Авторы: Η. Н. Аршеневский, Μ. Ф. Губин, В. Я. Карелин,
Г. И. Кривченко, Е. Л. Митюрев, И. Е. Михайлов, В. А. Орлов, А. И. Попов
Гидроэлектрические станции: Учебник для вузов / Η. Н. Аршеневский, Μ. Ф. Губин, В. Я Карелин и др.; Под ред В. Я Карелина, Г. И. Кривченко. — 3 — е изд., перераб. и доп. — Москва: Энергоатомиздат, 1987.
Описываются конструктивные решения и методы проектирования гидроэлектрических, гидроаккумулирующих, приливных электростанций; рассматриваются водноэнергетические расчеты, определение основных параметров станций и их технико-экономических показателей; проблемы комплексного использования водных ресурсов, вопросы проектирования, строительства и эксплуатации электростанций. Второе издание вышло в 1980 г. Третье издание дополнено и откорректировано а соответствии с новыми учебными планами.
Для студентов, обучающихся по специальности «Гидротехническое строительство речных сооружений и гидроэлектростанций· и «Гидротехническое строительство водных путей и портов».
ПРЕДИСЛОВИЕ
Гидроэлектрические станции — это высокоэффективные источники электроэнергии. В большинстве случаев гидроэлектростанции представляют собой объекты комплексного назначения, обеспечивающие нужды электроэнергетики и других отраслей народного хозяйства: мелиорации земель, водного транспорта, водоснабжения, рыбного хозяйства и пр. Сооружение гидроэлектростанций часто сопровождается созданием больших водохранилищ, что приводит к резкому изменению режима водотока и может оказывать существенное воздействие на окружающую среду. Во многих случаях строительство мощных гидроэлектростанций в СССР связано с освоением еще слабо обжитых районов Сибири, Дальнего Востока, Средней Азии и служит базой для создания крупных территориально-производственных комплексов, имеющих большое значение для развития производительных сил страны.
Широкий спектр факторов, которые необходимо учитывать, значительно усложняет процесс проектирования гидроэлектростанций. Их параметры, компоновка, типы сооружений и оборудования теснейшим образом связаны с топографическими, геологическими, гидрологическими и другими природными условиями местности, вследствие чего каждая гидроэлектростанция представляет собой уникальное и чрезвычайно ответственное сооружение как по надежности, так и по воздействию на окружающую среду.
Все это требует от специалиста по проектированию и строительству гидроэлектростанций не только глубоких знаний в области гидроэнергетических сооружений и оборудования, но и способности решать крупные народнохозяйственные проблемы. Основой процесса подготовки таких специалистов является изучение курса «Гидроэлектрические станции», базирующегося на знании общетехнических и смежных специальных дисциплин.
Необходимо иметь в виду, что наряду с собственно гидроэлектростанциями (ГЭС), использующими падение водотоков, понятие «гидроэлектрические станции» включает и морские приливные электростанции (ПЭС), и гидроаккумулирующие электростанции (ГАЭС).
Настоящее, третье издание учебника в целом сохраняет структуру и направленность первого и второго изданий , но имеет и существенные изменения и дополнения, отражающие достигнутый прогресс в гидроэнергетическом строительстве и важнейшие задачи, поставленные «Основными направлениями экономического и социального развития СССР на 1986 — 1990 годы и на период до 2000 года» по повышению эффективности гидроэнергетики. В соответствии с этим более полно рассмотрены вопросы методики технико-экономических обоснований при проектировании гидроэлектростанций с учетом их комплексного народнохозяйственного эффекта. Расширены разделы, посвященные гидроаккумулирующим электростанциям, роль которых в формировании электрических систем, особенно европейской части СССР, должна существенно возрасти. Включены новые главы, посвященные малым гидроэлектростанциям, а также использованию так называемых нетрадиционных, источников возобновляемой гидравлической энергии, например ветровых волн, которым в последние годы уделяется все большее внимание. Многие главы переработаны с целью более полного отражения современных конструктивных решений и новых методов расчетов. При этом наряду с изложением традиционных аналитических и графических методов с учетом задач повышения уровня и эффективности проектирования потребовалось уделить больше внимания использованию ЭВМ.
С методической точки зрения вопрос этот весьма трудный. Обычно ограничиваются указанием на целесообразность применения ЭВМ, иногда приводят структуру алгоритма, что обосновывается сложностью используемых при проектировании и исследованиях «промышленных» программ и возможностью их модификации в зависимости от типа ЭВМ. Однако в данном издании с целью облегчить активное овладение ЭВМ в проектной практике в качестве эксперимента включены и несколько специально составленных коротких программ на языке ФОРТРАН, рассчитанных на использование в учебном процессе.
Материалы учебника сгруппированы в пяти разделах.
Первый раздел посвящен комплексному использованию водных ресурсов, структуре гидроэлектростанций различных видов, их работе в энергосистеме и определению их параметров и технико-экономических показателей. Во втором разделе рассмотрено гидросиловое, электрическое и механическое оборудование гидроэлектростанций, причем основное внимание уделено вопросам компоновки и увязки с проектируемыми сооружениями. Третий раздел посвящен проектированию зданий гидроэлектростанций различных типов и видов. При этом необходимое внимание уделяется методике гидравлических и прочностных расчетов. Четвертый раздел включает все водопроводящие сооружения гидроэлектростанций. Сюда входят водоприемники, отстойники, напорные и безнапорные деривационные водоводы и станционные напорные водоводы. Значительное место уделяется неустановившимся режимам работы ГЭС и ГАЭС, которые оказывают существенное воздействие на энергетические сооружения и оборудование, а также уравнительным резервуарам и методике их гидравлического расчета. В пятом разделе даются краткие сведения о строительстве гидроэлектростанций, их эксплуатации и рассматриваются общие вопросы их проектирования. Данные о некоторых крупных отечественных и зарубежных гидроэлектростанциях приведены в приложениях.
В учебнике приведен список литературы, которая рекомендуется для расширения и углубления знаний по изучаемым вопросам, а также для использования при курсовом и дипломном проектировании.
Авторами настоящего издания учебника «Гидроэлектрические станции» являются преподаватели кафедры использования водной энергии Московского инженерно-строительного института им. В. В. Куйбышева (МИСИ): канд. техн. наук, доцент Η. Н. Аршеневский — гл. 3, 7, 11, 12, 22, 33 (кроме § 33.6); канд. техн. наук, доцент Μ. Ф. Губин —гл. 13, 15, 16, 17, 20; доктор техн. наук, проф. В. Я- Карелин—гл. 1, 2, 19, 23, 28 (кроме § 28.7); доктор техн. наук, проф. Г. И. Кривченко — введение, гл. 4, 8 (совместно с В. А. Орловым), 10, 31, 35, § 5.9, 28.7, 32.5 и приложения; канд. техн. наук, доцент В. А. Орлов — гл. 5, 6, 8 (совместно с Г. И. Кривченко), 32 (кроме § 32.5), 34, 36; канд. техн. наук, доцент И. Е. Михайлов — гл. 21, 26, 27, 29; канд. техн. наук, доцент Е. Л. Митюрев — гл. 14, 18, 30; канд. техн. наук, доцент А. И. Попов — гл. 24 и 25.
В работе над учебником приняли также участие: канд. техн. наук, доцент В. В. Волшаник — гл. 9, канд. техн. наук О. А. Муравьев— § 33.6, ст. преподаватель В. Б. Бондаренко— подготовка материалов к гл. 18, инж. Б. Е. Монахов — подготовка материалов для приложений.
Авторы признательны канд. техн. наук И. И. Файну за помощь в подготовке гл. 4 и канд. техн. наук А. Р. Фрейшисту за помощь в подготовке гл. 30.
Большую благодарность авторы выражают рецензенту — начальнику Гидропроекта канд. техн. наук Л. П. Михайлову — за обстоятельный просмотр рукописи и за полезные замечания и предложения, а также канд. техн. наук Е. В. Квятковской за тщательное редактирование рукописи учебника.
Авторы будут признательны за замечания и предложения, которые следует направлять в Энергоатомиздат по адресу: 113114, Москва, М-114, Шлюзовая наб., 10.
Доктор техн. наук, проф. В. Я- Карелин
Доктор техн. наук, проф. Г. И. Кривченко