Стартовая >> Архив >> Генерация >> Гидроэлектрические станции

Состав сооружений и компоновка - 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 3
СОСТАВ СООРУЖЕНИЙ И КОМПОНОВКА ГИДРОЭЛЕКТРОСТАНЦИЙ

СОСТАВ СООРУЖЕНИЙ ГИДРОУЗЛОВ И ИХ НАЗНАЧЕНИЕ

Гидроэлектростанция входит в состав гидроузла — комплекса гидротехнических сооружений, возведенных с целью использования водотока для нужд народного хозяйства: получения электрической энергии, мелиорации, водоснабжения, улучшения условий судоходства, защиты от наводнений, рыбоводства и др.
Если главной задачей гидроузла является получение электрической энергии, то обычно его называют гидроэнергетическим узлом, гидроэлектростанцией или ГЭС, понимая под этим всю совокупность гидротехнических и энергетических объектов. В состав гидроузла входят основные и вспомогательные сооружения. На период строительства возводятся временные сооружения, обеспечивающие производство строительно-монтажных работ.
Основные сооружения гидроузлов по функциональному признаку подразделяются на следующие сооружения.
Водоподпорные и водосбросные сооружения, предназначенные для поддержания в зависимости от схемы гидроэлектростанции большей или меньшей части статического напора, обеспечения пропуска в нижний бьеф необходимых расходов, в том числе во время паводков (плотины, водосбросы), а также сброса льда, шуги, сора и промыва наносов (специальные устройства).
Энергетические сооружения, предназначенные для выработки электрической энергии и распределения ее в соответствии с требованиями потребителей. К ним относятся: водоприемные устройства, водоводы, подводящие воду из верхнего бьефа к турбинам и отводящие воду в нижний бьеф; здание гидроэлектростанции с основным энергетическим оборудованием (гидротурбины, гидрогенераторы, трансформаторы), а также вспомогательным механическим и подъемно- транспортным оборудованием и пультом управления; открытые распределительные устройства (ОРУ), состоящие из комплекса электрических аппаратов и соединений между ними, предназначенные для приема и распределения энергии, а также для обеспечения аварийного отключения линий электропередачи.
Судоходные и лесосплавные сооружения предназначены для пропуска судов и плотов через гидроузел. К ним относятся: шлюзы или судоподъемники с подходными каналами, плотоходы или бревноспуски, причалы и др.
Рыбохозяйственные сооружения устраиваются для пропуска проходных пород рыбы к местам постоянных нерестилищ и в обратном направлении. К ним относятся рыбоходы и рыбоподъемники, а также рыбозащитные сооружения и сооружения для искусственного рыборазведения.
Водозаборы для орошения и других целей обеспечивают необходимую подачу воды в требуемом направлении (водоприемники, отстойники, насосные станции).

Транспортные сооружения* служат для связи объектов гидроузла между собой и соединения с сетью государственных автомобильных и железных дорог, а также пропуска этих дорог через сооружения гидроузла: мосты, шоссейные и железные дороги с разъездами, бремсберги, канатные дороги.

* Водоподпорные, водосбросные, лесосплавные, рыбопропускные и мелиоративные сооружения изучаются в курсе гидротехнических сооружений. Судоходные сооружения подробно рассматриваются в курсе водных путей и портов. Транспортные сооружения изучаются в соответствующих курсах промышленного и транспортного строительства.

Для различных схем создания напора, типов гидроэлектростанций, топографических, гидрологических и геологических условий основные сооружения могут быть различной конструкции, при этом некоторые из них могут быть совмещены друг с другом.
Вспомогательные сооружения1 предназначаются для обеспечения нормальной эксплуатации гидроузла «и создания необходимых удобств для обслуживающего персонала и их семей. Это жилые, культурно-бытовые, административные и хозяйственные здания, дороги, связь, водоснабжение, канализация и т. п.
Временные сооружения гидроузла необходимы только на период производства строительных работ. Они могут быть разделены на две группы. К первой группе относятся сооружения, обеспечивающие пропуск расходов реки во время строительства в обход строительных площадок (котлованов) и защиту последних от затопления: каналы, туннели, лотки, перемычки. Ко второй группе относятся производственные предприятия для обеспечения строительства гидроузла: бетонные заводы со складами цемента и заполнителей для бетона, арматурные, деревообрабатывающие и механические мастерские, автомобильное и железнодорожное хозяйство, склады, причалы, система дорог, временные электростанции и т. п.
В целях снижения стоимости строительства часть временных сооружений используют в период постоянной эксплуатации гидроэлектростанций. Например, строительные каналы и туннели полностью или частично могут входить в состав постоянных энергетических водоводов, а перемычки — в состав плотин. Производственные предприятия (дороги, причалы и др.) сооружаются с учетом их использования после окончания строительства.

ГИДРОЭЛЕКТРОСТАНЦИИ С РУСЛОВЫМИ ЗДАНИЯМИ

Гидроэлектростанции с русловыми зданиями сооружаются при напорах до 30 — 40 м. Они отличаются тем, что их здания входят в состав напорного фронта. Кроме зданий станций обычных конструкций, предназначенных только для размещения гидросилового оборудования, широко применяются совмещенные здания, выполняющие одновременно функцию водосбросных сооружений. На некоторых гидроузлах, например Саратовском, Иркутском, Павловском, Киевском, Плявиньском, применение совмещенных зданий ГЭС позволило исключить водосливные бетонные плотины из состава сооружений. *

* Вспомогательные сооружения изучаются в курсах промышленного и гражданского строительства, водоснабжения, канализации и других. Временные сооружения рассматриваются в курсе производства и организации гидротехнических работ.

Для гидроэлектростанций с русловыми зданиями, сооружаемых на многоводных реках, схема пропуска расходов в период строительства обычно оказывает существенное влияние на выбор общей компоновки гидроузла.
Береговая компоновка. Основные бетонные сооружения (здание станции, водосливная плотина, шлюз) располагаются либо на одном берегу — односторонняя компоновка (рис. 3.1, схема 1), либо на разных берегах (например, здание станции и водосливная плотина на одном берегу, а шлюз — на другом) — береговая двусторонняя компоновка. Достоинством береговой компоновки с точки зрения условий производства строительных работ является уменьшение высоты и длины перемычек, ограждающих котлован основных сооружений. При расположении котлована на незатопляемом берегу необходимость устройства таких перемычек вообще исключается. Процесс возведения бетонных сооружений при такой компоновке не зависит от гидрологического режима реки до последнего этапа строительства, когда русло перекрывается глухой плотиной и начинается пропуск расходов через бетонные сооружения, которые к этому времени возведены почти полностью.
Недостатком этой схемы является необходимость выполнения больших объемов выемки грунта в котловане, а также в подводящем и отводящем каналах.
Пойменная компоновка. Основные сооружения размещаются в пойме реки (рис. 3.1, схема 2). В период строительства котлован ограждается продольной и поперечными перемычками. Пропуск строительных расходов, в том числе паводка, осуществляется по руслу реки. При такой компоновке объемы земляных (или скальных) работ меньше по сравнению с объемами при береговой компоновке, но котлован ограждается более высокими перемычками.


Рис. 3.1. Варианты компоновки гидроузлов с русловыми зданиями станций

Расположение основных бетонных сооружений в одном месте позволяет рационально скомпоновать бетонное хозяйство, разместив его вблизи строящихся объектов, упростить схему подачи бетонной смеси и тем самым сократить стоимость и продолжительность строительства.
Русловая компоновка. Такая компоновка применяется обычно при значительной ширине русла реки и крутых берегах (рис. 3.1, схема III). Бетонные сооружения занимают всю или большую часть ширины русла, одновременное их возведение в отличие от береговой и пойменной компоновок обычно невозможно, оно осуществляется в две (иногда в три) очереди. Котлован в этом случае должен быть отгорожен высокими перемычками, рассчитанными на пропуск паводков и ледоходов через стесненную часть русла, что часто связано с большими затруднениями.
Смешанная компоновка. Такая компоновка является промежуточной между береговой (пойменной) и русловой. Основные бетонные сооружения располагаются на берегу или в пойме и частично в русле или занимают всю ширину русла и часть берега или поймы. На схеме IV рис. 3.1 показана смешанная компоновка, при которой здание ГЭС занимает часть русла реки, водосливная плотина перекрывает рукав, а шлюз размещается на острове. В данном случае смешанная компоновка имеет ряд недостатков: по условиям организации строительства разобщенность бетонных сооружений затрудняет производство работ, кроме того, расположение шлюза между водосливной плотиной и зданием ГЭС затруднит подход судов к шлюзу, особенно в нижнем бьефе при сбросе через плотину паводковых расходов.
В каждом случае выбор варианта компоновки сооружений определяется минимумом объема строительных работ и стоимости гидроузла.
Размещение открытого распределительного устройства (ОРУ) должно обеспечивать возможность передачи электроэнергии от здания станции к ОРУ. Обычно ОРУ располагается как можно ближе к зданию. Размещение ОРУ со стороны правого или левого берега диктуется направлением основных отходящих линий электропередачи. Иногда устраивают не одно, а два-три ОРУ, расположенных на разных берегах.
Волжская ГЭС имени XXII съезда КПСС является примером гидроэлектростанции с русловым зданием. Ее установленная мощность 2530 МВт, выработка электроэнергии 11,1 млрд. кВт-Ч в средний по водности год.

Рис. 3.2. Волжская ГЭС имени XXII съезда КПСС:
а — план гидроузла; б — здание ГЭС; 1 — порт, 2 — шлюзы; 3 — бетонная водосливная плотина; 4 — здание ГЭС; 5 — земляная русловая плотина; 6 — судоходный канал; 7 — грунтовая плотина; 8 — железная дорога; 9 — Волго-Ахтубинский канал; 10 — сороудерживающих сооружение; 11 — козловой кран; 12 — грейфер; 13 — железобетонные плиты; 14 — анкерный понур; 15 — дренаж; 16 — ковш; 17 — напорные водосбросы

Напоры: максимальный 27, минимальный 14, расчетный по мощности 19 м. Компоновка сооружений гидроузла (рис. 3.2) — пойменная, однобереговая. Основанием сооружений служат глины, мелкозернистые пески, сцементированные песчано-глинистые грунты (алевролиты). Русло реки перекрыто намывной грунтовой плотиной длиной около 1,2 км и максимальной высотой 44 м. Здание ГЭС совмещенного типа с напорными водосбросами, проходящими ниже спиральных камер, расположено на острове. В 11 секциях здания установлены 22 агрегата с поворотно-лопастными турбинами ПЛ30-В-930 с частотой вращения 68,2 об/мин. Длина здания вместе с монтажной площадкой составляет 736 м, ширина по основанию 90 м, высота 75 м.
Бетонная водосливная плотина, примыкающая к зданию ГЭС, имеет 28 пролетов по 20 м в свету каждый. В одном из пролетов размещен рыбоподъемник, предназначенный для пропуска рыбы, идущей вверх по Волге на нерест. Для привлечения рыбы к входному лотку рыбоподъемника через специальный малый гидроагрегат мощностью 11 МВт сбрасывается расход 25 м3/с.
Пропуск рыбы предусмотрен и в процессе шлюзования судов. Привлечение рыбы в подходные каналы шлюзов обеспечивается путем создания в них постоянных скоростей течения воды около 0,3 — 0,4 м/с, для чего между средними головами шлюзов устроена небольшая гидроэлектростанция мощностью 22 МВт с двумя агрегатами, работающая с апреля по октябрь. Турбины — того же типа, что и основные, ПЛ30/587, диаметр рабочего колеса 3,3 м, частота вращения 187,5 об/мин, расчетный напор 17 м.
Судоходные сооружения — двухкамерный двухниточный шлюз, судоходный канал и причалы — расположены в левобережной пойме. Камеры шлюзов размером 290x30 м с минимальной глубиной на пороге 4 м рассчитаны на пропуск одновременно нефтеналивных судов с буксиром, или четырех больших сухогрузных судов, или сцепленных в два ряда плотов.


Рис. 3.3 Киевский гидроузел:

а — план гидроузла; б —здание ГЭС; 1 — здание ГЭС; 2 — шлюз; 3 — грунтовая плотина; 4 — крепление берега; 5 — раздельная дамба; 6 — волнолом; 7 — карьер-дрена; 8 — ОРУ; 9 — поселок; 10 — здание ГАЭС; 11 — верхний бассейн; 12 — понур; 13 — шунт; 14 — капсульный агрегат; 15 — водобой; 16 — ковш; 17 — предполагаемый откос воровки размыва; 18 — каменная наброска



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