Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

Книги / 1bryzgalov_v_i_gordon_l_a_gidroelektrostantsii

.pdf
Скачиваний:
472
Добавлен:
06.11.2017
Размер:
40.8 Mб
Скачать

(например, внутренний массив плотины может сооружаться в определенных условиях под защитой затворов или шандоров, установленных в пазы опережающе построенных быков гребенки см. § 4.2). Строительные затворы,

обеспечивающие пропуск строительных расходов, зачастую работают в более

сложных условиях, поскольку через отверстия, где они установлены, пропускают и лед, и древесный хлам, а условия эксплуатации носят недостаточно строгий характер. Поэтому проектированию строительных

затворов необходимо уделять повышенное внимание, в особенности в случаях,

когда часть строительных затворов в последующем используется в постоянной

схеме эксплуатации.

Распространение в качестве строительных затворов имеют шандорные заграждения (рис. 5.256), состоящие из отдельных шандор (балок) -

металлических, железобетонных, деревянных, укладываёмых последовательно

друг на друга и не связанных между собой. Известны шандорные затворы из круговых арочных балок. Обычно шандорное заграждение устраивается для

сравнительно небольших напоров 5-6 м пролетом 10-12 м. Установка и выем

шандор производится в условиях отсутствия течения, для подъема

применяются захватные балки либо строповка шандор производится с

помощью водолазов.

Типов поверхностных и глубинных затворов существует достаточно много, их конструкции будут рассматриваться в специальном курсе -

строительстве ГТС.

5.2.4. Водоводы турбин

Для подвода воды к зданиям ГЭС (с приплотинным их расположением,

а также расположенным в конце деривации) применяются водоводы различных

типов. Наиболее широкое распространение получили стальные водоводы. При

напорах до 200-300 м наряду со стальными применяют железобетонные водоводы. Применяются и деревянные водоводы, например, на Сходненской и

Кондопожской ГЭС. Появилась новая конструкция водоводов для турбин

Саяно-Шушенской ГЭС- сталежелезобетонная, в которой совместно работает внутренняя стальная оболочка (труба) и арматура железобетонной облицовки

водовода.

По расположению турбинные водоводы можно разделить на встроенные, выносные, открытые, закрытые и подземные.

Встроенные и выносные водоводы применяются для подвода воды к приплотинным зданиям ГЭС, расположенным за бетонными, контрфорсными,

арочными и земляными плотинами. Встроенные водоводы располагаются в

массиве плотины; выносные располагаются на низовой грани.

Применяются открытые, засыпанные и подземные водоводы; открытые

обычно выполняются в виде трубопроводов, уложенных на опоры

(промежуточные и анкерные); засыпанные - заглубляются в траншеи -

168

защищаются сооружаются

от обвалов

в скальных

и промерзания; породах.

подземные

(

туннельные)

водоводы

При больших расходах высоконапорных турбин иногда не удается

построить

один водовод на турбину из-за технических трудностей выполнения

 

, для Красноярской турбины

 

 

больших

, поэтому, например

его габаритов

 

устроены два водовода, которые развилкой (тройником) уникальной по своим

габаритам и сложности изготовления объединены перед входом в спиральную

камеру

(

рис.

5.28).

Ш\тк ¥

i

!

i ? eh

г

г

ш

л

ч

 

вс

J

 

 

V'

 

 

i

Puc

.

5.98

Развилка турбинных водоводов

Красноярской

Вид со стороны спиральных

камеры

 

ГЭС

.

Имеют место конструкции водоводов, в

которых один

водовод

разветвляется на несколько -

на два, три и более

ответвлений.

В местах

ответвлений в стальной оболочке трубопровода возникают

большие

дополнительные напряжения

(вследствие изменения кругового сечения

оболочки), поэтому они и сложны в изготовлении и требуют усиления разного

;

подвергаются особо

тщательному контролю.

рода ребрами жесткости стыки

 

 

 

их

Трасса турбинных водоводов прокладывается исходя из минимальной

 

169

длины. Особое значение придается мероприятиям, предотвращающим разрыв (разрушение) водоводов. Например, крупные водоводы турбин Красноярской

ГЭС, расположенные на низовой грани плотины, в первоначальном варианте предполагалось выполнить открытыми, но, учитывая суровые климатические

условия района, а также огромный объем водоводов было решено закрыть их

хорошо армированной железобетонной оболочкой толщиной 1,5 м, на рис. 1.1 водоводы рельефно выделяются на низовой грани станционной плотины.

Сложными и ответственными конструкциями водоводов являются

анкерные и промежуточные опоры (рис. 5.29), а также температурные компенсаторы.

а

б)

У

а

Ч л

А-А

в)

О

%

Рис. 5.29 Типы анкерных , б)

и промежуточных (в) опор турбинных водоводов

Разнообразию конструкций водоводов соответствует и разнообразие

опор, которые разрабатываются индивидуально так же, как и сами водоводы.

Примером крупных водоводов турбин являются сталежелезобетонные

водоводы Саяно-Шушенской ГЭС. Расчетный напор водовода 270 м, длина

241 м, внутренний диаметр 7,5 м (такой диаметр имеет тоннель метро). Стенка

стальной оболочки трубы имеет переменную толщину от 16 мм вверху до 32 мм

170

- внизу у спиральной камеры. Компенсационный участок, сопрягающий

водовод со спиральной камерой выполнен толщиной 40 мм из особо

прочной

железо

 

стали, с нормативным

сопротивлением

550

МПа. Армокаркасы

¬

бетонной оболочки представляют собой двойную кольцевую

арматурную

сетку;

).

 

 

 

 

 

 

до 25

 

 

 

 

кольцевая арматура толщиной до 70

, продольная

мм (рис. 5.30

 

мм

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис.

5.30

Водовод

 

Шушенской

турбины Саяно-

оболочки

и арматуры

 

ГЭС

в

период

монтажа

5.2.

5

.

(

1одъемно

-транспортное

оборудование

Для производства подъемно-транспортных операций при монтаже

и

 

 

 

 

 

 

 

, а

также

для

переноса

ремонте агрегатов

и вспомогательного

оборудования

затворов,

решеток

 

,

узлов агрегатов на монтажную площадку и обратно

 

 

 

 

 

 

,

 

 

применяются

гидроподъемников

и т.п. от

места ремонта к месту их

установки

 

 

 

 

данной ГЭС разной

конструкции

специально

запроектированные для

электрические мостовые

и козловые

краны (рис.

5.8)

соответствующей

 

 

. Кроме

, проектом должны

предусматриваться

 

 

того

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

грузоподъемности

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

,

различные средства

 

механизации (тали, грузоподъемные балки

тележки и т.п.).

малой

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

краны.

В большинстве случаев они

устанавливаются

в

Мостовые

 

и трансфокаторных мастерских, иногда в закрытых

машинных

залах

 

 

 

 

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

конструкциях щитовых помещений водоприемников

зала

выбирается

из

Грузоподъемность

 

кранов

машинного

 

 

 

наибольшего

веса. Обычно

это

ротор

необходимости переноса узла агрегата

 

ГЭС

генератора.

 

, масса ротора

генератора Саяно-Шушенской

Например

обеспечить его монтаж предусмотрены

два

составляет

895 т. Чтобы

 

т,

полукозловых крана (рис.

5.8 поз.

23) грузоподъемностью каждый

500

171

которые

одновременно

с

помощью

специальной

балки

-траверсы

массой

59

т

выполняют эту

крана позволило

со стороны НБ

операцию. Найденное решение по созданию полукозлового

отказаться от традиционных несущих колонн в машинном зале

и облегчить конструкцию его верхнего строения, которое

приобрело

легкую

и

ажурную

архитектурную

форму

Это

пример

взаимного

влияния

конструкторских

решений

на

взаимосвязанные

элементы

ГЭС,

в

результате

чего

достигнут

оптимальный

функциональный

результат

для

каждого из этих элементов.

типизировать (об этом в гл.

Проектирование любой 7), поскольку водотоки

гидростанции нельзя

не типичны по своим

природным

условиям

,

за

исключением

малых

ГЭС,

где

возможны

типовые

решения

в

некоторых

случаях

по

применению

оборудования,

но

не

в

проектах

напорных

сооружений

.

Козловые краны. Как правило, они обеспечивают:

затворами водосбросов; обслуживание сороудерживающих

маневрирование решеток; ремонт

всего оборудования

ремонтных затворов

водоприемников;

на водозаборах и в

водолазные работы; установку

отсасывающих трубах. Иногда в

период

строительства

козловые

краны

используются

для

монтажа

гидромеханического

оборудования

(затворов,

решеток,

гидроподъемников

и

т.п.).

Козловые

краны

в

зависимости

от

назначения

на

гидростанции

проектируются индивидуально

поз. 24), одноконсольные (рис

различных конструкций: бесконсольные

. 5.8, поз 7), двухконсольные).

(рис.

5.8,

На водоприемнике (рис. 5.8) козловый

перечисленных выше работ обеспечивает

кран с одной консолью, помимо

обслуживание вынесенных за

напорную

грань

сороудерживающих

решеток,

а

также

все

виды

работ,

которые

выполняются

с

применением

плавсредств

непосредственно

у

наборной

грани

плотины

,

например

,

производится

подъем

буксирных

катеров

на

гребень

плотины

для

их

ремонта,

осмотр

наружной

грани

плотины

и

т.п

.

Гидроподъемники

применяются

для

быстрого

маневрирования

затворами

.

Скорость

кранов

,

применяемых

на

водоприемниках

и

устанавливаемых скорость от 0,9

над

отсасывающими трубами, на главных

до 1

,2 м/мин, на вспомогательных от 6

крюках до 10

имеют м/мин.

Гидроподъемники,

установленные,

например,

на

аварийно-

ремонтных

затворах

турбин

Саяно-Шушенской

ГЭС,

3,66 м/мин (перекрывают отверстие

 

 

за

3

обеспечивают

мин), скорость

скорость

сброса

подъема 0,44

м/мин,

время

подъема

от

порога

до

верхнего

положения

25

мин

.

Гидроподъемник

,

являясь

в

совокупности

с

другими

узлами

гидравлической системой, состоит из: силового органа-сервомотора (цилиндр

с перемещающимся внутри поршнем и штоком с проушиной для соединения

с затвором рис. 5.31); маслонасосной установки (МНУ), обеспечивающей

подачу из-под

масла под поршень поршня при сбросе

для подъема затвора и прием масла, вытесняемого затвора; клапанно-золотниковых механизмов для

автоматического и дистанционного управления сервомотором; высоко

напорных трубопроводов, соединяющих все выше названные узлы системы.

¬

172

5

so

-

570

-

730

 

 

 

Рис. 5.31

Сервомотор

гидроподъемника

 

4

-

устройство

1 - корпус гидравлического

); 2

-

поршень

;

3

(цилиндр

 

 

 

торможения при

подходе

 

 

 

- шток; затвора

к

порогу;

5

-

проушина

Режим готовности сервомотора к сбросу

аварийного

затвора состоит в

 

 

том, что затвор

удерживается

в верхнем

положении лишь на масляной

поршнем.

Достаточно

открыть клапан

,

«подушке», находящейся под

отсекающий масляную подушку от бака МНУ, как затвор, вытесняя масло

собственным

весом

пойдет

на

сброс.

Существуют гидроподъемники, устанавливаемые на основных

затворах

,

с сервомоторами двойного действия, которые имеют

возможность не

только

поднимать

затвор, но

и

принудительно опускать его в текущую

воду, прижимая

к порогу с

усилием,

необходимым для

надежного закрытия

водосбросного

отверстия

.

 

Эти

гидроподъемники

позволяют

отказаться

от утяжеления

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

кранов

 

 

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

затворов, что снижает

грузоподъемность

водозаборов

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

применяемых на основных

затворах

С помощью гидроподъемников,

 

нельзя

 

 

 

 

,

решается

очень важная

задача эксплуатации ГТС, которую

 

 

 

 

 

 

 

водосбросов

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

медленно и лишь

решить

путем применения кранов, поскольку они способны

поочередно

открывать затворы. Гидроподъемники

позволяют открывать

 

,

т.е. исключать

отверстия

 

 

на

всем

 

сбросном фронте

одновременно

 

 

 

 

 

облегчает

условия гашения

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

, что существенно

сосредоточенный

сброс воды

 

обеспечивая наилучшее сопряжение

избыточной

энергии

сбросного потока,

бьефов.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

лебедки

также применяются

для

Электрические

быстродействующие

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

быстрого маневрирования затворами в основном на ГЭС средней мощности,

построенных

на

ранней стадии развития

гидроэнерго

строения. Для облегчения

 

 

 

 

применяют

противовесы

,

работы

электрических

лебедок

обычно

 

 

 

 

 

 

 

 

 

уравновешивающие

массу затвора и опускающиеся в специальные шахты. При

 

 

 

 

 

вновь гидростроительства в нашей стране

 

 

 

 

малых

активизации

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

, в особенности

 

 

 

ГЭС,

 

необходимо будет

 

проводить

тщательное

технико

 

и средних

 

 

 

¬

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

экономическое

сравнение

- какому типу

привода для

 

маневрирования

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

затворами

отдавать

предпочтение.

173

5.2.6

.

Масляное

хозяйство

Масляное хозяйство является одной из важнейших

систем

надежности работы гидростанции. Оно

включает

в

себя

устройства, которые должны гарантировать:

средств;

 

 

- прием свежего масла с транспортных

 

 

- хранение свежего и отработанного масла;

 

 

обеспечения следующие

-

выдачу

на

транспортные

средства

отработанного

масла;

-

очистку, сушку,

обосновании);

регенерацию

масла

(

последнее

при

соответствующем

-

прием масла обработки;

из

оборудования

и

подача

масла

в

оборудование

после

-

аварийный

прием

масла

при

повреждении

оборудования.

Масляное

хозяйство

включает в себя

центральную часть, где

сосредоточено хранение масла и его обработка, и разветвленную

часть

маслопроводов вдоль здания ГЭС, с помощью которой производится слив

масла из маслонаполненных узлов

ремонта агрегатов, а также заливка

ремонта агрегата.

агрегата в этих узлов

центральную часть в период

обработанным маслом после

.

Агрегат! Агрегат2

Агрегат3

АгрегатЧ

 

А

 

А

А

1г1Ь!

I

*

 

 

tj

 

 

 

|

 

11

 

'

1

1

£

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6

.

_ }

* Wj

Рис.

5.32

Схема части масляного хозяйства в пределах

с поворотно-лопастными турбинами

здания

ГЭС

1

-

трубопроводы,

соединяющие центральную часть маслохозяйства с потребителями

здания ГЭС; 2

- напорная магистраль; 3 - сливная магистраль 4

- подпятник

;

 

 

-

 

;

колеса;

 

; 6

слив из

рабочего

 

5 - система регулирования турбины

 

- сливной бак

 

7- дополнительная центрифуга; 8 - насос; 9

 

Масла подразделяются,

в основном, на смазочные (для турбинного

оборудования и

генераторов)

,

и изоляционные (для трансформаторов

высоковольтных

вводов и масляных выключателей), а также компрессорное

масло (для компрессоров) и другие. На рис. 5.32 представлена часть схемы

174

масляного

хозяйства

средней

ГЭС

в

пределах

здания

обеспечивающая маслом

поворотно

лопастные турбины

и их

 

-

 

 

 

 

 

гидростанции,

генераторы.

 

 

 

 

 

 

 

 

различных

сортов

 

, не

Учитывая применение

нескольких

масла

физико-химических

 

, на

 

 

из

 

за различия их

 

допускающих смешивания

 

свойств

-

 

 

 

 

 

раздельное

хранение масел в

ГЭС создается хранилище, обеспечивающее

 

 

 

 

 

 

разных емкостях со своей системой

маслопроводов.

 

 

физико

химических

На гидростанциях

организуется

контроль

 

 

 

 

 

 

-

 

 

 

. По специальным

графикам

производится отбор проб масла

показателей масла

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

и в специальных химических лабораториях делается анализ отобранного масла,

и в случае снижения его характеристик агрегат останавливается

и производится

замена масла в соответствующих узлах.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

В агрегате масло используется в системе регулирования турбины,

элементами

которой являются

МНУ, сервомоторы

 

 

 

 

 

 

 

 

 

,

направляющего аппарата

сервомотор

в рабочем колесе

 

 

 

 

лопастных

турбинах), масляные

(на поворотно-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

и подшипники

подшипники на некоторых

 

 

 

 

, а

также подпятники

типах турбин

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

генератора.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

располагается

специальное

В центральной части

 

маслохозяйства

 

 

 

аппаратов

 

 

-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

помещение

для размещения

 

маслоочистительных

(сепараторы

 

 

для удаления

из масла

 

 

), которые предназначены

центрифуги и фильтр-прессы

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

механических примесей и воды

 

 

после

 

ее

промывки

может

Маслоочистительная

 

 

аппаратура

 

 

использоваться для всех сортов масла. При

перекачке по

маслопроводам

 

 

 

 

.

различных сортов масла их

предварительно промывают

 

 

 

 

 

 

новым сортом масла

Сроки службы масел в агрегатах в среднем

составляют

регулирования

12

15

тыс. ч., в системе смазки

-

до 500-1000

час.

-

 

 

 

 

 

 

:

в

системе

Некоторые особенности

проектировании ГЭС (см. гл. 7

защиты.

маслохозяйств

должны учитываться

при

), в том числе вопросы противопожарной

5.2.

7.

Система

технического

водоснабжения

Система технического водоснабжения (ТВС) предназначена

для

подачи и распределения воды

между узлами агрегатов, аппаратами

и

устройствами с целью их охлаждения, а также служит источником для системы

. На рис. 5.33

представлена схема ТВС одного

пожаротушения генераторов

 

 

 

 

агрегата

Саяно

-Шушенской

ГЭС.

Источником воды для ТВС является водохранилище, а также НБ, где

устраиваются специальные водозаборы. В эксплуатации для приплотинных

ГЭС наибольшее признание заслужила самотечная схема ТВС с устройством

. Схема ТВС

с подачей воды

из НБ насосами

водозаборов из водохранилища

 

невозможно по каким-либо

,

где

менее надежна и её следует применять там

 

 

причинам выполнить самотечную систему. Кроме того, самотечная система

175

 

не

требует обслуживания

 

,

практически

и затрат электроэнергии. Например

 

, что на Красноярской

ГЭС в случае применения насосной

 

 

было подсчитано

воды

из НБ

затраты на нее (в пересчете

на

схемы ТВС

с

забором

 

 

, расходуемые

 

 

 

 

 

 

 

 

 

) были бы вдвое

больше, чем потери воды из ВБ

 

электроэнергию

.

 

 

 

 

на техводоснабжение

 

 

 

 

10

X ,8.

X

I НБ

/ НБ

7

6

КАГ Ч

 

14

 

 

^

13

Т

}

ПТ

 

 

 

12

 

 

 

3

з/

НБ

II

ск

 

 

 

 

>

 

 

V

<

 

 

 

Т

 

-

 

 

-с ъ

НБ

 

 

*

 

 

тп IX-,

2

НБ

1

1

НБ

2

НБ НБ

Рис.

5.33

Схема

технического водоснабжения

Саяно-Шушенской

ГЭС

 

агрегата

 

 

 

 

 

 

 

 

 

регулирующей подачей; 3 -

фильтры сетчатые

 

 

1

-

 

; 2

-

эжектор с

 

 

 

 

 

 

 

 

;

 

 

деаэратор

 

 

 

 

 

 

- воздухоохладители

 

 

4

-

теплообменники охлаждения статора генератора; 5

 

 

 

генератора; 6,7 - маслоохладители подпятника и подшипника

генератора;

 

8 - теплообменники тиристорного возбудителя

генератора 9 -

переливное

устройство

 

 

МНУ;

10

- маслоохладители

трансформатора; 11 - теплообменник для охлаждения масла

12

- гидроклапан; 13 -

 

 

 

 

 

 

 

;

СК

-

спиральная

камера;

 

резервирование от пожарной магистрали

из

 

бьефа;

 

 

 

 

-

 

 

 

 

 

;

А

НБ - водозабор

нижнего

 

 

КАГ

выключатель нагрузки генератора

 

 

 

 

 

генератора

|

слив в нижний

бьеф;

14 - коллекторы распыления воды для тушения

 

НБ -

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

176