RU2068051C1 - Водоприемник-водовыпуск - Google Patents

Abstract

Изобретение относится к гидротехническим сооружениям и предназначено для использования на гидроаккумулирующих электростанциях (ГАЭС) и насосных станциях (НС), предусматривающих работу в режиме гидроаккумулирования. Цель изобретения - повышение эффективности работы водоприемника-водовыпуска путем уменьшения потерь напора в водоприемной камере при турбинном режиме работы за счет автоматического вывода из рабочего состояния разделителя потока в этом режиме и включения его в рабочее состояние в насосном режиме. Указанная цель достигается тем, что водоприемник-водовыпуск включает напорный водовод 1, водоприемную камеру 2, которую образуют фундаментная плита 3, боковые стенки 4 и потолок 5, паз 6 быстродействующего затвора, паз 7 ремонтного затвора, переходный участок 8. В водоприемной камере 2 установлены разделители потока 9, состоящие из двух криволинейных пластин, прикрепленных осевыми шарнирами 12 и 13 к средним частям стенок 4. Шарниры 12 и 13 каждой пластины выполнены с осью 14 поворота, проходящей через точки, расположенные на боковых стенках 4 водоприемной камеры 2 у торцов пластин. Стенки 4 выполнены также криволинейными, причем их очертание в плане аналогично кривизне пластин. Такое соответствие позволяет разместить пластины в нерабочем состоянии в примыкании к стенкам. Каждая из пластин снабжена рычагом, соединенным посредством шарнира с подъемно-опускным механизмом. Подъемно-опускной механизм размещен в нишах 18, выполненных в боковых стенках водоприемной камеры 2, и включает в себя два вододействующих устройств, каждое из которых состоит из емкости, снабженной в верхней части приспособлением для впуска и выпуска воздуха, а также верхним и нижним патрубками, которые соединены гибкими шлангами с перепускным золотниковым клапаном. Вододействующие устройства размещены в нишах 18 и шарнирно подвешены к рычагам. Клапан имеет управляющий перепускной золотник, подпружиненный пружиной, сливной трубопровод и трубопровод, соединенный со скоростной трубкой, которая размещена в водоприемной камере 2 и направлена к входу водоприемной камеры 2 (в сторону водоема). Для предотвращения попадания воды из водоприемной камеры 2 в нишах 18 предусмотрены уплотнения, а профильтровавшаяся вода отводится в нижний бьеф по приямку.

Положительный эффект заключается в следующем. При работе устройства в турбинном режиме криволинейные пластины разделителя потока автоматически поднимаются к стенкам водоприемной камеры и, таким образом, выводятся из потока. В результате этого исключается трение потока о поверхности разделителя и, следовательно, снижаются общие потери напора (энергии) в водоприемнике-водовыпуске в этом (турбинном) режиме. 5 ил.

Description

Изобретение относится к гидротехническим сооружениям и предназначено для использования на гидроаккумулирующих электростанциях (ГАЭС) и насосных станциях (НС), предусматривающих работу в режиме гидроаккумулирования.

Известен водоприемник-водовыпуск ГАЭС, включающий водоприемную камеру, напорный водовод, паз быстродействующего затвора и переходный участок [1] При работе ГАЭС в турбинном режиме вода из водоема поступает в водоприемную камеру и далее в напорный водовод. Плавное очертание водоприемной камеры обеспечивает малые величины потерь напора (энергии). При работе в насосном режиме вода из напорного водовода попадает в водоем.

Недостатком известной конструкции являются значительные потери напора (энергии) в насосном режиме, обусловленные неизменностью очертания и формы водоприемной камеры при изменении режима работы, а также большими потерями скоростного напора.

Наиболее близок к предлагаемому техническому решению водовыпуск, включающий водоприемную камеру, напорный водовод, пазы затворов, переходный участок и разделитель потока, установленный в водоприемной камере.

Использование разделителя потока позволяет разделить выходящий поток на несколько ярусов, в каждом из которых поток плавно расширяется без отрыва от стенок водоприемной камеры, и за счет этого в устройстве уменьшаются потери скоростного напора в выходном сечении водовыпуска при насосном режиме.

Недостаток этой конструкции заключается в значительных потерях напора в турбинном режиме, обусловленных трением частиц потока о поверхность разделителя.

Цель изобретения повышение эффективности работы водоприемника-водовыпуска путем уменьшения потерь напора в водоприемной камере при турбинном режиме работы за счет автоматического вывода из рабочего состояния разделителя потока в этом режиме и включения его в рабочее состояние в насосном режиме.

Указанная цель достигается тем, что в водоприемнике-водовыпуске, включающем водоприемную камеру с пазами затворов, переходный участок, сопрягающий камеру с напорным водоводом, разделитель потока по вертикали и подъемно-опускной механизм, соединенный с разделителем потока, разделитель потока выполнен из двух криволинейных в продольном направлении пластин с рычагами, прикрепленных шарнирно к средним частям стенок водоприемной камеры. При этом в боковых стенках водоприемной камеры выполнены ниши, водоприемная камера снабжена скоростной трубкой, направленной к ее входу, а подъемно-опускной механизм выполнен из двух вододействующих устройств, каждое из которых состоит из размещенной в нише водоприемной камеры и шарнирно подвешенной к рычагу пластины емкости с приспособлением для впуска и выпуска воздуха в верхней части и верхним и нижним патрубками, и перепускного золотникового клапана, соединенного гибкими шлангами с патрубками емкости, и трубопроводом со скоростной трубкой водоприемной камеры. Причем стенки водоприемной камеры выполнены с кривизной, аналогичной кривизне пластин, а шарниры каждой пластины выполнены с осью поворота, проходящей через точки, расположенные на боковых стенках водоприемной камеры у торцов пластин.

Положительный эффект заключается в следующем. При работе устройства в турбинном режиме криволинейные пластины разделителя потока автоматически поднимаются к стенкам водоприемной камеры и, таким образом, выводятся из потока. В результате этого исключается трение потока о поверхности разделителя и, следовательно, снижаются общие потери напора (энергии) в водоприемнике-водовыпуске в этом (турбинном) режиме.

При включении насосного режима обе криволинейные пластины разделителя потока автоматически опускаются и устанавливаются в рабочее состояние в водоприемной камере. При этом поток воды, движущийся из водовода в водоем, разделяется ими на отдельные отсеки, в результате чего в выходном сечении водоприемной камеры увеличивается общая площадь потока, а следовательно, сокращаются потери скоростного напора. Все это повышает эффективность работы водоприемника-водовыпуска ГАЭС.

На фиг.1 изображен водоприемник-водовыпуск при работе в насосном режиме, продольный разрез; на фиг.2 разрез 1-1 фиг.1; на фиг.3 - водоприемник-водовыпуск при работе в турбинном режиме, продольный разрез; на фиг.4 схема работы автоматического подъемно-опускного механизма; на фиг.5 - схема крепления пластины разделителя посредством осевого шарнира к стенке водоприемной камеры.

Водоприемник-водовыпуск включает напорный водовод 1, водоприемную камеру 2, которую образуют фундаментная плита 3, боковые стенки 4 и потолок 5, паз 6 быстродействующего затвора, паз 7 ремонтного затвора, переходный участок 8. В водоприемной камере 2 установлены разделители потока 9, состоящее из двух криволинейных пластин 10 и 11, прикрепленных осевыми шарнирами 12 и 13 к средним частям стенок 4. Шарниры 12 и 13 каждой пластины 10 и 11 выполнены с осью 14 поворота, проходящей через точки, расположенные на боковых стенках 4 водоприемной камеры 2 у торцов пластин 10 и 11. Стенки 4 выполнены также криволинейными, причем их очертание в плане аналогична кривизне пластин 10 и 11. Такое соответствие позволяет разместить пластины 10 и 11 в нерабочем состоянии 15 в примыкании к стенкам 4. Каждая из пластин 10 и 11 снабжена рычагом 16, соединенным посредством шарнира 17 с подъемно-опускным механизмом. Подъемно-опускной механизм размещен в нишах 18, выполненных в боковых стенках 4 водоприемной камеры 2, и включает в себя два вододействующих устройства, каждое из которых состоит из емкости 19, снабженной в верхней части приспособлением 20 для впуска и выпуска воздуха, а также и верхним и нижним патрубками, которые соединены гибкими шлангами 21 и 22 с перепускным золотниковым клапаном 23. Вододействующие устройства размещены в нишах 18 и шарнирно подвешены к рычагам 16. Клапан 23 имеет управляющий перепускной золотник 24, подпружиненный пружиной 25, сливной трубопровод 26 и трубопровод 27, соединенный со скоростной трубкой 28, которая размещена в водоприемной камере 2 и направлена к входу водоприемной камеры 2 (в сторону водоема). Для предотвращения попадания воды из водоприемной камеры 2 в нишах 18 предусмотрены уплотнения 29, а профильтровавшаяся вода отводится в нижний бьеф по приямку 30.

При работе ГАЭС в насосном режиме пластины 10 и 11 устанавливаются в рабочем положении с опиранием на опоры 31. Вода из напорного водовода 1 поступает в камеру 2, где пластинами 10 и 11 разделителя потока 9 рассекается на отдельные потоки, каждый из которых имеет оптимальный угол расширения 8-12 градусов. Такая величина угла обеспечит течение потока в каждом ярусе без отрыва от стенок и близкое к равномерному поле скоростей в выходном сечении водоприемной камеры.

При изменении режима работы ГАЭС на турбинный вода начинает двигаться из водоема в камеру 2 и далее в водовод 1. Скоростной напор потока, действуя на скоростную трубку 28, повышает давление в верхней части клапана 23 перемещая золотник 24 вниз, сжимая пружину 25. Тогда вода из верхней части клапана 23 будет поступать через гибкий шланг 21 и наполнять вододействующее устройство 19. Воздух из устройства 19 вытесняется через приспособление 20. Вес устройства 19 увеличивается, за счет чего оно опускается и опускает вниз рычаг 16. В результате этого пластина 10 поднимается и занимает положение 15 вдоль стенки водоприемной камеры 2. Движущаяся в водоприемной камере 2 вода не испытывает дополнительного трения о поверхности пластин 10 и 11 разделителя потока 9.

Если снова меняется режим работы ГАЭС на насосный, то вода начинает перемещаться из водовода 1 в водоем. При этом в скоростной трубке 28 создается разрежение и давление в трубопроводе 27 уменьшается. Под действием пружины 25 золотник 24 переместится вверх. Вода из вододействующего устройства 19 через нижний патрубок по шлангу 22 и далее по трубопроводу 26 вытекает в нижний бьеф. Воздух через приспособление 20 поступает в устройство 19. Вес устройства 19 уменьшается. Поскольку центр тяжести пластины 10 разделителя потока 9 смещен относительно своей оси 14 в сторону оси водоприемной камеры 2, то пластина 10 под действием собственного веса начнет опускаться, поднимая облегченное устройство 19, и займет рабочее положение для насосного режима.

Предлагаемое устройство позволяет обеспечить в турбинном режиме автоматический подъем пластин разделителя потока к стенкам водоприемной камеры и, таким образом, вывести их из потока. В результате этого исключается трение потока о поверхности разделителя и, следовательно, снижаются общие потери напора (энергии) в водоприемнике-водовыпуске в этом (турбинном) режиме. При включении насосного режима разделители потока автоматически опускаются и устанавливаются в рабочее состояние в водоприемной камере. При этом поток воды, движущийся из водовода в водоем разделяется ими на отдельные отсеки, в результате чего в выходном сечении водоприемной камеры увеличивается общая площадь потока, а следовательно, сокращаются потери скоростного напора. Все это повышает эффективность работы водоприемника-водовыпуска ГАЭС. ЫЫЫ2 ЫЫЫ4

Claims (1)

1. Водоприемник-водовыпуск, включающий водоприемную камеру с пазами затворов, переходной участок, сопрягающий камеру с напорным водоводом, разделитель потока по вертикали и подъемно-опускной механизм, соединенный с разделителем потока, отличающийся тем, что разделитель потока выполнен из двух криволинейных в продольном направлении пластин, прикрепленных шарнирно к средним частям стенок водоприемной камеры, при этом в боковых стенках водоприемной камеры выполнены ниши, водоприемная камера снабжена скоростной трубкой, направленной к ее входу, а подъемно-опускной механизм выполнен из двух вододействующих устройств, каждое из которых состоит из размещенной в нише водоприемной камеры и шарнирно подвешенной к рычагу пластины емкости с приспособлением для впуска и выпуска воздуха в верхней части и верхним и нижним патрубками, и перепускного золотникового клапана, соединенного гибкими шлангами с патрубками емкости и трубопроводом со скоростной трубкой водоприемной камеры, причем стенки водоприемной камеры выполнены с кривизной, аналогичной кривизне пластин, а шарниры каждой пластины выполнены с осью поворота, проходящей через точки, расположенные на боковых стенках водоприемной камеры у торцов пластин.

Images