Гидроэнергетика СССР - Низко- и средненапорные затворы

Глава восемнадцатая
МЕХАНИЧЕСКОЕ ОБОРУДОВАНИЕ ГИДРОТЕХНИЧЕСКИХ СООРУЖЕНИЙ
Низко- и средненапорные затворы

Широкое распространение (приблизительно на 80% низко- и средненапорных гидросооружений) получили плоские колесные и скользящие затворы, как поверхностные, так и глубинные, что объясняется их универсальностью: возможностью пользоваться ими в качестве основных, аварийных, аварийно-ремонтных, ремонтных и строительных; простотой конструкции; удобствами изготовления и монтажа, а также малыми в направлении потока воды габаритами, необходимыми для их размещения.
Совершенствование плоских затворов достигалось за счет упрощения конструкции, рационального очертания затвора, определенности в передаче давления воды на опорные части, замены многоригельной двухригельной конструкцией. Плоский затвор по высоте был разделен на две не связанные друг с другом части (сдвоенные затворы) или соединенные между собой шарнирно (затвор с клапаном). Это позволило создать наилучшие гидравлические условия для быстрого регулирования уровней и расходов воды, сброса плавающих тел и льда при малых потерях воды. Широкое применение нашли и секционные затворы, состоящие по высоте из нескольких секций, поскольку они могут перекрывать высокие отверстия без увеличения грузоподъемности крана (при маневрировании каждой секцией отдельно).

Таблица 18.1. Коэффициенты трения древеснослоистого пластика (гидротехнического) в полозьях затворов

Примечание. Уменьшение максимального коэффициента трения покот при малой продолжительности нахождения опоры под нагрузкой может быть учтено введением следующих поправочных коэффициентов: до 34 — 0,85; до 15 мин — 0,70; до 1 мин — 0,60.

Для перекрытия поверхностных водосбросных отверстий различных сооружений созданы: плоские скользящие затворы пролетом 12—25 м и высотой 10—25 м, рассчитанные на нагрузки от 10 000 до 50 000 кН;, плоские колесные затворы пролетом до 20 м высотой до 15 м нагрузки до 20 000 кН; сегментные затворы пролетом до 40 м и несущей нагрузкой 45 000 кН.
Наиболее экономичным и надежным в эксплуатации является плоский скользящий затвор. Его опорно-ходовые части просты, требуют меньших затрат, чем опорно-ходовые части колесных затворов, и представляют собой полозья из древеснослоистого пластика (гидротехнического) ДСП-БГТ, скользящие по поверхности нержавеющей шлифованной, полированной стали. Для опоры скольжения затворов, предназначенных для эксплуатации на реках с максимальной мутностью воды не более 1,2 кг/м³ (например, реки бассейнов Волги, Днепра), коэффициенты трения принимаются по табл. 18.1; на реках с мутностью воды более 1,2 кг/м³ (например, реки Средней Азии — Нарын, Вахш и др.) к этим значениям коэффициентов трения вводятся соответствующие повышающие коэффициенты 1,5 для минимального коэффициента трения покоя и 1,3 для максимального коэффициента трения движения.

Таблица 18.2. Коэффициенты трения скольжения маслянита-Д

Рис. 18.1. Плоский скользящий затвор размером 14,0x11,0x40,64 м типа «сквозная- плита» на Плявинской ГЭС.
1 — обшивка; 2 — раскосные плоскости; 3 — ребра жесткости; 4 — опорно-концевые стойки.

 Значения коэффициентов трения скольжения маслянита-Д по нержавеющей стали на реках с максимальной мутностью воды не более 600 мг/л приведены в табл. 18.2.
За рубежом применяются для полозьев бронза и латунь (по нержавеющей стали) и закаленная сталь (с расчетным коэффициентом трения по стали 0,5).
На Плявинской ГЭС в отверстиях перед турбинами установлены аварийно-ремонтные средненапорные секционные затворы пролетом в свету 14,0 ,м, при высоте отверстия 11,0 м и расчетном напоре 40,64 м. Затвор состоит из двух секций оригинальной конструкции, каждая из которых представляет собой пространственную жесткую конструкцию типа «сквозная плита» (фис. 18.1), состоящую из двух обшивок толщиной 40 мм, соединенных по всей высоте заводских марок раскосными плоскостями толщиной 12—25 мм. Для маневрирования затвором применяется козловой кран грузоподъемностью 2X210/75 т, причем следует обратить внимание, что применение затворов такого типа, имеющих благоприятные гидравлические характеристики, позволило существенно уменьшить грузоподъемность и соответственно массу козлового крана. Это в свою очередь дало возможность уменьшить массу подкрановых балок. В результате несмотря на высокую себестоимость изготовления затвора типа «сквозная плита» (510 против 325 руб/т для обычных ригельных затворов), использование их на Плявинской ГЭС позволило получить экономию 264 тыс. руб.

Конструкция закладных частей затворов влияет на способы их изготовления и монтажа и, наоборот, способы производства работ непосредственно влияют на их конструкцию. Установка закладных частей затворов при строительстве гидротехнических сооружений весьма трудоемка, требует повышенной точности и тесно связана с арматурными, опалубочными и бетонными работами. От качества изготовления и монтажа закладных частей зависит надежная работа механического оборудования. Пазовые конструкции в виде обетонированных корытообразных блоков, примененные на Кременчугской, Днепродзержинской, Киевской, Боткинской, Братской, Красноярской, Вилюйской, Усть- Илимской и других гидроэлектростанциях, дали положительные результаты. Создание закладных частей пазов плоских затворов из гнутосварных профилей позволило улучшить технологию изготовления и обеспечить высокое качество пазовых конструкций.
Сегментные затворы имеют также широкое применение. Для водосброса Вилюйской ГЭС, работающей в условиях вечной мерзлоты при температуре минус 65°С, впервые в мировой практике затворостроения был сооружен сегментный затвор пролетом 40 м, высотой 14 и напором 13,2 м, массой 500 т, рассчитанный на нагрузку 45 МН. Для маневрирования затвором при низких температурах предусмотрен индукционный электрообогрев всех контактных плоскостей уплотнений и закладных частей. При этом обогревающие устройства расположены в специальных полостях закладных частей, а также с безнапорной стороны металлической обшивки за специальной теплоизоляционной обшивкой.
Остальные типы поверхностных затворов применяются сравнительно редко.