Подъемно-транспортное оборудование

Для монтажа, ремонта, демонтажа агрегатов и вспомогательного оборудования, перенесение и установки затворов, сороудерживающих решеток и разных грузов на гидростанциях применяются электрические мосты и козловые краны разной конструкции и грузоподъемности, а также подъемно-транспортные средства малой механизации.

В качестве мостовых по обыкновению применяются серийные и несерийные краны с большей грузоподъемностью при нормальной и увеличенной высоте подъема крюка.

На ГЭС применяются мостовые краны грузоподъемностью 500 т.

На ГЭС встречаются краны, в которых механизм оборудован не электродвигателями, а гидравлическими двигателями. Это приводит к уменьшению габаритов машинного зала.

Козловые краны по обыкновению изготавливаются по индивидуальному заказу в зависимости от величины и компоновки оборудования. Козловые краны бывают с выносными консолями и без них.

Для работы с затворами на ГЭС широко используются электрические лебедки и гидроподъемники. Гидроподъемники имеют грузоподъемность до 600 т. на один сервомотор, тяговое усилие может быть направлено по вертикалу и под углом, они имеют малые размеры и возможность регулирования скорости подъема в широком диапазоне.

Кроме того, на ГЭС используются подъемные средства малой механизации: тельферы, талы, домкраты.

Здания гидроэлектростанций

Основные типы зданий гидроэлектростанций и требования к ним.

В здании ГЭС размещается основное силовое оборудование (гидротурбины, гидрогенераторы), а также необходимое для обеспечение их надежной работы, управление, обслуживание и ремонта вспомогательное оборудование и системы (пульт управления, автоматика, средства защиты, распределительные устройства, а также мастерские, транспорт и др.).

Указанное оборудование, необходимое для работы турбин и генераторов должно размещаться наиболее удобно и рационально, иметь минимально возможные размеры и вес и требовать в процессе эксплуатации минимальных затрат работы. Необходимо, чтобы коэффициент полезного действия разных элементов оборудования имел максимальную средне-эксплуатационную величину, которая учитывает все возможные условия эксплуатации гидроэлектростанции.

Большой диапазон напоров на гидроэлектростанциях, разные геологические, гидрологическое и климатическое условия, в которых они работают, разные типы устанавливаемых гидротурбин создали необходимость применять целый ряд разных типов зданий гидроэлектростанций: некоторые из них из-за своей специфичности встречаются сравнительно редко (ниже будем называть их специальными типами зданий гидроэлектростанций).

Выбор типа и конструкций здания это одна из наиболее важных и сложных задач проектирования гидроэлектростанции. От решения этого вопроса в значительной мере зависят технико-экономические показатели станции в целом, а иногда даже вопрос о возможности ее строительства.

Основными факторами, которые наиболее всего влияют на выбор типа здания гидроэлектростанции:

1) местные геологические, топографические, гидрологическое и климатическое условия;

2) гидроэнергетические условия - мощность и изготовления электроэнергии, характеристика энергосистемы и режимов работы гидроэлектростанций;

3) тип турбин, число агрегатов на гидроэлектростанции;

4) схема размещения основного и вспомогательного гидромеханического и электрического оборудования;

5) принятые схемы монтажа и ремонта основного оборудования

6) высотное расположение рабочего колеса турбины (Н );

7) расположение и тип паводковых водосбросов гидроузла;

8) наличие и число резервных агрегатов на станции;

9) тип и размещения приборов автоматики и других приборов управления и контроля;

10) размещение основных элементов здания в плане;

11) расположение подъездных путей, строительной площадки;

12) наличие местных и других строительных материалов;

13) оснащенность строительства необходимыми строительными машинами и кадрами, которые влияют на стоимость строительно-монтажных работ;

14) схема организации, эксплуатации и ремонта оборудования и сооружений.

Местные топографические, геологические (в частности сейсмические) условия по обыкновению в значительной мере предопределяют общую компоновку и тип сооружений гидроузла, возможность создания и использование максимального напора. Отсутствие достаточно крепких скальных пород исключает возможность возведения подземных зданий ГЭС и приводят к необходимости строительства разных типов наземных зданий.

Крутые склоны ущелья в местоположении станционного узла при наличии достаточно крепкой скалы позволяют осуществить подземную компоновку здания ГЭС.

При пологих склонах вопрос строительства подземного или надземного здания должен решаться на основе сопоставления ряда вариантов подземного здания с безнапорной или напорной деривацией и вариантов наземного расположения здания с отводными каналами разной длины.

При наземном расположении здания ГЭС на разном удалении от русла реки меняются объемы земляно-скальных работ по подготовки котлована и по отводному каналу, при подземном расположении здания меняется лишь объем работ по отводному туннелю.

В обоих случаях смещение здания в бок верхнего бьефа уменьшает длину подводных напорных водоводов и величину максимального гидравлического удара. Варианты подземного расположения здания ГЭС характеризуются по обыкновению значительным уменьшением объемов земляно-скальных работ, однако строительная техника, который есть в наличии, и связанная с ней стоимость подземных скальных работ может существенным образом повлиять на результаты сопоставления вариантов.

Существенное значение при выборе имеют климатическое и гидрологическое условия, которые определяют интенсивность работ и влияют на стоимость, а также определяют некоторые конструктивные особенности здания ГЭС с точки зрения условий эксплуатации.

Работа гидроэлектростанции при одинаковой ее мощности в составе разных по мощности энергосистем приводит к необходимости установки разного типа агрегатов

При узких створах и большом числе агрегатов для размещения здания ГЭС приходится переходить на криволинейное в плане очертание, что позволяет увеличить его длину или применить двурядную установку агрегатов.

Паводочные водосбросы при этом могут размещаться на перекрытии здания.

Тип турбины, компоновки гидроагрегата и принятая схема его монтажа и демонтажа при ремонте влияют на размеры и высотное расположение здания, а также на грузоподъемность кранового оборудования.

Так, например, разрабатываемая в настоящее время схема монтажа наиболее тяжелого узла гидроагрегата – ротора генератора непосредственно в шахте агрегата позволяет, как показали проведенные расчеты, значительно снизить необходимую грузоподъемность кранового оборудования. Это в свою очередь приводит к возможности уменьшения числа кранов и высоты машинного зала, который может значительно повысить эффективность подземных компоновок зданий ГЭС. Важное значение имеет также применение компактных гидроагрегатов - например с опорой пяты на крышку турбины, с косвенным возбуждением генератора, водным охлаждением обмоток статора и ротора генератора и тому подобное.

Применение на гидроаккумулирующих станциях обратимых гидроагрегатов позволило значительно упростить схему используемого оборудования, сократить число устанавливаемых агрегатов и уменьшить размеры здания ГЭС. Вместе с тем существенным образом упростилась и конструкция самого здания.

Увеличение единичной мощности гидроагрегатов, получаемое за счет увеличения диаметра гидротурбин, а также увеличение расхода, допустимых скоростей в элементах проточного тракта турбины при форсировании режимов работы позволяет проектировать и строить мощные гидроэлектростанции при сравнительно небольшом числе устанавливаемых гидроагрегатов..

Аналогичные примеры можно было бы привести и в части электрического и второго оборудования.

Таким образом, необходимо, чтобы проектировщик здания ГЭС был всесторонне знающим специалистом, знакомым с последними достижениями в области гидромашиностроения, в области конструкций электрического и другого оборудования гидроэлектростанций, был в курсе всех последних достижений и новинок в области разных конструктивных решений такого сложного сооружения, которым является здание ГЭС.

Лишь в этом случае разрабатываемые им проекты будут отвечать современным требованиям гидроэнергетического строительства.