RU2080432C1

RU2080432C1 - Underground hydraulic-accumulating electric power station

Info

Publication number: RU2080432C1
Application number: RU9494009892A
Authority: RU
Inventors: В.М. Горбунов
Original assignee: Государственный проектно-изыскательский и научно-исследовательский институт "Гидропроект"
Priority date: 1994-03-22
Filing date: 1994-03-22
Publication date: 1997-05-27
Also published as: RU94009892A

Abstract

FIELD: hydraulic power engineering. SUBSTANCE: power station has machine hall accommodated in hollow cut out in rock mass and is made in the form of coaxially located upper chamber 1 and lower chamber 2 interconnected through shafts 3 with their diameter equal to inner diameter of generator housings of hydraulic power unit 3 located in lower chamber 2 of machine hall. Floor of upper chamber 1 is positioned on one level with floors of transformer hall 6 and transportation tunnel 7. Hoisting crane equipment is accommodated in upper chamber 1 of machine hall. Auxiliary equipment is located in lower chamber 2. EFFECT: high efficiency. 4 dwg

Description

Настоящее изобретение относится к области гидротехнического строительства, в частности к подземным гидроаккумулирующим станциям. The present invention relates to the field of hydraulic engineering, in particular to underground pumping stations.

При строительстве подземных ГАЭС особое внимание обращается на сооружение подземных выработок, располагаемых в скальном массиве на значительной глубине от дневной поверхности (порядка нескольких сот метров и более), в которых размещают оборудование машинных и трансформаторных залов. During the construction of underground PSPs, special attention is paid to the construction of underground workings located in the rock mass at a considerable depth from the day surface (of the order of several hundred meters or more), in which the equipment of machine and transformer halls is located.

В зависимости от геологических условий, геометрических размеров и формы этих выработок материальные затраты на их возведение бывают очень значительны. Depending on the geological conditions, geometric dimensions and the shape of these workings, the material costs for their construction are very significant.

Известна подземная ГАЭС Вальдек II(ФРГ), включающая машинный зал овального сечения с гидроагрегатами, вспомогательное и крановое оборудование, трансформаторный зал, подходной транспортный туннель [1]
Известна также подземная гидроаккумулирующая элеткростанция, содержащая машинный зал с обратимыми гидроагрегатами, вспомогательное и крановое оборудование, трансформаторный зал и транспортный туннель [2]
Данное техническое решение принято за прототип.Known underground PSP Waldeck II (Germany), including an oval section machine room with hydraulic units, auxiliary and crane equipment, a transformer room, an approach transport tunnel [1]
Also known is an underground pumped storage power station, comprising a machine room with reversible hydraulic units, auxiliary and crane equipment, a transformer room and a transport tunnel [2]
This technical solution is taken as a prototype.

Недостатком известных конструкций являются значительные размеры поперечного сечения камеры машинного зала, требующие сложных исследований и специальных дорогостоящих мероприятий при проходке выработки машинного зала и при эксплуатации ГАЭС для обеспечения ее устойчивости и надежности. A disadvantage of the known designs is the significant size of the cross section of the chamber of the turbine hall, requiring complex studies and special expensive measures when driving the excavation of the turbine hall and during operation of the PSP to ensure its stability and reliability.

Предлагаемое техническое решение по сравнению с известными решениями позволяет сократить размеры и площадь поперечного сечения подземной выработки, повысить ее надежность, уменьшить объем скальной выломки, уменьшить расходы на дорогостоящее крепление выработки, в том числе количество устанавливаемых преднапряженных (ПНА) и обычных анкеров, что в результате ведет к резкому сокращению материальных затрат на строительство ГАЭС. The proposed technical solution in comparison with the known solutions allows to reduce the size and cross-sectional area of the underground mine, increase its reliability, reduce the volume of rock excavation, reduce the cost of expensive fastening of the mine, including the number of installed prestressed (PNA) and conventional anchors, which as a result leads to a sharp reduction in material costs for the construction of the PSP.

Достигается это тем, что согласно изобретению машинный зал выполнен в виде двух соосно расположенных одна под другой камер, соединенных между собой шахтами, диаметр которых равен внутреннему диаметру стаканов двигатель-генераторов, при этом обратимые агрегаты и вспомогательное оборудование размещены в нижней камере машинного зала, а крановое оборудование в верней камере, пол которой расположен на одном уровне с полом трансформаторного зала и транспортного туннеля. This is achieved by the fact that according to the invention, the engine room is made in the form of two chambers coaxially arranged one below the other, connected by shafts, the diameter of which is equal to the inner diameter of the glasses of the engine-generators, while the reversible aggregates and auxiliary equipment are located in the lower chamber of the engine room, and crane equipment in the upper chamber, the floor of which is located on the same level with the floor of the transformer hall and the transport tunnel.

На фиг. 1 показана предлагаемая ГАЭС; на фиг. 2 поперечный разрез по машинному залу предлагаемой ГАЭС; на фиг. то же, по скальному целику; на фиг. 4 продольный разрез машинного зала предлагаемой ГАЭС. In FIG. 1 shows a proposed PSPP; in FIG. 2 cross section through the engine room of the proposed PSP; in FIG. the same for the rocky pillar; in FIG. 4 longitudinal section of the machine room of the proposed PSP.

Подземная гидроаккумулирующая электростанция содержит машинный зал, выполненный в скальном массиве в виде соосно расположенных между собой шахтами 3. В верхней камере 1 располагается монтажная площадка 4, на которой производится укрупненная сборка узлов агрегата и осуществляется ремонт агрегатов в период эксплуатации. В камере 1 размещается крановое оборудование 5, обслуживающее также и шахты 3. Пол верхней камеры 1 расположен на одном уровне с полами трансформаторного зала 6 и транспортного туннеля 7. The underground pumped storage power plant contains a machine room made in a rock mass in the form of coaxially arranged shafts 3. In the upper chamber 1 there is an assembly platform 4, on which the unit assemblies are assembled and units are repaired during operation. In the chamber 1, crane equipment 5 is located, which also serves the shafts 3. The floor of the upper chamber 1 is located on the same level as the floors of the transformer hall 6 and the transport tunnel 7.

В нижней камере 2 размещают обратимые гидроагрегаты 8, вода от которых отводится через отсасывающие трубы 9 и специальные туннели 10 в нижний бьеф (при турбинном режиме). Шахты 3, соединяющие камеры 1 и 2, имеют диаметр, равный внутреннему диаметру генераторных стаканов 11 гидроагрегатов 8. In the lower chamber 2, reversible hydraulic units 8 are placed, water from which is discharged through the suction pipes 9 and special tunnels 10 into the downstream (during turbine operation). Shafts 3 connecting the chambers 1 and 2 have a diameter equal to the inner diameter of the generator cups 11 of the hydraulic units 8.

В нижней камере 2 размещено также вспомогательное оборудование. In the lower chamber 2 is also placed auxiliary equipment.

Работа подземной ГАЭС происходит следующим образом. The work of the underground PSP is as follows.

В турбинном режиме гидроагрегаты 8 вырабатывают электроэнергию, пропуская через себя определенный расход воды под действием напора, образованного разностью уровней воды в верхнем и нижнем водохранилищах. Электрическая энергия от генераторов передается с помощью токопроводов генераторного напряжения 12 в трансформаторный зал 6 и после повышения напряжения передается на распределительное устройство и далее в сеть. In turbine mode, hydraulic units 8 generate electricity by passing a certain water flow through themselves under the influence of pressure formed by the difference in water levels in the upper and lower reservoirs. The electric energy from the generators is transmitted using the conductors of the generator voltage 12 to the transformer room 6 and after increasing the voltage is transmitted to the switchgear and then to the network.

В насосном режиме агрегаты ГАЭС, потребляя электрическую энергию из сети, перекачивают воду из нижнего водохранилища в верхнее, создавая в нем резерв воды, используемый в нужное для хозяйства время, например, в утренние или вечерние пиковые часы графита нагрузки для выработки электроэнергии и обеспечения требуемой мощности с системе. In the pump mode, the PSP units, consuming electric energy from the network, pump water from the lower reservoir to the upper one, creating a water reserve in it, used at the right time for the farm, for example, in the morning or evening peak hours of load graphite to generate electricity and provide the required power with the system.

Предлагаемая конструкция подземной ГАЭС с машинным залом из двух камер, связанных между собой шахтами, позволяет:
уменьшить площадь поперечного сечения подземной выработки и общий объем скальной выломки;
уменьшить расходы на дорогостоящее крепление выработки, в том числе количество устанавливаемых ПНА;
улучшить общую картину напряженно-деформированного состояния вмещающего скального массива, тем самым повысить надежность всего сооружения;
создать широкий фронт для монтажа агрегатов с выигрышем времени на строительстве для пуска агрегатов (сокращение сроков строительства ГАЭС);
увеличить общую площадь монтажной площадки и создать удобства при эксплуатации;
уменьшить длину подъездного транспортного туннеля.The proposed design of an underground PSP with a turbine hall of two chambers interconnected by mines allows:
reduce the cross-sectional area of the underground mine and the total volume of rock fragments;
reduce the cost of expensive fastening workings, including the number of installed PNA;
to improve the overall picture of the stress-strain state of the enclosing rock mass, thereby increasing the reliability of the entire structure;
create a wide front for installation of units with a gain in construction time for start-up of units (shortening the construction time of the PSP)
increase the total area of the installation site and create ease of use;
reduce the length of the access tunnel.

Claims

An underground pumped storage power plant, comprising a machine room with reversible hydraulic units, the engine generators of which are placed in glasses, auxiliary and crane equipment, a transformer room and a transport tunnel, characterized in that the machine room is made in the form of two chambers arranged coaxially one below the other, interconnected mines, the diameter of which is equal to the inner diameter of the glasses of the engine-generators, while the reversible hydraulic units and auxiliary equipment are located in the lower chamber Ashina hall, and crane equipment is placed in the upper chamber, the floor of which is flush with the floor of the transformer room and the transport tunnel.