Сброс льда и шуги из напорного бассейна

Московский Государственный Строительный

Университет

 

Кафедра использования водной энергии

 

 

 

 

 

 

 

 

Реферат на тему:

 

Сброс льда и шуги из напорного бассейна

 

 

  

 

 

 

Выполнил: Чурин П.С.

ГСС-4-2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Москва 2009

 

1. Содержание

 

 

 

1. Введение                                                                                           3

 

2.Водоприемные устройства и

    аванкамеры  напорых бассейнов                                                      5                  

 

3. Сбросные сооружения напорных бассейнов                                  8

  

4.Сброс льда и шуги                                                    10

 

5.Список использованнной  литературы                                            12

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. Введение

 

      Назначение напорных бассейнов. Напорные бассейны входят в состав станционных узлов деривационных гидроэлектростанций. Назначение напорных бассейнов состоит в сопряжении безнапорной части деривации с напорной ее частью или со станционными напорными водоводами. При этом должно быть обеспечено независимое включение и отключение любого из напорных водоводов в обычных эксплуатационных условиях и в аварийных случаях, а также равномерное распределение расхода между ними.

В натюрных бассейнах предусматривается возможность сброса избытков поступающей воды при изменении мощности ГЭС и в аварийных случаях, а также подачи расходов воды, необходимых для нижележащих водопользователей, при остановке гидроэлектростанции. Кроме того, в напорных бассейнах должна быть предусмотрена защита водоводов от проникновения в них сора, льда, наносов и т. д.

Состав сооружений напорных бассейнов. В состав напорного бассейна входят следующие основные сооружения и элементы : водоприемные устройства; аванкамера, осуществляющая плавный подвод воды к приемным устройствам; головные устройства водосбросных сооружений (сифонов, водосливов и т. д.); ледосбросные и шугосбросные устройства (если из напорного бассейна предусматривается сброс льда и шуги); промывные устройства для удаления наносов; донные водоспуски для опорожнения напорного бассейна и деривационного водовода (промывные устройства и донные водоспуски могут быть объединены); соединительные сооружения между напорным бассейном и бассейном суточного регулирования, если оба бассейна расположены рядом. Если из напорного бассейна осуществляется забор воды для орошения или водоснабжения, в нем устраиваются соответствующие водозаборные сооружения.

 

                      

 

Состав сооружений напорного бассейна:

1— станционные водоводы; 2 — водоприемные устройства; 3 — аванкамера; 4 — сифонный водосброс; 5 —водослив; 6 —быстроток, отводящая часть водосброса; 7— ледосброс; 8 — шугосброс; 9 — шугосбросный отводящий лоток; 10 — промывные устройства; 11 — донные водоспуски; 12 — напорная стенка; 13 — соединительное сооружение; 14 — труба для опорожнения бассейна суточного регулирования

2. Водоприемные устройства и аванкамеры напорных бассейнов

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Водоприемное устройство напорного бассейна

 

1 – аванкамера;  2 –  ремонтное заграждение; 3 – клапанный  затвор;  4 – шугосбросный лоток; 5 – промывочные отверстия и  галереи; 6 – сороудерживающая решетка; 7 – промежуточный бычок; 8 – аварийно- ремонтный затвор; 9 – напорные  трубопроводы; 10  -  аэрационная шахта; 11 и 12 – дренажные трубы и колодцы; 13 – трансформаторное помещение; 14 – лебедка; 15 – решеткоочистная машина; 16 – быстроток.

 

 

   Водоприемные устройства в значительной степени определяют размеры напорного бассейна и являются самой дорогостояшей его частью. Возможные конструкции водоприемных устройств приведены на рис. 29.2 I 29.3. К забральным стенкам, решеткам, пазовым конструкциям  и другим  конструктивным    элементам     водоприемных     устройств предъявляется требование обеспечения минимальных потерь напора проходящего потока. Определение потерь и конструктивное оформление этих элементов могут быть выполнены в соответствии с рекомендациями, приведенными в гл. 26. Водоприемные устройства напорных бассейнов, так же как и водоприемники ГЭС, оборудуются основными и ремонтными затворами,   решетками,   подъемно-транспортными и решеткоочистными механизмами, воздушными   противовакуумными   и   обводными трубами.

Аварийно-ремонтные затворы выполняются, как правило, плоскими и снабжаются индивидуальными подъемными механизмами с дистанционным и местным автоматическим управлением. Если напорные трубопроводы уложены открыто (рис. 29.2, 29.3,а), то аварийно-ремонтные затворы должны быть быстродействующими. В качестве ремонтного заграждения чаще всего применяют многосекционные плоские затворы.

Сороудерживающие решетки. Поступающая в напорный бассейн вода обычно не содержит крупных плавающих тел и сора, поэтому сороудерживающие решетки напорных бассейнов (в отличие от водоприемников ГЭС) устанавливаются, как правило, между ремонтными и аварийно-ремонтными затворами под углом 10—30° к вертикали. Наклонное расположение решеток позволяет эффективно использовать для их очистки решетко-очист-ные машины, оборудованные граблями.

В суровых климатических условиях над водоприемными устройствами предусматривается закрытое служебное помещение (рис. 29.3).

Отметка порога водоприемных устройств определяется диаметром напорных водоводов и необходимым заглублением их под наинизший уровень воды в напорном бассейне при установившемся либо неустановившемся режиме работы ГЭС.

При установившемся режиме минимальный Уровень воды в напорном бассейне обычно соответствует условиям транзита шуги по деривационному водоводу и пропуска ее через турбины. Если колебания уровня воды в бассейне суточного регулирования значительны и яе передаются в деривацию, то минимальный уровень в напорном бассейне равен отметке сработки бассейна суточного регулирования. Минимальный   уровень   воды  при  неустано вившемся режиме определяется волной понижения уровня в напорном бассейне при увеличении расхода и нагрузки ГЭС (см. § 28.7).

Отметка верха ограждающих стенок и водоприемных устройств назначается с запасом 0,3—1,0 м над наивысшим уровнем воды, возможным при установившихся и неустановившихся режимах работы ГЭС. При саморегулирующемся деривационном безнапорном водоводе наивысший уровень воды в напорном бассейне определяется неустановившимся режимом, вызванным сбросом полной нагрузки ГЭС (см. § 28.7).

При несаморегулирующемся водоводе наивысший уровень воды в бассейне соответствует уровню, при котором весь расход деривации проходит через водосбросные сооружения напорного бассейна (турбины закрыты).

Аванкамера. Ширина и глубина аванкамеры в начальном сечении определяются размерами поперечного сечения безнапорной деривации, затем они постепенно увеличиваются по направлению течения и в концевом сечении соответствуют размерам водоприемных устройств

 

Для уменьшения потерь напора и равномерного распределения расхода воды между напорными водоводами изменение площадей поперечных сечений и форма аванкамеры должны быть плавными — угол расширения не более 10—12°. При расширении аванкамеры в плане и вертикальной плоскости под углом свыше 10—12° большая часть кинетической энергии потока, имевшейся на входе в аванкамеру, теряется.

 

 

    

 

 

 

 

 

 

 

 

3. Сбросные сооружения напорных бассейнов

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Водосбросы напорных бассейнов:

а — однолотковый подковообразный водослив; б — многолотковый водослив; в — сифонный водосброс;1 — аванкамера; 2 — соединительный канал между напорным бассейном и бассейном суточного регулирования; 3 — приемный лоток быстротока; 4— напорная стенка; 5 — подковообразный водослив; 6— водоприемные устройства; 7 — многолотковый водослив; 8 — быстроток; 9 — регулятор расхода воды

 

Водосбросные сооружения напорных бассейнов предназначены для сброса воды во время регулирования мощности и при аварийных отключениях нагрузки ГЭС. Они должны включаться автоматически и быть быстродействующими. Водосбросные сооружения обязательно следует предусматривать при несаморегулирующихся деривационных каналах. В схемах ГЭС с саморегулирующимися каналами водосбросы устраивают, если необходимо обеспечить непрерывную подачу в нижний бьеф относительно больших расходов воды для удовлетворения потребностей других водопользователей. Расчетный расход водосброса принимают обычно равным максимальному расходу деривации.

Водосбросы состоят из головной и отводящей частей. Головная часть располагается в пределах напорного бассейна и   служит  для

забора воды из него, а отводящая часть отводит сбрасываемую воду в нижний бьеф. Головная часть автоматического водосброса может быть выполнена в виде водослива без затворов на гребне, сифонов и отверстий с автоматическими затворами.

Водосливы наиболее просты по устройству и безотказны в эксплуатации. Их недостатком является малая удельная пропускная способность (на 1 м длины водосливного фронта), в связи с чем они имеют значительную длину. Для уменьшения длины водослива принимается сравнительно большая высота переливающегося слоя, что приводит к увеличению высоты подпорных сооружений напорного бассейна и повышению берм деривационного канала.

Водослив может быть выполнен в виде стенки, однолотковым подковообразным и многолотковым. Применение многолоткового водослива позволяет существенно сократить высоту переливающегося слоя воды.

Сифонные водосбросы позволяют ограничить колебания уровня воды в бассейне, так как их удельный расход в 4—5 раз больше, чем водослива. Они выполняются обычно в виде батареи сифонных труб (не менее двух); количество труб зависит от сбрасываемого расхода и размеров сифона.

Регуляторы сифонных водосбросов, которые автоматически и постепенно увеличивают пропускную способность каждой трубы сифона по мере подъема уровня воды в напорном бассейне, а также ступенчатое размещение порогов отдельных сифонных труб позволяют полностью исключить возникновение волн в бассейне при работе водосброса.

Водосбросы с затворами являются дорогостоящими сооружениями, но они имеют небольшую ширину, удобно компонуются в напорном бассейне, позволяют обеспечить незначительные колебания уровня воды в нем, а также быструю подачу необходимого расхода в нижний бьеф.

Водосбросы с поверхностными затворами могут использоваться также для сброса шуги я льда, а с глубинными — для промывки напорных бассейнов от наносов.

Выбор типа головной части водосброса производится на основании технико-экономических расчетов. Наиболее целесообразно применение смешанной системы водосбросных сооружений (например, водослива и водосброса с автоматическими затворами и т. п.).

Отводящая часть водосбросов выполняется в виде открытого быстротока, заканчивающегося водобойным колодцем или консольным сбросом. При сравнительно небольших расходах могут применяться также перепады и безнапорные железобетонные трубы.

 

 

4. Сброс льда и шуги

 

Схемы сопряжения аванкамеры с деривационным каналом и напорной стенкой бассейна:

 

1 - канал;    2 — аванкамера;     3— напорные    водоводы;   4— ледосброс   (шугосброс);   5 — водослив;  6 — направляющая стенка;   8 — направляющие    бычки;   9 — приемный   лоток (колодец) быстротока;  10 — быстроток

 

 

Сброс льда и шуги. В напорных бассейнах деривационных ГЭС с безнапорной деривацией в районах, где возможно образование ледяного покрова и шуги, предусматривают специальные ледосбросы и шугосбросы. Ледосбросы устраивают в виде нешироких (2—7 м) водосливных пролетов , перекрываемых плоскими или клапанными затворами, 'позволяющими регулировать толщину переливающегося слоя воды. Высотное положение гребня ледосброса определяется толщиной льда и наинизшей отметкой уровня воды в напорном бассейне, при которой возможен сброс льда. Минимальное заглублемие гребня ледосброса под этот уровень рекомендуется принимать около 1,7 толщины льда.

Для защиты конструкции от ударов льда в приемной траншее ледосброса необходимо предусматривать водяную подушку. Ледосброс может использоваться также для сброса сора и шуги из напорного бассейна.

Шугосбросы (в виде водосливных пролетов, перекрываемых затворами) располагаются, так же как и ледосбросы, рядом с водоприемными камерами в одну линию с ними или в боковой стенке аванкамеры. Для направления к ним шуги устраиваются плавучие направляющие запани.

Лотковые шугосбросы устанавливаются поперек потока, перехватывают весь поверхностный слой шуговодяной массы и отводят его в отводящую часть водосбросных сооружений. С целью уменьшения сбрасываемого с шугой расхода воды толщина переливающегося слоя регулируется плоскими или клапанными затворами.

Шугосбросные лотки могут располагаться при входе в аванкамеру , в аванкамере в некотором удалении от водоприемных устройств и в водоприемных устройствах . Выбор места расположения шугосбросного лотка производится на основании технико-экономического сравнения вариантов.