Результат интеллектуальной деятельности: ЗДАНИЕ ГЭС С "ШАХМАТНЫМ" РАСПОЛОЖЕНИЕМ АГРЕГАТОВ

Изобретение относится к гидроэнергетике и может быть использовано при строительстве гидроэлектростанций в стесненных условиях.

Известна гидроэлектростанция, в которой для размещения на коротком напорном фронте наибольшего числа гидроагрегатов последние расположены рядами, причем ряды гидроагрегатов смещены друг относительно друга в горизонтальной и вертикальной плоскостях (см. SU 130411 A1, опубл. 1960 г.).

Недостатком этого технического решения является значительная высота здания гидроэлектростанции вследствие смещения гидроагрегатов в вертикальной плоскости.

Известна гидроэлектростанция, включающая машинный зал и гидроагрегаты, расположенные рядами, причем гидроагрегаты последующего ряда размещены в промежутках между гидроагрегатами предыдущего ряда (см. SU 1038410 A, опубл. 1983 г.). Такое расположение агрегатов в здании ГЭС позволяет в максимальной степени повысить выработку электроэнергии с одного створа ГЭС, однако высота здания резко увеличивается. Описываемая схема может быть применима при создании, например, приливной ГЭС, где имеется большая глубина заложения фундамента станции.

Целью изобретения является создание конструкции здания гидроэлектростанции, имеющей возможно большое количество агрегатов, расположенных в горизонтальной плоскости на одной высотной отметке. Такая необходимость возникает при рассмотрении варианта строительства в стесненных (горных) условиях.

Под горизонтальной плоскостью расположения гидроагрегатов можно понимать плоскость, проходящую, например, понизу направляющего аппарата для поворотно-лопастных и радиально-осевых турбин или по оси вращения ковшевой гидротурбины с вертикально расположенным рабочим колесом.

Расположение здания гидроэлектростанции поперек русла реки означает ее расположение под углом 90°, по отношению к направлению русла реки.

Расположение здания гидроэлектростанции под углом к руслу реки означает ее расположение под углом, отличным от угла 90°, по отношению к направлению русла реки.

Сущность изобретения (полезной модели) поясняется чертежами, где на фиг.1 изображен плановый чертеж расположения агрегатов станции, на фиг.2 изображен разрез А-А на фиг.1.

Гидроэлектростанция включает машинный зал 1 и гидроагрегаты 2 с подводящими 3 и отводящими 4 водоводами.

Наиболее габаритным в плане элементом гидравлической турбины является спиральная камера. Наибольших размеров она достигает при использовании высоконапорных гидротурбин, снабженных рабочим колесом радиально-осевого типа. Уменьшение длины станции, где агрегаты расположены в один ряд, сдерживается именно шириной спиральной камеры. Существует большое количество створов, где размер здания играет важную роль в общей компоновочной схеме гидроузла. Такая ситуация возникает, как правило, в горных условиях, где расположить здание ГЭС наиболее сложно из-за стесненных условий створа строительства. В этом случае проводится поиск оптимальных компоновочных решений в отношении расположения здания ГЭС, при котором общая длина здания является критическим параметром.

Эффект от данного предложения заключается в расположении агрегатов в два ряда, при этом один ряд агрегатов находится ближе к стене здания ГЭС, расположенной со стороны верхнего бьефа, а другой - ближе к стене, расположенной со стороны нижнего бьефа; спиральные камеры соседних в разных рядах агрегатов сдвинуты относительно друг друга по ширине здания ГЭС и их расположение в плане можно назвать «шахматным» расположением. Такое расположение позволяет приблизить оси агрегатов друг к другу и тем самым уменьшить длину машинного здания ГЭС. Снижение длины здания приводит также к снижению капиталоемкости всего гидроэнергетического объекта.

При такой компоновке максимальное сближение осей агрегатов будет определяться шириной отсасывающих труб гидротурбин и толщиной бетонной стенки между ними. Практика строительства и эксплуатации гидроэлектростанций с различными типами гидроагрегатов показывает, что толщина «в» бетонных перегородок (Фиг.1) между проточными частями отсасывающих труб гидротурбин определяется прочностью конструкции, воспринимающей статистические и динамические нагрузки.

Расстояние между осями двух смежных рядов гидроагрегатов лимитируется возможностями подъемно-транспортного оборудования, используемого в качестве основного монтажного элемента и размерами гидрогенератора, расположенного на более высоких отметках по отношению к спиральной камере. Выбор оптимального расстояния «В» (см. Фиг.1) определяется путем оптимизации конструкции всего здания ГЭС.

Проектные проработки данного предложения показывают, что общее снижение капиталовложений в строительство здания ГЭС, основанное на двухрядном расположении агрегатов, может составлять до 14%.