Файл: Тезисы докладов координационного совещания по гидравлике гидротурбинных блоков, 20-23 мая 1964 г..pdf

ний моделей гидроагрегатных блоков ГЭС руслового типа с гори­ зонтальными капсульными агрегатами при диаметре рабочих ко­ лес D| = 250 мм, расходах.до 300 л!сек и напорах до 1 м;

б) стенд АГ° 2 для энергетических и гидравлических исследова­ ний гидроагрегатных блоков ГЭС руслового и приплотинного типа

сдиаметром модельных турбин 460—250 мм, расходом до 500 л/сек

инапором до 4,5 м;

в) стенд Лг9 3 для энергетических и гидравлических исследова­ ний гидроагрегатных блоков ГЭС высокого напора (прнплотннпого или подземного типа) с диаметром модельных турбин 250 мм, расходом до 200 л/сек и напором до 9 м.

На стенде № 2 имеется возможность проводить испытания об­ ратимых гидроагрегатов.

3. Задачи в области исследования гидроагрегатных блоков ГЭС, стоящие перед Лабораторией, определяются перспективами строи­ тельства гидростанций в СССР.

В Лаборатории предполагается исследовать:

а) новые типы гидроагрегатных блоков речных и морских гид­ росиловых установок с вертикальным и горизонтальным располо­ жением вала;

б) влияние отдельных элементов проточной части гидроагрегат­ ных блоков на энергетическую характеристику агрегата;

в) вопросы моделирования установившихся и неустановившихся режимов рабочего процесса гидроагрегатного блока ГЭС с уче­ том верхнего и нижнего бьефов;

г) гидродинамическое воздействие потока на подводную часть здания ГЭС;

д) влияние друг на друга смежных гидроагрегатных блоков в условиях пространственной гидравлической задачи и другие во­ просы.

4. В настоящее время в Лаборатории ведутся исследования мо­ делей гидроагрегатных блоков Череповецкой ГЭС на Шексне, Красноярской и Саяно-Шушенской ГЭС на Енисее. Отличительной чертой этих исследований является то, что они проводятся в тес­ ном контакте с ЛМЗ, ИДТИ и ВНИИГом.

Доктор техн. наук Ф. Г. Гунько, канд. техн. наук В. А. Солнышков.

(ВНИИГ имени Б. Е. Веденеева)

ЗАДАЧИ ГИДРАВЛИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ НИЖНИХ БЬЕФОВ СОВМЕЩЕННЫХ ГЭС

1. Обследования нижних бьефов совмещенных гидростанций показали, что за жесткими креплениями этих ГЭС произошли раз-

8

Мывы при пропуске расходов меньше расчетных. Величины этих размывов оказались значительными и близкими к тем, которые ожидались при пропуске расчетных расходов.

Анализ собранных данных о размывах в нижнем бьефе совме­ щенных ГЭС показывает, что размывы вызваны имевшими место в нижних бьефах сбойными течениями, характеризующимися уве­ личением удельных расходов в конце рисберм, а также повышен­ ными скоростями, обусловленными как значительными величинами

течения возникали, как правило, вследствие нарушений схем про­ пуска сбросных расходов, рекомендованных, лабораториями. Ре­ зультаты отклонения от рекомендованных схем проявились особен­ но заметно в. тех случаях, когда за отдельными водосбросными от­ верстиями возникал поверхностный режим течения, а также и при донном режиме течения в случае гладкого или шероховатого водо­ боя.

Однако и при соблюдении схем пропуска сброснькх расходов не исключается вероятность возникновения размывов, отличающихся от предполагаемых вследствие отсутствия необходимых для проек­ тирования сооружений достаточно полных данных о размываемости естественных грунтов, увязанных с кинематическими характеристи­ ками воздействующего на грунт потока.

2. Основным вопросом для проектирования креплений нижнего бьефа совмещенных ГЭС является вопрос о размерах его. крепле­ ния: длине и толщине. Длину крепления назначают, исходя, во-пер­ вых, из возможных допустимых размывов русла за креплением и, во-вторых, из условий устойчивости грунта, на котором располо­ жено здание ГЭС и крепление.

Назначение толщиныкреплений производят, исходя из условий обеспечения устойчивости и прочности плит при динамическом при­ ложении к ним нагрузок. Расчетные нагрузки нужно определять для нормальных и поверочных схем пропуска сбросных расходов с учетом работы турбин и возможной сбойности течения, принимая во внимание демпфирующие свойства подстилающего фильтра и

,конструкции крепления при наличии разгрузочных дренажных от­ верстий. Экспериментально определенные расчетные нагрузки и их характеристики должны явиться основой для разработки методики динамического расчета плит крепления. С другой стороны, данные по динамическим нагрузкам и вибрации плит должны учитываться при расчете устойчивости грунта под креплением.

3. Вся проблема гидравлических исследований нижнего бьефа совмещенных ГЭС состоит из следующих основных задач:

а) установление гидравлических режимов сопряжения бьефов и влияния конструкций крепления русла в нижнем бьефе на эти ре­ жимы (как при вертикальных, так н при горизонтальных агрегатах и различных типах водосбросов или сбросных отверстий);

9

б) изучение полей осредненных и пульсацпонных скоростей в нижнем -бьефе при различных режимах сопряжения сбросных по­ токов в условиях плоской и пространственной задач, а также ис­ следование влияния режимов работы турбин на распределение ско­

под зданием ГЭС и креплениями с учетом динамического и филь­ трационного воздействий на него; ■

д) изучение динамических нагрузок, действующих на элементы крепления в нижнем бьефе при различных режимах работы водо­ сбросов и турбин в условиях плоской и пространственной задач, т. е'. как с равномерным, так и неравномерным распределением рас­ ходов по сбросному фронту при различных схемах конструкций сов­ мещенных ГЭС и креплений русла; установление влияния режи­ мов работы турбины на динамические нагрузки, действующие на эти крепления;

е) разработка новых рациональных конструкций креплений с целью улучшения гидравлических условий в нижнем бьефе и выяв­ ление влияния этих устройств на работу турбин и водосбросов;

ж) изучение силового воздействия потока в нижнем бьефе на крепления берегов и установление необходимой длины этого креп­ ления при различных схемах расположения здания станции по от­ ношению к берегам.

4. В настоящее время с различной степенью полноты разрешены задачи, перечисленные в пп. а), б) п в). В ближайшие -годы во ВНИИГе намечается рассмотреть следующие задачи: продолже­ ние изучения кинематических характеристик потока и влияния их на размывы русла [пп. б) и в)], исследование динамических нагру­ зок, действующих на элементы крепления [п. д)], и разработка но­ вых конструкций этих креплений [п. е)].

В 1964—1965 гг. предполагается изучение кинематических ха­ рактеристик потока п проведение методических исследований, отно­ сящихся к определению динамических нагрузок на крепления за совмещенными ГЭС.

После доклада намечается демонстрация короткометражною кинофильма «Пропуск паводка 1957 г. на Камской ГЭС» для ил­ люстрации общего характера потока в нижнем бьефе совмещен­ ных ГЭС и процесса деформации русла этим потоком.

10

Проф., доктор техн. наук Н. А. Картвелишвили, канд. техн. наук И. А. Чернятин.

инженер Г. Е. Автономоз

(ВНИИГ имени Б. Е. Веденеева)

МАКСИМАЛЬНОЕ УДАРНОЕ ДАВЛЕНИЕ В НАПОРНЫХ СИСТЕМАХ ГЭС НА ОСНОВЕ РЕАЛЬНЫХ ЗАКОНОВ РЕГУЛИРОВАНИЯ

1.Расчеты гидравлического. удара' при проектировании произ­ водятся по схематизированному закону закрытия направляющего аппарата турбин: либо линейному, либо кусочно-линейному. При­ нятие линейного закона закрытия направляющего аппарата тур­ бины связано с введением в исходные данные для расчета гидрав­ лического удара'значительных приближений, что существенно ис­ кажает результаты расчета и не может считаться приемлемым.

Программное регулирование в настоящее время признается не­ надежным и заводы, изготовляющие турбинное оборудование, не ориентируются на него.

2.Реальные законы изменения расхода во времени, определяю­ щие гидравлический удар, значительно отличаются от линейного и друг от друга и не могут быть связаны ни с типом рабочего колеса турбины, ни с напором, ни с какими-либо другими условиями.

3.-Закон регулирования зависит от большого числа факторов, влияние каждого из которых в отдельности, может быть, и не очень велико, но различные и притсМ реальные сочетания этих факторов, число которых практически безгранично, приводят к тому, что за­ коны регулирования оказываются разными. Таким образом, полу­ чается картина, близкая к вероятностной.

4.Все изложенное дает основание для принятия гипотезы, ана­ логичной эргодической, а именно, что имеющийся набор кривых

изменения расхода во времени (в относительных координатах) для реальных условий 30 гидростанций с разными напорами и раз- л и ч н ы м и агрегатами может рассматриваться как статистиче­ ская выборка, характеризующая возможные законы регулирования для любого о д н о г о агрегата.

5.При проектировании важно знать величину гидравлического удара до окончательной обработки конструкций турбины и регу­ лятора. Однако в силу изложенных выше условий можно говорить не о тех или иных характеристиках диаграмм гидравлического удара (например, о его максимуме), а о вероятностях непревышения значения этих характеристик, т. е. о функциях распределения.

6.Для определения величины гидравлического удара в системе рекомендуется статистический путь решения. Расчеты гидравличе­ ского удара были выполнены для 30 ГЭС по 100 различным зако­ нам регулирования при разных параметрах трубопровода по эле­ ментарной теории с использованием уравнений в конечных разно­ стях Аллиеви на ЭЦВМ «Урал-1» и «Урал-2».

И