Методика обоснования параметров водоприемно-водовыпускных устройств гидроэнергетических установок

• Автор: Селиверстов, Владимир Александрович
• Шифр специальности: 05.14.08
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Самара
• Количество страниц: 161 с. : ил.

1. ОБЗОР КОНСТРУКТИВНЫХ РЕШЕНИЙ, МЕТОДОВ ОБОСНОВАНИЯ И РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЙ ВОДОПРИЕМНЫХ УСТРОЙСТВ ГЭУ
1.1. Состав водопроводящего тракта гидроэнергетических установок, требования, предъявляемые к водоприемным устройствам.

1.2. Конструктивные решения водоприемноводовыпускных устройств ГЭУ

1.3. Анализ направлений совершенствования водоприемноводовыпускных устройств ГЭУ с целью повышения эффективности использования энергии водного потока.

1.4. Методы обоснования основных параметров водоприемноводовыпускных устройств ГЭУ

1.5. Обзор результатов экспериментальных исследований водоприемноводовыпускных устройств ГЭУ

1.6. Выводы по главе и задачи исследований.

2. МЕТОДИКА ОБОСНОВАНИЯ ПАРАМЕТРОВ ВОДОПРИЕМНОВОДОВЫПУСКНЫХ УСТРОЙСТВ ГЭУ

2.1. Методика обоснования параметров водоприемноводовыпускных устройств ГЭУ на основе метода сравнительной эффективности
2.2. Методика обоснования параметров водоприемноводовыпускных устройств ГЭУ на основе метода интегрального эффекта
2.3. Учет насосного режима работы ГЭУ при обосновании параметров водоприемноводовыпускных устройств.
2.4. Выводы по главе.
3. ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ЭНЕРГИИ ВОДНОГО ПОТОКА В ВОДОПРИЕМНОВОДОВЫПУСКНЫХ УСТРОЙСТВАХ ГЭУ
3.1. Повышение эффективности ГЭУ за счет совершенствования формы элементов водоприемноводовыпускных устройств
3.2. Применение потоконаправляющих элементов, повышающих эффективность использования водной энергии
3.3. Уточнение классификации водоприемноводовыпускных устройств ГЭУ по конструктивным признакам
3.4. Выводы по главе 3.
4. МЕТОДИКИ ИССЛЕДОВАНИЙ ВОДОПРИЕМНОВОДОВЫПУСКНЫХ УСТРОЙСТВ ГЭУ
4.1. Описание установки для исследований физической модели водоприемноводовыпускного устройства.
4.2. Описание исследованных физических моделей водоприемноводовыпускных устройств ГЭУ.
4.3. Условия моделирования и методика проведения исследований физической модели водоприемноводовыпускиого устройства
4.4. Исследования водоприемноводовыпускных устройств ГЭУ с применением программы АЛБУБ, краткое описание программы.
4.5. Условия моделирования и методика проведения исследований
с применением программы АЛБУБ.
4.6. Описание моделей водоприемноводовыпускных устройств ГЭУ, исследованных с применением программы АЫБУБ
5. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ ВОДОПРИЕМНОВОДОВЫПУСКНЫХ УСТРОЙСТВ ГЭУ
НА МАТЕМАТИЧЕСКИХ И ФИЗИЧЕСКИХ МОДЕЛЯХ
5.1. Методические исследования водоприемноводовыпускного устройства ГЭУ с применением программы АНБУЬ.
5.2. Результаты исследований водоприемноводовыпускных устройств ГЭУ с применением программы АЫ8У
5.3. Результаты исследований водоприемноводовыпускных устройств ГЭУ на физической модели.
5.4. Анализ результатов исследований водоприемноводовыпускных устройств для насосного режима.
5.5. Анализ результатов исследований водоприемноводовыпускных устройств для турбинного режима
5.6. Анализ неравномерности потока в водоприемноводовыпускном устройстве ГЭУ.
5.7. Выводы по результатам исследований.
6. ЭФФЕКТИВНОСТЬ НОВЫХ КОНСТРУКЦИЙ ВОДОПРИЕМНОВОДОВЫПУСКНЫХ УСТРОЙСТВ ГЭУ.
6.1. Пример практической реализации методики обоснования параметров водоприемноводовыпускных устройств ГЭУ.
6.2. Эффективность новых конструкций водоприемноводовыпускных устройств ГЭУ
6.3. Выводы но главе
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
ПРИЛОЖЕНИЯ
ВВЕДЕНИЕ


Водоприемноводовыпускные сооружения, в зависимости от конкретных условий использования и расположения, делятся на ряд основных типов , , , . Они размещаются на берегу, в водоеме или являются частью здания ГЭУ. При размещении в водоеме водоприемники подразделяются на плотинные, башенные и шахтные. При размещении на берегу делятся на береговые туннельные и береговые напорные стенки. Плотинная конструктивная схема подразумевает под собой устройство водоприемника в станционной части бетонной плотины. Плотинные водоприемники обеспечивают хорошие условия забора воды, облегчают борьбу с шугой, позволяют разместить высокие донные пороги для предотвращения попадания наносов. Схема башенного водоприемника представляет собой отдельно стоящую в водоеме железобетонную башню, как правило, цилиндрической формы, окруженной со всех сторон водой и имеющей водоприемные отверстия по всему периметру или на его части. Отверстия могут располагаться в несколько ярусов. Бесплотинное водозаборное сооружение берегового тина применяют при благоприятном геологическом строении берега, напичии достаточных глубин, малых количествах шуги и наносов. Водоприемник по типу напорной стенки, состоящий из фундаментной плиты с бычками, сопрягается с напорным водоводом и устраивается на береговом откосе или дамбе. Конструкция максимально приближена к урезу воды, размещает
ся в пределах диного бетонного сооружения, что по сравнению с другими типами обеспечивает сокращение длины и уменьшение стоимости. Схема типичной конструкции водоприемника ГЭУ представлена на рис. Водоприемник обычно включает водоприемную камеру, забральную балку, пазы для сороудерживающей решетки и затвора, сами затвор и сороудерживающую решетку, напорный водовод. Рисунок 1. Аналогичную конструкцию имеют отдельно размещаемые водовыпускные сооружения НС. Однако в них движение воды происходит в обратном направлении. Они представляют собой сооружения, в котором заканчивается затопленный под уровень верхнего бьефа напорный водовод и устанавливаются рабочие и ремонтные затворы. Водоприемноводовыпускные сооружения ГАЭС обладают специфическими конструктивными особенностями, которые обусловлены реверсивностью работы, глубокими сработками водоема и большими их заглублениями под уровень воды, а также возможностью их размещения как в пределах ГЭУ, так и вне ее. Значительные размерь камеры определяют общие габариты, и стоимость водоприемного устройства в целом. В свою очередь от стоимости водоприемника водовыпуска зависит его экономическая эффективность. Затраты по водоприемнику составляют значительную долю в общих затратах водопроводящего тракта гидроэнергетической установки в целом. Для деривационной и приплотинной ГЭС эти затраты обычно составляют от 2 до , а для русловой ГЭС могут достигать , , , . Поэтому, рациональный выбор основных параметров и некоторое их уменьшение может принести существенную экономию затрат по ГЭС. Специфические конструктивные решения по водоприемным устройствам и использование дополнительных элементов позволили уточнить классификацию водоприемных устройств по конструктивным признакам. При этом в , при уточнении классификации наряду с основными типами водоприемниковводовыпусков выделены подтипы без специальных устройств, селективный, с устройствами для уменьшения потерь напора, с устройствами для предотвращения вращательного движения воды, с рыбозащитными устройствами, с устройствами для борьбы с донными наносами, с устройствами для борьбы с зимними затруднениями, с комбинированными устройствами. Анализ конструктивных решений показал, что, несмотря на разнообразие конструкций водоприемных устройств, для каждого типа можно определить специфические параметры, характеризующие их геометрические особенности. Поэтому, логично выделить наиболее значимые геометрические параметры параметры первого уровня, которые присущи практически всем конструктивным решениям водоприемных устройств. Известно, что для водоприемника площадь поперечного сечения водного потока в направлении его движения уменьшается.