элементов. Уплотнение в плоских затворах обычно располагается на самом затворе.
На гидроэлектростанциях применяются плоские затворы со скользящими, колесными, Катковыми или гусеничными опорно-ходовыми частями. В СССР наиболее часто применяются плоские скользящие затворы с полозьями из древесного слоистого пластика гидротехнического ДСП-Б-ГТ или маслянита Д (рабочая поверхность рельса, по которому скользит полоз, выполняется из высоколегированной нержавеющей стали). За рубежом чаще применяются колесные, катковые и гусеничные опоры затворов. Затворы со скользящей опорно-ходовой частью имеют более простую конструкцию, меньшую стоимость, они более надежны в эксплуатации при низких температурах, имеют меньшие размеры пазов и позволяют передавать на бычки водоприемников большие нагрузки с более равномерным распределением их по длине закладных частей. К недостаткам этих затворов следует отнести довольно большой коэффициент трения опорных полозьев. В связи с этим для обслуживания скользящих затворов требуются подъемные механизмы большей грузоподъемности.
Аварийные (аварийно-ремонтные) быстродействующие затворы предназначены для быстрого (2 — 3 мин) перекрытия водоводов при аварии гидроагрегата или при разрыве (разрушении) станционных трубопроводов. Они устанавливаются в водоприемниках приплотинных зданий, а также в головных узлах или напорных бассейнах деривационных гидроэлектростанций при открыто уложенных станционных трубопроводах. Аварийные затворы опускаются в текущую воду. Быстрое действие аварийных затворов обеспечивается индивидуальными обслуживающими механизмами (обычно в виде гидропривода). Аварийные затворы обычно имеют автоматическое, дистанционное и местное управление.
На современных крупных гидроэлектростанциях с русловыми зданиями применяются преимущественно аварийно-ремонтные затворы. Эти затворы, как правило, не имеют индивидуальных подъемных устройств и обслуживаются краном водоприемника, соответственно время их закрытия превышает 2 — 3 мин. Аварийно-ремонтные затворы, так же как и аварийные, могут опускаться в текущую воду.
В водоприемниках гидроэлектростанций в качестве аварийных и аварийно-ремонтных затворов наиболее часто применяются плоские затворы, однако в некоторых случаях (в основном на станциях с напорными береговыми водоприемниками) в качестве аварийных применяются сегментные затворы.
На рис. 14.1 приведена конструкция плоского аварийно-ремонтного затвора водоприемника Братской ГЭС. Затвор перекрывает отверстие размером 7X11 м (Н=42 м). Уплотнение затвора выполнено из резины специального профиля. Рабочие пути, по которым скользит опорный полоз, изготовлены из высоколегированной нержавеющей стали.
Маневрирование затвором производится индивидуальным гидроподъемником с подъемной силой 2000 — 2500 кН (масса затвора75,6 т). Затворы поднимаются в спокойной воде при перепаде не более 6 м. Для выравнивания давления воды с верховой и низовой сторон затвор снабжен байпасом, совмещенным с подвесом.


Рис. 14.1. Аварийно-ремонтный затвор водоприемника Братской ГЭС:
1 — байпас; 2 — резина; 3 — двухслойное тканевое армирование; 4 — нержавеющая сталь; 5 — опорный полоз из ДСП

Основные затворы, устанавливаемые на водосбросах, совмещенных зданий ГЭС и в водоприемниках деривационных станций с несаморегулирующейся деривацией, выполняются, как правило, в виде плоских скользящих затворов. Регулирование расходов воды с помощью этих затворов производится путем частичного открытия водопропускных отверстий, перекрываемых затворами: затвор устанавливается краном в какое-либо промежуточное положение и фиксируется в этом положении с помощью подхватов, опирающихся на «гребенку», заделанную в торцевую стенку паза. Управление подхватами осуществляется при помощи захватной балки. Наряду с плоскими затворами в качестве основных затворов иногда на водосбросах совмещенных ГЭС применяются сегментные затворы. Обычно они перекрывают выходные отверстия водосбросов. Уплотнительное устройство сегментных затворов располагается, как правило, на закладных частях по контуру отверстия водосброса. Маневрирование сегментными затворами и прижатие затвора к уплотнениям осуществляется индивидуальным гидроприводом.
Затворы отсасывающих труб. На гидроэлектростанциях применяются, как правило, две схемы расположения ремонтных затворов отсасывающих труб: на выходе из отсасывающей трубы и в начальной или средней части диффузора. В качестве ремонтных затворов обычно используются одиночные или секционные плоские скользящие затворы. Подвеска затворов к кранам в большинстве случаев осуществляется при помощи захватных балок. При опускании и подъеме затворы перемещаются вертикально по направляющим рельсам, установленным в пазах бычков отсасывающих труб. При расположении ремонтных затворов в пределах диффузора в его потолке устраиваются прорези, через которые затворы проходят до момента посадки на дно отсасывающей трубы. Резиновые уплотнения размещаются по контуру затворов. Металлические закладные части, к которым прижимаются уплотнения затворов при опорожнении отсасывающих труб, устанавливаются в пазах бычков и в местах примыкания затворов к перекрытию диффузора и ко дну отсасывающей трубы.

Для обеспечения более эффективной работы уплотнений иногда применяют специальные приспособления, обеспечивающие предварительное (до опорожнения отсасывающих труб) прижатие уплотнений к закладным частям. Эти приспособления в виде колес (рис. 14.2,а) или наклонных рычагов (рис. 14.2,б) закрепляются на нижней кромке плоского ремонтного затвора; при посадке затвора они обеспечивают некоторое перемещение затвора в сторону агрегата, вследствие чего происходит прижатие уплотнения к закладным частям, несмотря на одинаковое давление воды на затвор с верховой и низовой сторон. При применении колес прижатие уплотнения происходит при посадке затвора путем прокатывания этих колес по наклонным направляющим рельсам, устанавливаемым в пределах пазов бычков (при закреплении колес по краям затвора), или по рельсам, располагаемым заподлицо с наклонным полом отсасывающей трубы (при закреплении колес в пролете затвора).


Рис. 14.3. Механическое оборудование отсасывающих труб Вилюйской ГЭС-2:
1 — ремонтный затвор; 2 — потоконаправляющая рама; 3 — козловой кран; 4 — захватная балка с электрогидроприводом; 5 — обогреваемое помещение козлового крана; 6 — электроиндукционный обогрев закладных частей; 7 — прокладка кабеля

При применении наклонных рычагов, шарнирно прикрепленных к нижней кромке затвора, предварительное прижатие уплотнения происходит вследствие возникновения «прижимающей» силы от действия рычага на затвор при посадке затвора на дно отсасывающей трубы. Как показал опыт эксплуатации ремонтных затворов отсасывающих труб на Усть-Илимской и Зейской ГЭС, приспособления, обеспечивающие предварительное прижатие уплотнений, работают надежно.
На гидроэлектростанциях, где предусматривается расположение ремонтных затворов отсасывающих труб в прорезях диффузоров, на период работы гидроагрегатов в пазы ремонтных затворов устанавливают специальные потоконаправляющие рамы, перекрывающие пазы в пределах отсасывающих труб и прорезь в потолке диффузоров (рис. 14.3). Применение потоконаправляющих рам увеличивает КПД гидротурбины.
В некоторых случаях для перекрытия выходных отверстий отсасывающих труб применяются плоские ремонтные затворы, устанавливаемые наклонно. При опускании и подъеме эти затворы перемещаются по специальным наклонным направляющим конструкциям.
Для перекрытия выходных отверстий отсасывающих труб применяются также так называемые   плавучие
затворы (рис. 14.4). Эти затворы обычно буксируются от хранилища к месту установки на плаву. На плавучем затворе, выполняемом в виде пустотелой коробчатой конструкции, устанавливаются специальные поплавки с системой затопления и продувки. После доставки затвора к перекрываемому отверстию и шарнирного закрепления поворотной рамы к конструкциям здания станции производится затопление поплавков и «коробки», после чего затвор опускается на перекрываемое отверстие отсасывающей трубы. Нижней опорой для затвора служит порог отсасывающей трубы, верхней — перекрытие диффузора. На затворе имеется резиновое уплотнение, расположенное по контуру. Подъем затвора происходит в результате продувки поплавков.
Затворы станционных трубопроводов предназначены для перекрытия напорных трубопроводов ГЭС в целях: 1) прекращения подвода воды к гидротурбине при нормальных условиях эксплуатации, а также при проведении ревизии и ремонтов ее узлов (закрытие затвора при этом происходит в практически неподвижной воде — при закрытом направляющем аппарате и осуществляется автоматически с пульта управления или вручную с местного поста управления затвором); 2) прекращения подвода воды к гидротурбине или к напорному трубопроводу в аварийных случаях: при разгоне турбины и выходе из строя направляющего аппарата, при разрыве напорного трубопровода или падения давления масла в котле МНУ ниже допустимого (закрытие затвора при этом производится автоматически от импульса соответствующих устройств).
В качестве ремонтных и аварийных затворов на станционных трубопроводах обычно устанавливаются дисковые и шаровые затворы. При небольших пропускаемых расходах иногда применяются задвижки достаточно больших размеров с электро- или гидроприводом, например задвижки диаметром 2,5 м на напор 200 м, диаметром 3,7 м на напор 30 м. Однако в качестве аварийных затворов обычно применяются задвижки диаметром не более 1,2 — 1,4 м.

Механическое оборудование отсасывающих труб ГЭС

Рис. 14.4. Механическое оборудование отсасывающих труб ГЭС каскада № 1 Ленэнерго:
1 — ремонтный плавучий затвор 13.71 — 6,25 — 10,74; 2 — цилиндрические поплавки диаметром 1630 мы; 3 — поворотная рама; 4 — цепь для фиксации положения рамы; 5 — проушина закладной части

Согласно нормам технологического проектирования гидроэлектростанции [47] при подводе воды к турбинам индивидуальными трубопроводами затворы перед турбинами устанавливаются на всех установках с напором свыше 300 м, на установках с напором не ниже 200 м при работе турбин 2000 — 3000 ч/год, на установках, имеющих станционные трубопроводы длиной свыше 300 — 400 м. При подводе воды к нескольким турбинам одним трубопроводом затворы устанавливаются на ответвлениях трубопровода перед каждой турбиной. Наиболее характерные примеры расположения затворов в зависимости от схемы и параметров трубопроводов показаны на рис. 14.5.
Дисковые (дроссельные) затворы применяются для перекрытия станционных трубопроводов диаметром от 0,5 до 8,5 м. При малых диаметрах они применяются при напорах до 600 м, при диаметрах свыше 4 м — до 170 — 230 м. На рис. 14.6 показаны конструктивные схемы дисковых затворов. Характерная особенность конструкции дискового затвора состоит в следующем: корпус затвора представляет собой цилиндрическую обечайку с фланцами для соединения с напорным трубопроводом. Внутри корпуса располагается ротор (диск) затвора, перекрывающий поток. Дисковые затворы отличаются друг от друга формой и приводом диска, конструкцией уплотнения, расположением оси поворота диска (вертикальное и горизонтальное). В отечественной практике в соответствии с действующим ГОСТ 22373 — 82 применяются дисковые затворы с чечевицеобразным и с плоскоскошенным диском (диаметром 1,25 — 8,0 м на статические напоры 45 — 115 м), с плоским диском (диаметром 1,25 — 8,0 м на напоры 45 — 170 м) с диском типа «биплан» с одной рабочей пластиной (диаметром 2,24 — 4,5 м на напоры 45 — 170 м) и с двумя симметричными рабочими пластинами (диаметром 2,24 — 4,5 м на напоры 45 — 230 м).


Рис. 14.5. Расположение затворов на станционных выводах:
1 — напор Нр <200; 2 — напор Нр>200-309 м, индивидуальные водоводы: 3 — напор Нр> 150-200 м, общий подводящий водовод; IV — напор Нр-200 м, открытие деривационные и туннельные станционные водоводы; V и VI — напоры Нр=400 м, Нр -800 м, туннельные деривационные и открытые станционные водоводы; 1 — плоский ремонтный затвор; 2 — плоский аварийно-ремонтный затвор; 3 — плоский или дисковый ремонтный затвор: 4 — плоский или дисковый аварийно-ремонтный затвор; 5 — дисковый или шаровой аварийно-ремонтный затвор; 6 — шаровой аварийно-ремонтный затвор; 7 — шаровой ремонтный затвор; 8 — дисковый ремонтный затвор; 9 — дисковый аварийно-ремонтный затвор; 10 — игольчатый затвор на сбросном трубопроводе; 11 — сбросной трубопровод; 12 — напорный деривационный туннель; 13 — уравнительный резервуар; 14 — открытый станционный трубопровод; 15 — открытый деривационный трубопровод; 16 — туннельный станционный водовод

Рис. 14.6. Конструктивные схемы дисковых затворов:

а — затвор с плоскоскошенным диском; б — затвор с плоским диском; а —затвор с диском типа биплан с одной рабочей пластиной; а —затвор с диском типа «биплан» с двумя симметричными рабочими пластинами; 1 — корпус; 2 — диск; 3, 4 — различные типы рабочих уплотнений, которые могут располагаться как в корпусе затвора, так в на диске; 5, 6 — неподвижные обтекатели; 7 — дренаж; 8 — ребра диска; 9, 10 — пластины диска, связанные ребрами и образующие решетку-ферму, свободную для прохода потока; 11 — ремонтное уплотнение


Рис. 14.7. Дисковый затвор Вилюйской ГЭС (D0=6,0 м, Нмакс = 115 м):

а —дисковый затвор с плоскоскошенным диском; б —установка дисковых затворов в здании ГЭС; 1 — стальной корпус; 2 — поворотный диск; 3 — байпас; 4 — опорная конструкция; 5 — сервомотор; 6 — рычаг, закрепленный на валу затвора; 7 — ребра жесткости


Рис. 14.8. Конструктивные схемы шаровых затворов:
а — затвор с тарельчатым клапаном; б — затвор с сегментным клапаном; в — затвор с кольцевым клапаном в корпусе затвора; 1 — ротор; 2 — корпус; 3 — рабочее уплотнение; 4 — ремонтное уплотнение; 5 — винтовой механизм для передвижения ремонтного уплотнения; 6 — неподвижная труба; 7 — поворотный сегментный клапан

Дисковые затворы небольших размеров имеют корпуса и диски, выполненные литыми, сварными или сварно-литыми. Корпуса затворов выполняются из двух частей с горизонтальным разъемом. Подшипники обычно выполняются в виде бронзовых втулок, смазываемых густой масляной смазкой. В качестве уплотнений при высоких напорах применяются уплотнительные кольца из бронзы или нержавеющей стали, устанавливаемые по окружности поворотного диска или внутри корпуса затвора в местах примыкания диска к корпусу. Для поворота дисков обычно применяются гидроприводы (сервомоторы). В случае аварии в системе гидропривода для предотвращения самопроизвольного поворота диска предусматриваются специальные стопорные и тормозные устройства. Ось поворота диска, как правило, располагается горизонтально, однако в некоторых случаях применяются затворы с вертикальной осью поворота диска. Горизонтальное расположение оси поворота диска предпочтительнее, так как в этом случае исключается засорение нижней цапфы наносами и уменьшается ее износ. На дисковых затворах устанавливаются перепускные устройства — байпасы, которые позволяют заполнять водой осушенную часть проточного тракта перед открытием затвора (поворот диска производится при уравновешенном давлении воды с обеих сторон диска).
На рис. 14.7 приведен дисковый затвор диаметром 6 м, установленный на Вилюйской ГЭС перед спиральной камерой турбины. Основными элементами затвора являются цилиндрический корпус и поворотный диск. Корпус затвора — литой, состоит из четырех частей, имеет вертикальный и горизонтальный разъемы. Необходимую прочность корпусу придают ребра жесткости. Диск затвора — литой разъемный, состоит из трех частей: центральной и двух боковых. Диск имеет в сечении плоскоскошенную форму. Поток перекрывается при повороте диска на 90°. Подшипники затвора изготовлены из древесного пластика, они смачиваются водой. Уплотнение затвора осуществляется пустотелыми резиновыми толстостенными шлангами специального профиля, закрепленными в корпусе затвора прижимными планками и винтами. Уплотнение работает за счет подачи воздуха внутрь шланга под давлением 1,2 МПа. Приводом затвора служат два качающихся сервомотора диаметром 800 мм.
Система управления затвором предусматривает автоматическое аварийное закрытие и ручное открытие и закрытие затвора. Питание системы управления затвором производится маслом под давлением 1 МПа и осуществляется от маслонапорной установки, состоящей из масловоздушного аккумулятора и маслонасосного агрегата. Время закрытия затвора 90 с нормальное и аварийное.
Дисковые затворы нашли широкое применение благодаря относительно простой конструкции, небольшим габаритам, массе и стоимости. Однако они приводят к ощутимым потерям напора, которые при полностью открытом затворе (поворотный диск установлен вдоль потока) примерно равны (0,1 — 0,2)υ2/2g (υ — скорость потока перед затвором).
Шаровые затворы применяются при высоких напорах —от 120 до 1800 м, причем при напорах свыше 600 м обычно применяются только шаровые затворы.


Рис. 14.9. Шаровой затвор Нурекской ГЭС (D0=4,2 м, Н=400 м):
1 — плата фундаментная; 2 — колонка управления; 3 — трубопровод затвора; 4 — маслонасосный агрегат; 5 байпас с гидроклапаном; 6 — фланец присоединительный; 7 — корпус затвора; 8 — сервомотор качающийся; 9 гидроклапан уплотнения; 10 компенсатор; 11 — рычаг


Рис. НЛО. Область применения дисковых 1 и шаровых 2 затворов (а) и график для ориентировочного определения их массы (без комплектующего оборудования) (б); 3 — дисковые затворы с плоскошейным диском, Н=254-120 м; 4 — шаровые затворы с тарельчатым клапаном 280-=-950 м

На рис. 14.8 показаны конструктивные схемы шаровых затворов. Особенность конструкции шарового затвора состоит в следующем: ротор шарового затвора выполняется в виде трубы, которая в открытом положении затвора является как бы продолжением напорного трубопровода, пропускает поток воды, не изменяя его формы и скорости, т. е. практически не оказывая потоку сопротивления. Корпус затвора имеет сферическую форму, наиболее рациональную для восприятия давления воды.
Шаровые затворы отличаются друг от друга конструкцией корпуса, ротора, рабочего и ремонтного уплотнений, привода ротора. В отечественной практике в соответствии с действующим ГОСТ 22373 — 82 применяются шаровые затворы с тарельчатым клапаном (диаметром 0,8 — 4,2 м на статический напор 170 — 800 м и выше), с сегментным клапаном (диаметром 0,8 — 3,15 м на напор 45 — 310 м), с кольцевым клапаном в корпусе затвора (диаметром 0,8 — 3,15 м на напор 115 — 800 м). В качестве силового органа, осуществляющего поворот ротора, обычно применяются сервомоторы.
В СССР наряду с изготовлением высоконапорных. шаровых затворов небольших диаметров (до 2,2 м) освоено изготовление крупных шаровых затворов диаметром 4,2 м на напор 400 м.
Шаровые затворы диаметром 4.2 и установлены на Нурекской ГЭС. Конструкция затвора (рис. 14.9) имеет следующие особенности: сферический корпус затвора литой, состоит из четырех частей и имеет вертикальный и горизонтальный разъемы. Корпус имеет лапы для установки на фундамент, фланцы для соединения с напорным трубопроводом, втулки для установки подшипников и патрубки для присоединения байпаса. Ротор затвора представляет собой цилиндрическую трубу, состоящую из четырех частей. Отъемные цапфы присоединяются к цилиндрической части ротора при помощи фланцев. Подшипники выполнены из бронзы и работают на масляной смазке. Втулки устанавливаются в сферические самоустанавливающиеся обоймы, исключающие возможность заедания цапф в подшипниках при деформации ротора от давления воды. В конструкции затвора предусмотрены два уплотнения: рабочее (оперативное) на выходе и ремонтное на входе. Клапан рабочего уплотнения в центральной части крепится к ротору. Приводом ротора служат два качающихся сервомотора диаметром 1100 мм. Масло под давлением 4 МПа подводится к сервомоторам специальными шарнирными коллекторами. Из положения «Затвор открыт» в положение «Затвор закрыт» диск поворачивается сервомоторами через рычаги. В положении «Затвор закрыт» зазор между диском и корпусом перекрывается надувным уплотнением.
Габариты, масса и стоимость шаровых затворов выше габаритов, массы и стоимости дисковых затворов тех же диаметров.
Область применения дисковых и шаровых затворов дана на рис. 14.10,а. Ориентировочно массу дисковых и шаровых затворов можно определить по графикам на рис. 14.10,б.



 
« Гидратный водно-химический режим на электростанциях с барабанными котлами   Главные электрические схемы электростанций »
электрические сети