Напорные бассейны деривационных ГЭС

1.

Федеральное государственное бюджетное
образовательное учреждение высшего образования
«Университет «Дубна»
Инженерно-физический институт
Доклад
по дисциплине «Энергетические сооружения установок НВЭ»
Напорные бассейны деривационных ГЭС
Выполнил:
Преподаватель:
Студент группы 4081
Медовников А.С.
Матвеев Матвей
Дубна, 2022

2.

Гидроэлектростанции (ГЭС) —
электростанции, которые используют
в качестве источника энергии
движение водных масс, именно
поэтому их обычно строят на реках.
Для эффективного производства и
использования ГЭС необходимы два
основных фактора:
• гарантия на обеспечение водой
круглый год, при возможности
большие уклоны реки;
• гидростроительству
благоприятствуют
каньонообразные виды рельефа
Рисунок 1 - Гидроэлектростанция
Необходимый напор воды обеспечивают при помощи сооружения плотины и
водохранилища, что приводит к концентрации реки в определенном месте;
также напор можно обеспечить естественным потоком воды, нередко с
деривацией.
2

3.

Рисунок 2 – Деривационная ГЭС
Гидроэлектростанции деривационного типа — это комплекс
сооружений, которые предназначены для отведения водного
потока реки от основного русла.
Рисунок 3 — Схема деривационной ГЭС
3

4.

Сооружения для отвода воды из рек
Напорные сооружения.
К ним относятся трубопроводы и туннели.
Применяются в том случае, когда уровень
воды часто колеблется. Работу агрегатов
обеспечивает водоприемник, он
направляет воду в трубопровод или
туннель с большим количеством напора.
Безнапорные сооружения.
К ним относятся лотки, каналы и туннели.
Строят, когда уровень воды не меняется
слишком часто. В таком случае туннель
заполняется не полностью, а вода движется за
счет атмосферного давления. В конце
безнапорных туннелей обычно сооружается
бассейн суточного регулирования.
Искусственно созданный водоем аккумулирующий объем воды называют бассейном суточного
регулирования (БСР). Всего существует три вида БСР:
турбинные;
размещающиеся в самом центре деривации;
размещающиеся в конце.
4

5.

Назначение и состав сооружения напорных бассейнов
Рисунок 4 — 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 стейка;
13 — соединительное сооружение;
14 — труба для опорожнения бассейна
суточного регулирования
5

6.

Водоприемные устройства напорных бассейнов
Рисунок 5 — Водоприемное устройство напорного бассейна:
1 — аванкамера; 2 — ремонтное заграждение; 3 — клапанные затвор;
4 — шугосбросный лоток; 5 — промывочные отверстия и галереи; 6 —
сороудерживающая решетка; 7 — промежуточный бычок; 8 — аварийноремонтный затвор; 9 — напорные трубопроводы; 10 — аэрационная
шахта; 11 и 12 — дренажные трубы в колодцы; 13 — трансформаторное
помещение; 14 — лебедка; 15 — решеткоочистная машина; 16 —
быстроток
6

7.

Аванкамера
Уровень воды в
водонапорном бассейне
Минимальный уровень воды при
неустановившемся режиме
определяется волной понижения
уровня в напорном бассейне при
увеличении расхода и нагрузки ГЭС.
Отметка верха ограждающих
стенок и водоприемных устройств
назначается с запасом 0,3 - 1,0 м
над наивысшим уровнем воды,
который возможен при
установившимся и
неустановившимся режимах
работы гидроэлектростанции.
Рисунок 6 — 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; 7 — запань; 8 — направляющие бычки;
9 — приемный лоток (колодец) быстротока; 10 — быстроток
Ширина и глубина аванкамеры в начальном сечении определяются размерами
поперечного сечения безнапорной деривации, далее они постепенно
увеличиваются по направлению течения, а в концевом сечении соответствуют
размерам водоприемных устройств.
7

8.

Сбросные сооружения напорных бассейнов
Водосбросные сооружения
Водосбросные сооружения напорных
бассейнов предназначены для сброса
воды во время регулирования
мощности и при аварийных
отключениях нагрузки
гидроэлектростанции. Они должны
включаться автоматически и быть
быстродействующими.
Водосбросные сооружения необходимо
предусматривать при
несаморегулирующихся деривационных
каналах.
Рисунок 7 — 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
8

9.

Сброс льда и шуги
Ледосбросы устраивают в виде нешироких (2 - 7 м)
водосливных пролетов (рисунок 4), перекрываемых плоскими
или клапанными затворами, они позволяют регулировать
толщину переливающегося слоя воды.
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 располагаются, 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.
9

10.

Заключение
Гидротехнические сооружения используются очень долгое время для выработки
электроэнергии. На сегодняшний день успешно развивается отдельное направление —
деривационные станции. Данные сооружения, которые отличаются специальной инфраструктурой
водоотвода, обеспечивают возможность более эффективного контроля потоков даже в сложных
географических условиях.
В качестве источника альтернативной энергии деривационные гидроэлектростанции имеют
немало преимуществ: экологичные и достаточно мощные генераторы, которые способны за
короткие промежутки времени выходить на пиковые рабочие показатели.
Проблемы применения таких ГЭС обусловлены их конструкционной сложностью, высокими
затратами на техническое обслуживание.
Несмотря на все это, принципиальные схемы таких ГЭС по-прежнему считаются
перспективными и в некоторых отраслях полностью себя оправдывают как отличная модель
надежного источника дешевой энергии.
10

11.

Спасибо за внимание!
11