Выбор типа деривации (безнапорная или напорная) и конструкции водоводов (канал, туннель или трубопровод) производится на основании технико-экономического сравнения вариантов. При этом если для сравниваемых вариантов мощность N и выработка электроэнергии Э гидроэлектростанции остаются одинаковыми, то для сравнения используются капиталовложения К и ежегодные эксплуатационные издержки И (см. § 4.1). Если при переходе от одного типа деривации к другому энергетические параметры станции изменяются, то для сравнения вариантов используются расчетные приведенные затраты, а также удельные показатели капиталовложений и эксплуатационных издержек на единицу мощности или выработки. Естественно, что подсчет экономических показателей как в том, так и в другом случае должен производиться с учетом изменений, которые вносит данный тип деривационного водовода в состав и конструкции сооружений головного и станционного узлов.
Рис. 28.13. Определение экономически наивыгоднейшего сечения деривации
Выбор формы и размеров поперечных сечений деривационных водоводов производится с помощью гидравлических расчетов (см. § 28.2). Однако такое решение не является однозначным, поскольку из-за ряда факторов (заиление водоводов, размыв необлицованных каналов, истиранив наносами стенок бетонных и металлических водоводов, гидравлические потери по длине, а также гидравлический удар в напорных водоводах) скорости воды и до η могут изменяться в -широких пределах. При этом площадь поперечного сечения водовода ω, а следовательно, и его стоимость будут, очевидно, большими при малых расчетных скоростях и меньшими при больших. Поэтому поперечные сечения деривационных водоводов обосновываются технико-экономическими расчетами, принцип которых заключается в следующем.
Пусть имеется разность уровней Нст, которую можно использовать путем строительства деривационной гидроэлектростанции с расчетным расходом QР (рис. 28.13,а). Для расчета следует задаться несколькими значениями площади поперечного сечения деривации ω. Очевидно, что при уменьшении площади скорости потока воды и гидравлические потери напора по длине будут увеличиваться. Но уменьшение площади поперечного сечения деривации приводит к снижению ее стоимости. Однако потери напора hдep вызывают потерю мощности Nпот=9,81QhдерТηоб и выработки электроэнергии Эпот. Потерянная энергия, а иногда и мощность должны быть компенсированы заменяющими ТЭС или АЭС. При этом должны учитываться и дополнительные затраты на расширение топливной базы. Для нахождения оптимального варианта в настоящее время принято использовать критерий сравнительной экономической Эффективности — расчетные затраты.
