Файл: Попов, В. Л. Проектирование подземных сооружений в системе деривационных ГЭС учеб. пособие.pdf

- 91 -

Рис. 18. Схемы подземных гидроэлектростанций:

а - головная схема с напорной деривацией; б - головная схема с безнапорной деривацией; в - концевая схема с напорной дери­

При невозможности осуществления головной схемы применяют концевую схему (рис. 18, в, г ) , характеризуемую наличием длин- о ной подводящей деривации и расположением здания ГЭС на неболь­

шом расстоянии0 от нижнего бьефа. Такая схема позволяет иметь в качестве строительных и эксплуатационных подходов к зда- . нию ГЭС относительно короткие горизонтальные штольни (гале­ реи) вместо шахтных стволов. Это облегчает производство стро-

Ы -1

Рпс. 19. План и сечения подземных выработок Верхие-Тулаиской ГЭС

- 93 -

ительных работ и эксплуатацию гидроэлектростанции. Цри этой схеме короткий отводящий туннель, который может быть как

безнапорным, так и напорным, не имеет уравнительного резер­ вуара.

Подводящий напорный деривационный туннель 1.рис.1й, в) с целью уменьшения внутреннего давления на облицовку, а значит и удешевления прокладывается на возможно более высоких отмет­

ках. Большая длина напорных деривационнных туннелей обусловлива­ ет сооружение уравнительных резервуаров в виде вертикальных шахтных стволов, При небольших колебаниях уровня верхнего бье­ фа возможно сооружение безнапорного подводящего туннеля (рис. 16, г) или открытого канала^ заканчивающегося открытым напорным бассейном.

По концевой схеме с напорной подводящей деривацией соору­ жены Храмская ГОС-П с туннелем длиной 13 км, Ингурская ГЭС с туннелем длиной 15 км и др.

Ланджанаурская П)С с концевой схемой компоновки (рис.2.0) имеет максимальный напор 136 м и установленную мощнооть 111,8 тыс.квт в трех агрегатах. Вода к станционному узлу под­

водится из водохранилища, образованного на р.Ланджонаури, арочной плотиной по напорному деривационному туннелю I диаметром

5,5 м длиной 2549 м. Уравнительный резервуар 2 в виде шахты ди­ аметром 12,5 м и вертикальный турбинный водовод 3 диаметрам 4,5 ы расположены на одной оси, что облегчило проведение работ при строительстве. На горизонтальном участке турбинного водовода сделано разветвление на три водовода диаметром 2,1 м. Сообщение здания ГЭС с земной поверхностью осуществлено через туннель 8.

Промежуточная схема (рис. 18, д, е) характеризуется нали­ чием подводящей и отводящей дериваций значительной длины. Де­ ривационные водоводы в этой схеме могут быть как безнапорными, так и напорными. При напорных водоводах возникает необходимость возведения уравнительных резервуаров на обеих напорных дерива­ циях.

- 94 -

Рио. 20. Схема Ланджинаурской ГЭС:

нал; 8 - шинно-грузовой туннеть; 9 - галерея ремонтных за­ граждений; 10 - вентиляционный ствол; II - строительный

туннель

Сообщение здания ГЭС с земной поверхностью осуществля­ ется, как и в головных схемах, при помощи вертикальных или наклонных шахтных стволов.ПсГпромежуточной схеме спроектиро­ ваны Нива ГЭС-Ш, Даховокая ГЭС и др.

Выбор схемы компоновки подземной деривационной гидро­ электростанции решается в каждом конкретном случае на основа­ нии сравнения вариантов с учетом топографических и геологиче-

- 95 -

рких услрвий, стоимости рооружений, условий проведения строительных работ, регулирования гидроагрегатов, потерь энергии, режима работы ГЭС и удоботва эксплуатации. Как покаеала практика проектирования, головные схемы целесообразно применять при оредних напорах. С увеличением напора пред­ почтительнее концевые охемы. При благоприятных топографиче­ ских и геологических условиях может оказаться эффективным применение промежуточной схемы.

0. Понятия о водноэнергетических расчетах при проектировании ГЭС

Подводноэнерг'етическими расчетами понимается совокуп­ ность вычислений, определяющих основные параметры гидро­ электростанции - мощность и выработку электроэнергии. При проектировании гидроэлектростанции необходимо выяснить изме­ нение мощности и выработки по величине и во времени по ряду вариантов проектируемой гидроэлектростанции в зависимости от изменения нормального подпорного уровня (НПУ) верхнего бьефа, от глубины сработки водохранилища, компоновки соору­ жений и других факторов. Одновременно выявляется влияние про­ ектируемой гидроэлектростанции на энергетические показатели других отроящихся и эксплуатируемых электростанций при их совместной-работе в энергосистеме.

Величины напоров и используемых расходов, мощность и выработка гидроэлектростанции не являются постоянными, поэто­ му одной из задач водноэнергетических расчетов является уста­ новление изменений этих величин во времени. При выполнении водноэнергетических расчетов необходимо также учитывать не­ постоянство потребления электроэнергии в течение суток и непрерывный рост энергопотребления.

Для проведения водноэнергетических расчетов необходимы исходные данные, которые могут быть разделены на три катего­ рии.

- 97 -

Ко второй категории исходных данных относятся сведения о потребителях электроэнергии:

1) состав энергосистемы и характеристики входящих в нее гидравлических! тепловых, атомных и других электростанций и линий электропередач;

2 ) суточные и годовые графики нагрузок энергосистемы с учетом перспективы роста.

Ктретьей категории исходных материалов относятся данные

опредполагаемой схеме и составе сооружений гидроэлектростан­ ций: отметки подпора, длины и типа подводящей и отводящей де­ риваций и турбинных водоводов и т .д .

При водноэнергетических расчетах должно быть выполнено, какие мощности и выработка электроэнергии будут обеспечены при работе проектируемой гидроэлектростанции. Для этого необ­ ходимо предвидеть календарное распределение стока после ввода

гидроэлектростанции в эксплуатацию. Поскольку возможности про­ гнозирования объемов стока и е^о распределения во времени весь­

ма ограничены, то водноэнергетическое проектирование ведется по хронологическим данным о стоке реки за прошлый период. Получен­ ные при этом результаты расчетов мощности, выработки электро­ энергии, уровней воды и других характеристик проектируемой ГЭС распространяют в известной мере условно на предстоящий период эксплуатаций.

При отсутствии регулирования стока, т .е . при отсутствии

•водохранилища, могут быть полезно использованы только бытовые

- 98 -

Рис.22. Соотношение мощвости ГЭС по водотоку

инагрузок энергосистемы

Втечение расчетного периода времени Трпсг гидроэлектро­ станция может работать с различными величинами рабочей гаран­

станции в энергетических целях используется только часть есте­ ственного стока, характеризуемая заштрихованной площадью, огра­ ниченной осью абсцисс и прямой тп . Остальная большая часть

- 99 -

объема годового стока (в реальных условиях до 50-80$) при этом не используется и сбрасывается в нижний бьеф через водо­ сбросные сооружения.

Если такая гидроэлектростанция работает в энергосистеме,

разницы между среднесуточной нагрузкой потребителей и мощностью проектируемой ГЭС, т .е .

сеннего и осеннего паводков энергия водостока не используется. Следовательно, если выбрать мощность гидроэлектростанции

N?r =* NM„н , например, ооглаоно варианту 2 (по линии ш 'п'), то можно более эффективно использовать сток и получить соответст­ вующую экономию топлива на тепловых электростанциях.

Полное использование естественного стока на гидроэлектро­ станции возможно, если принять ее гарантированную мощность рав­ ной максимальной среднесуточной мощности отока, т .е . Юр.г =Ымакс (вариант 3 ). Однако гидроэлектростанция при этом о полной мощ­

мощность гидроэлектростанции по третьему варианту в значитель­ ной степени дублируется мощностью других электростанций, работа­ ющих совместно с гидроэлектростанцией в энергосистеме.

Из изложенного следует, что при выборе рабочей гарантиро­ ванной мощности гидроэлектростанции, работающей на бытовом стоке,