Водосбросы нескольких типов в одном турбинном блоке. Совмещение в одном турбинном блоке водосбросов нескольких типов усложняет конструкцию здания ГЭС, вследствие чего проектные проработки и лабораторные исследования подобных гидроэлектростанций, как правило, не реализованы. Так, еще при проектировании ГЭС Кембс предполагалось сброс паводка производить одновременно через водослив и через водосброс, выведенный в колено отсасывающей трубы [330].
Возможность устройства водосброса, выведенного в колено отсасывающей трубы, изучалась при проектировании водосливного варианта Куйбышевской ГЭС еще в 1937 г. [72]. Водосливное здание ГЭС со сбросом расхода в колено отсасывающей трубы (рис. 1-7) предлагалось
Π. Π. Лаупманом. При проектировании Волжской ГЭС имени В. И. Ленина автором в МЭИ были исследованы варианты турбинных блоков с напорными водосбросами или водосливами и в каждом случае с водосбросом, выведенным в колено отсасывающей трубы.
Рис. 1-32. Вариант Саратовской ГЭС с пропуском сбросного расхода через турбинные камеры, водосбросы под турбинной камерой и отсасывающую трубу.
При исследовании турбинного блока Саратовской ГЭС на модели изучался двухагрегатный блок с одновременным пропуском воды через напорные водосбросы под турбинной камерой и водосброс, выведенный в колено отсасывающей трубы (рис. 1-30), а также вариант с пропуском сбросного расхода через напорные водосбросы и турбинные камеры, перекрывающиеся со стороны нижнего бьефа жалюзи, и через водосброс, выведенный в колено отсасывающей трубы (рис. 1-32). В ТСХА изучался в лаборатории турбинный блок с пропуском одновременно расхода через водослив с широким порогом в обход турбинной шахты, камеру отсасывающей раструбной трубы, турбинную камеру (рис. 1-33).
Здание ГЭС с двухъярусным расположением водосбросов (широкий порог с пропуском воды между генераторами и через напорные водосбросы под турбинной камерой) разработано Б. К. Александровым, Н. А. Егоровым и М. Г. Оборотовой [14] (рис. 1-34). В этой компоновке принят высоковольтный генератор с повышенным числом оборотов (Nагр= 70 МВт, n= 300 об/мин, мультипликатор с передаточным числом 5,6). Малые габариты генератора позволяют разместить его в шахте с диаметром, равным диаметру турбинной шахты, что дает возможность обеспечить большую пропускную способность водосбросов между генераторами. Турбины имеют противоположное вращение, что позволяет при работе одного агрегата уменьшить потери напора на вход за счет использования части входного отверстия соседнего агрегата. Секции сороудерживающих решеток соединены шарнирно под углом в рабочем положении. Промыв решеток возможен при включении водосбросов обратным током воды, поступающей через проемы в быках из соседних блоков.
Помимо рассмотренных схем совмещения имеются другие решения, как осуществленные, так и не нашедшие применения (см., например, [154, 157, 259]) вследствие сложности, малой эффективности или недостаточной изученности.
В заключение остановимся на некоторых схемах совмещенных ГЭС, разработанных для специфических условий. Разнообразные компоновки предлагаются для здания ГЭС с контрроторным агрегатом [222], например со сдвоенным контрроторным горизонтальным агрегатом (рис. 1-35). Рабочие колеса вращаются в противоположные стороны; в противоположные стороны вращаются ротор и статор генератора. Над отсасывающими трубами расположены напорные водосбросы.
Деривационная ГЭС Беренбург (Швейцария, Н=338 м, 4Х64 МВт) совмещена с гравитационной плотиной высотой 64 м (рис. 1-36) [345], создающей водохранилище последующей ступени каскада, как это имеет место и на ГЭС Ова-Спин (рис. 1-26,б).
Рис. 1-33. Вариант Саратовской ГЭС с пропуском расхода над турбинной камерой, через турбинную камеру и отсасывающую трубу.
Рис. 1-34. Здание ГЭС с водосбросами в два яруса (водослив с широким порогом между генераторами и напорные водосбросы под турбинной камерой). D1=10 м (схема).
Интересное решение нашло применение в Чехословакии [338]. На гидроузлах с земляными плотинами высотой до 70 м и сбросными расходами около 260 м/сек здание ГЭС (один турбинный блок) располагается в верхнем бьефе в башне, конструктивно представляющей собой единое целое с шахтным водосбросом и водоспусками (рис. 1-37).
Совмещение здания ГЭС с шахтным водосбросом осуществлено на. ГЭС Джатилухур (Индонезия, Н=40,5-80,5 м, 6X31,5 МВт), представленной на рис. 1-38. Высота шахты 101 м, наружный диаметр 91 м. При напоре над гребнем водослива 4,6 м пропускная способность шахтного водослива составляет 3 000 м3/сек. Как это следует из лабораторных данных, на ГЭС подобного типа может быть достигнут значительный эффект эжекции: [17].
Примером встроенных зданий ГЭС, т. е. таких, которые вписаны в пределы профиля плотины без существенного его изменения по сравнению с нормальным профилем, являются изображенные на рис. 1-3,а ГЭС Саньмынься [166, 204], Тешаньгуань на рис. 1-3,6 [153, 204], Гранваль на рис. 1-3, в [159]. Здание ГЭС Гранваль (Франция, 2Х34 МВт) имеет в плане круглую форму и размещено между контрфорсами многоарочной плотины. Имеется ряд других оригинальных встроенных ГЭС. Интересен, например, каскад ГЭС на р. Мольд (Франция, от четырех до шести агрегатов по 800 кВт на каждой ГЭС, рис. 1-3,а) [338, стр. 471]1. Оригинальна ГЭС с многоярусным расположением агрегатов, изображенная на рис. 1-12.
1 См. «Гидротехническое строительство», 1953. № 9.
Рис. 1-35. Здание ГЭС со сдвоенным контрроторным агрегатом (схема).
Рис. 1-36. Деривационная ГЭС, совмещенная с гравитационной плотиной нижележащей ГЭС каскада (ГЭС Беренбург).
Рис. 1-38. ГЭС Джатилухур, совмещенная с шахтными водосбросами.
1 — строительный туннель; 2 — шахта затворов строительного туннеля; 3 — подходная галерея к ГЭСт, 4 — отводящие галереи № 1 и 2; 5 — ОРУ; 6 — водоприемник.
Примером совмещения здания ГЭС с земляной плотиной является проект ГЭС Оровилл (США) (рис. 1-3,б). Плотина высотой 224 м была запроектирована в двух вариантах: с экраном и ядром, которые опираются на бетонный массив высотой 47 м, перекрывающий русло в центральной части створа. Гидроэлектростанция (6X100 МВт) размещается в бетонном массиве. Турбинные водоводы и отводящий туннель проложены вдоль массива; водоприемник ГЭС расположен на одном берегу реки, выход из отводящего туннеля—на другом [316].
