Уравнительные резервуары. Гидроэнергетические сооружения. Лекция 21

1.

ГИДРОЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ
СООРУЖЕНИЯ
Лекция 21
Уравнительные резервуары

2.

НАЗНАЧЕНИЕ УРАВНИТЕЛЬНЫХ РЕЗЕРВУАРОВ
• Защита напорных деривационных водоводов от гидравлического удара
• Уменьшение величины гидравлического удара в турбинных водоводах
• улучшение условий регулирования мощности турбин
СБРОС НАГРУЗКИ ЗАКРЫТИЕ НА
НАБОР НАГРУЗКИ ОТКРЫТИЕ НА
НА – НАПРАВЛЯЮЩИЙ АППАРАТ
ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ УДАР

3.

Критерием необходимости установки верхового уравнительного резервуара
является значение постоянной инерции напорного водовода TW. Для водовода
постоянного сечения формула для расчета TW имеет вид:
LQ
TW
gH F
где: L – длина подводящего водовода от верхнего бьефа до входного сечения спиральной камеры,
F – площадь сечения водовода,
g – ускорение свободного падения,
Н – напор турбин.
Для получения максимально возможного значения
расчетный расход и расчетный напор турбин ГЭС.
TW
в формулу подставляются
Для водовода с переменной по длине площадью сечения водовода
сумма постоянных инерции отдельных участков
TW
Q
gH
Li
F
i
TW
определяется как

4.

СХЕМА РАЗМЕЩЕНИЯ УРАВНИТЕЛЬНОГО РЕЗЕРВУАРА
10
11
10
11
10 – уровень при неработающем УР, 11- уровень при работающем УР

5.

ТИПЫ РЕЗЕРВУАРОВ
I – цилиндрический; II – с дополнительным сопротивлением; III – камерный;
IV – дифференциальный; VI - полупневматический

6.

СХЕМА РАБОТЫ УРАВНИТЕЛЬНОГО РЕЗЕРВУАРА

7.

СИСТЕМА УРАВНЕНИЙ, ОПИСЫВАЮЩИХ КОЛЕБАНИЯ
В НАПОРНОЙ СИСТЕМЕ В УР
gFД
QД2
z HWД HWР
2
dt
LД
2 gFД
dQД
Динамическое уравнение
Член H WД учитывает потери напора в деривационном водоводе, включая потери в водоприемнике, на
местных сопротивлениях и по длине, а также потери скоростного напора. В общем виде эти потери
определяются по формулам
KWД
H WД KWД QД QД
2 g LД
1
2 Д 1
2
С
R
2
g
F
Д
Д – суммарный коэффициент местных гидравлических сопротивлений в деривации,
С – коэффициент Шези,
R – гидравлический радиус
Член H WP учитывает потери напора в узле сопряжения уравнительного резервуара с водоводом. Сюда
входят потери напора на диафрагме дополнительного сопротивления. Расчет этих потерь напора
выполняется через расход в резервуаре и коэффициент местного сопротивления Р
H WP K WP Q Д QТ Q Д QТ
.
KWР
Р
2 g FД2

8.

СИСТЕМА УРАВНЕНИЙ, ОПИСЫВАЮЩИХ КОЛЕБАНИЯ
В НАПОРНОЙ СИСТЕМЕ В УР
dZ
1
(QД QТ )
dt FР
Уравнение неразрывности
Допущения:
- при изменении давления вода не сжимается, облицовка водовода не деформируется (жесткая модель);
- давление на свободной поверхности в уравнительном резервуаре равно атмосферному;
- деривационный водовод на всей длине имеет постоянную площадь сечения.

9.

ГРАНИЧНЫЕ УСЛОВИЯ
Изменение суммарного расхода турбинных водоводов во времени
QT задается
f t в качестве граничного
условия. Простейшим граничным условием является мгновенное изменение расхода турбин от некоторого
начального до конечного значения. Более точным является линейный закон изменения расхода турбин, в
котором может учитываться реальное время изменения расхода при наборе или сбросе нагрузки

10.

ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫЙ ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНЫЙ
УРАВНИТЕЛЬНЫЙ РЕЗЕРВУАР
1-напорная подводящая деривация;
2 – уравнительный резервуар;
3 – внутренний стояк с водосливом на гребне;
4 – водопропускные окна в основании стояка;
5 – турбинный трубопровод

11.

СЕНГИЛЕЕВСКАЯ ГЭС

12.

МИНГЕЧАУРСКАЯ ГЭС

13.

МИНГЕЧАУРСКАЯ ГЭС

14.

МИНГЕЧАУРСКАЯ ГЭС

15.

ЗЕЛЕНЧУКСКАЯ ГЭС ГАЭС

16.

17.

СВИСТУХИНСКАЯ ГЭС