Для подачи воды от береговых насосных станций к конденсаторам турбин при прудовой или прямоточной системе водоснабжения прокладываются напорные трубопроводы. При оборотных системах водоснабжения с градирнями или брызгальными бассейнами напорные трубопроводы укладывают от циркуляционных насосов до конденсаторов турбин и от конденсаторов до охладителей.
В большинстве случаев при строительстве тепловых электростанций напорные трубопроводы выполняются стальными.
Стальные напорные трубопроводы, уложенные в земле, выполняются цельносварными, без компенсаторов. Конструктивная толщина оболочки (стенки) трубы с учетом коррозии металла выполняется увеличенной по сравнению с расчетной толщиной оболочки на 1- 2 мм и для труб диаметром 2—3 м составляет 6—10 мм.
Оболочка трубы рассчитывается на устойчивость (способность сохранять форму сечения), прочность и жесткость. При недостаточной толщине оболочка усиливается кольцами жесткости из швеллера, уголка или составного сечения. Трубы укладываются в траншеи на подушку из сыпучих грунтов: супеси, песка или мелкого гравия.
Рис. 11-12. Смотровой колодец на стальном напорном водоводе.
Для обеспечения необходимого контакта между оболочкой трубы и окружающим ее грунтом пазухи и промежутки между трубами засыпаются грунтом с послойным уплотнением. Устройство переключающих задвижек, вантузов для выпуска воздуха, лазов, через которые можно проникнуть внутрь больших труб для ремонта, окраски и пр., выполняется в специальных железобетонных колодцах, выступающих над поверхностью земли.
На рис. 11-12 приведен пример устройства смотрового колодца на стальном напорном водоводе.
Для опорожнения водоводов сооружаются специальные водовыпускные устройства.
Стальные трубы до укладки в землю защищают от почвенной коррозии специальным противокоррозионным покрытием, состоящим из грунтовки и одного или нескольких слоев битумной мастики, гидроизола и крафт-бумаги. Защиту стальных трубопроводов от коррозии блуждающими токами производят с помощью катодной поляризации в соответствии с «Правилами защиты подземных металлических сооружений от коррозии» (СН 266-63). При агрессивности воды, используемой для конденсаторов турбин, внутреннюю поверхность труб также защищают от коррозии битумными покрытиями.
Рис. 11-13. Звено напорной железобетонной трубы технического водоснабжения диаметром от 300 до 1 200 мм.
1 — сердечник; 2 — продольная предварительно напряженная арматура; 3 —спиральная предварительно напряженная арматура; 4 — торкрет-бетон.
На изготовление стальных трубопроводов циркуляционного водоснабжения тепловых электростанций расходуется большое количество металла. Железобетонные трубы с предварительно напряженной арматурой позволяют сократить расход металла в несколько раз, они значительно долговечнее металлических, мало подвержены разрушающему действию агрессивных вод и блуждающих токов. Внутренняя поверхность таких труб не обрастает осадками и микроорганизмами, что имеет место в металлических водоводах.
Указанные преимущества железобетонных напорных труб способствовали их широкому применению в мировой строительной практике.
В Советском Союзе проводятся работы по опытно-промышленному изготовлению напорных труб из сборного железобетона диаметром от 300 до 3000 мм при длине звеньев 5000 мм (рис. 11-13).
Такие трубы, состоят из плотного бетонного сердечника, изготовленного методом центрифугирования и армированного продольной предварительно напряженной арматурой;
на сердечник навивается спираль из предварительно напряженной высокопрочной проволоки, выполняющая роль поперечной арматуры. Спиральная арматура покрывается слоем торкрет-бетона толщиной 15—20 мм. Стык звеньев труб между собой осуществляется с помощью муфт, уплотняющих резиновых прокладок и пр.
Самотечные водоводы современных электростанций представляют собой закрытые заглубленные железобетонные каналы прямоугольного сечения. Они предназначаются для отвода нагретой циркуляционной воды в пределах территории электростанции (сливные водоводы) либо для подачи воды к циркуляционным насосам, расположенным в машзале (рис. 11-14).
Одноячейковые каналы собираются из отдельных звеньев замкнутого контура сечением в свету 2,5 X 3,0; 3,0 X 3,0; 3,5 X 3,5 и 4,2 X 3,0 м и имеют только поперечные швы замоноличивания. Длина звеньев 2,75 и 1,75 м определена технологией изготовления и железнодорожным габаритом. Толщина стенки каналов равна 200—250 мм.
Двухъячейковые каналы собираются из двух наружных стеновых блоков — швеллеров, среднего стенового блока двутаврового- сечения и четырех плит днища и перекрытия. Длина сборных элементов равна 5,75 м.
Для изготовления сборных элементов и для замоноличивания стыков применяется гидротехнический бетон марки 300, удовлетворяющий требованиям водонепроницаемости и водостойкости. Изготовление элементов каналов производится заводским способом в металлической опалубке.
Рис. 11-14. Закрытые отводящие каналы технического водоснабжения.
а — одноячейковые; б — двухъячейковые; 1 — бетонная подготовка; 2 — слой песка; 3 — звено замкнутого контура; 4 — швеллерный элемент; 5 — двутавровый элемент; 6 — плоская плита; 7 — стык продольный; 8 — стык поперечный; 9 — петли для подъема сборных звеньев; 10 — арматура петлевого стыка.
Соединение звеньев между собой осуществляется при помощи петлевого стыка. Основанием для каналов является подготовка из бетона марки 50 толщиной 100 -150 мм, которая выполняется по всей трассе каналов по спланированному и уплотненному грунту с тщательно выравненной поверхностью. Для лучшего опирания сборных звеньев на бетонную подготовку установка их предусматривается на слое песка. Перед замоноличиванием швов все бетонные поверхности стыков тщательно очищают пескоструйным аппаратом и промывают водой или продувают сжатым воздухом. Внутренние поверхности стыков и монолитные участки каналов торкретируются, а наружные затираются с железнением. Водонепроницаемость конструкций обеспечивается высоким качеством изготовления элементов каналов на заводах. Наружные поверхности каналов покрываются горячей гидроизолирующей смесью из битума с бензином.
На современных тепловых электростанциях подводящие и сливные самотечные каналы устраиваются обычно одноячейковыми в две и даже три нитки. Применение двух- ячейковых каналов весьма ограничено из-за относительно большей сложности их монтажа и эксплуатационных затруднений при фильтрации средней стенки в результате случайных дефектов изготовления или монтажа элементов канала.
Для забора воды из подводящих каналов циркуляционными насосами в каналах выполняются водоприемные колодцы или специальные уширения канала, в которых размещаются оголовки всасывающих труб.
Выпуск воды из конденсаторов турбин в сливные каналы осуществляется под уровень воды непосредственным подключением сливных труб к каналу или с помощью специальных сливных карманов (колодцев). Присоединение трубопроводов к железобетонным элементам каналов осуществляется с помощью проходных сальниковых уплотнителей.
На отводящих каналах сооружаются общие для всех турбин водосливные устройства, переключательные и распределительные узлы, оборудованные шандорами или плоскими затворами, смотровые колодцы и колодцы для забора воды на гидрозолоудаление и химводоочистку. На подводящих водоводах сооружают смотровые и ремонтные колодцы и лазы.
Колодцы различного назначения, сооружаемые на закрытых отводящих каналах, выполняются в большинстве случаев из монолитного железобетона с перекрытием из сборных железобетонных плит.
На рис. 11-15 приведен пример устройства шандорного колодца.
За пределами ограды электростанции самотечные каналы выполняются открытыми.
Рис. 11-15. Шандорный колодец.
В месте сопряжения закрытого участка канала с открытым каналом выполняется железобетонный переходной портал, оборудованный шандорными заграждениями и приспособлениями для их подъема.
Открытые каналы имеют трапецеидальное поперечное сечение. Откосы и дно каналов во избежание размыва и разрушения облицовываются сборными бетонными или железобетонными плитами толщиной 10—20 см. Плиты укладываются по слою гравия, щебня или крупнозернистого песка толщиной 10—15 см. Менее индустриальным типом одежды открытых каналов является монолитная бетонная облицовка, каменная мостовая толщиной 15—40 см по слою щебня, гравия или песка, каменная наброска и т. п. (рис. 11-16).
Выбор типа одежды и формы канала зависит от местных условий. При небольших скоростях течения воды в канале и соответствующих местных условиях каналы могут выполняться без одежды. Вдоль канала с нагорной стороны устраиваются нагорные канавы, предохраняющие откосы канала от разрушения неорганизованными потоками ливневых и талых вод.
На открытых каналах тепловых электростанций возводятся искусственные сооружения: промежуточные и концевые водосбросы, предназначенные для сброса нагретой воды из канала в водоем, мосты и акведуки.
При незначительной разности отметок горизонтов воды в конце отводящего канала и в водохранилище равномерное распределение воды по поверхности водохранилища создается путем плавного расширения канала у места сброса и устройства струенаправляющих дамб.
При значительной разнице уровней воды в канале и водоеме водосброс выполняют в виде ступенчатого перепада или быстротока— бетонного канала с большим уклоном, заканчивающегося водобойным колодцем.
Иногда в системе технического водоснабжения электростанции предусматривается два отводящих канала. В этих случаях, кроме перечисленных выше сооружений, для перераспределения воды между каналами возводятся шлюзы-регуляторы и ремонтные шлюзы с затворами или с шандорами.
Рис. 11-16. Сечение открытых каналов.
а — в сыпучих грунтах (пески); б — при скальном основании; в—в мягких грунтах (суглинки); г — в просадочных грунтах;
1— слой щебня 0,15—0,30 м; 2 — бетонная облицовка; 3— сборные железобетонные плиты; 4 — подготовка из щебня; 5 — армированный бетон.
При длинных и узких водохранилищах протяженность отводящих каналов бывает весьма велика и измеряется несколькими километрами.
На каналах большой протяженности создаются промежуточные сбросы, обеспечивающие возможность ремонта отдельных участков канала.
Все искусственные сооружения на открытых каналах выполняются из гидротехнического бетона. Все большее применение при возведении искусственных сооружений находят конструкции из сборного железобетона. Применение сборных конструкций в данном случае особенно эффективно, так как гидротехнические сооружения обычно удалены на значительное расстояние от строительной базы электростанции.
