RU2224067C2 - Concrete dam, process of its erection, method of its exploitation and gear controlling temperature condition of concrete by outer face of dam - Google Patents

Concrete dam, process of its erection, method of its exploitation and gear controlling temperature condition of concrete by outer face of dam Download PDF

Info

Publication number
RU2224067C2
RU2224067C2 RU2001130379/13A RU2001130379A RU2224067C2 RU 2224067 C2 RU2224067 C2 RU 2224067C2 RU 2001130379/13 A RU2001130379/13 A RU 2001130379/13A RU 2001130379 A RU2001130379 A RU 2001130379A RU 2224067 C2 RU2224067 C2 RU 2224067C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
dam
concrete
tiers
heat exchangers
coil
Prior art date
Application number
RU2001130379/13A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2001130379A (en
Inventor
кова Л.С. Перм
Л.С. Пермякова
В.П. Ягин
В.И. Брызгалов
В.А. Булатов
А.П. Епифанов
И.А. Давыдов
Original Assignee
Открытое акционерное общество "Саяно-Шушенская ГЭС им. П.С. Непорожнего"
Открытое акционерное общество Красноярский проектно-изыскательский институт "Гидропроект"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Открытое акционерное общество "Саяно-Шушенская ГЭС им. П.С. Непорожнего", Открытое акционерное общество Красноярский проектно-изыскательский институт "Гидропроект" filed Critical Открытое акционерное общество "Саяно-Шушенская ГЭС им. П.С. Непорожнего"
Priority to RU2001130379/13A priority Critical patent/RU2224067C2/en
Publication of RU2001130379A publication Critical patent/RU2001130379A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2224067C2 publication Critical patent/RU2224067C2/en

Links

Images

Landscapes

  • On-Site Construction Work That Accompanies The Preparation And Application Of Concrete (AREA)

Abstract

FIELD: hydraulic engineering, exploitation of dams under rigorous climate conditions. SUBSTANCE: concrete dam includes internal part, external parts, heat insulation coat of its downstream face and tubular heat exchangers positioned in tiers. Tubular heat exchangers of downstream face are connected to pipe-lines supplying and carrying away heat transfer agent and function with formation of heated zone at downstream face of dam. Width of tier of tubular heat exchangers of dam in cross-section exceeds width of its downstream part in point of location of this tier or is equal to it and distance in height between tiers equals height of concrete block or is present integral number of times in this height. Dam is erected by casting concrete mixture in the form of concrete blocks and their subsequent cooling with the aid of tubular heat exchangers placed in concrete blocks with formation of tiers. Heat engineering parameters of heat exchangers, outlines of their tiers in plan and distance between tiers are set in compliance with assumed temperature condition in zone heated during period of exploitation of dam formed by downstream face of dam. Height of concrete blocks is set equal to distance between tiers of tubular heat exchangers. In process of exploitation of dam its stress state is controlled by heating of its downstream face in cold season. Heating is carried out by supply of water with temperature exceeding average temperature of free air of given locality for many years by preset value over pipe-lines arranged in tiers with the help of tubular heat exchangers. Water is supplied into tubular heat exchangers by circuit ensuring its flow in tubular heat exchangers in direction from downstream face of dam to its internal part and predominantly prior to rise of water in front of dam to level capable of causing tensile stress by upstream face of dam in absence of heating. Temperature condition of concrete dam is controlled by means of gear that includes flat coil pipe encased in concrete block which long elements are laid in parallel to downstream face of dam and which short elements are interconnected. Gear is fitted with three valves mounted on coil pipe, on additional tubular element and on long element so that heat transfer agent circulates over entire coil pipe in one direction except additional long element and in opposite direction over one part of coil pipe only which borders on downstream face of dam, additional long element included. EFFECT: enhanced operational reliability of concrete dams owing to creation of optimal temperature conditions in them. 7 cl, 3 dwg

Description

Изобретения относятся к области гидротехники и могут быть использованы при возведении и эксплуатации бетонных плотин, преимущественно в суровых климатических условиях. The invention relates to the field of hydraulic engineering and can be used in the construction and operation of concrete dams, mainly in harsh climatic conditions.

Известна бетонная плотина, включающая внутреннюю часть и наружные части, испытывающие температурные влияния воды и/или атмосферы [1]. Known concrete dam, including the inner part and the outer parts experiencing the temperature effects of water and / or atmosphere [1].

Недостатками известной плотины являются ее относительная недолговечность и недостаточная надежность вследствие воздействия на наружные части плотины атмосферы, обуславливающей суточные и сезонные перепады температур в бетоне наружных частей, что вызывает раскрытие строительных швов и образование трещин. Дополнительно, сокращение охлаждением, главным образом сезонным, наружной зоны у низовой грани способствует особенно в плотине со столбчатой разрезкой ее строительными швами появлению у верховой грани высокой плотины опасных трещин растяжения главным образом при высоких уровнях воды перед плотиной. The disadvantages of the known dam are its relative fragility and lack of reliability due to exposure to the outer parts of the dam of the atmosphere, causing daily and seasonal temperature differences in the concrete of the outer parts, which causes the opening of construction joints and the formation of cracks. Additionally, the reduction by cooling, mainly seasonal, of the outer zone at the bottom face contributes, especially in the dam with columnar cutting with its construction joints, to the appearance of dangerous tensile cracks at the top face of the high dam, mainly at high water levels in front of the dam.

Известна также бетонная плотина, включающая наружные части и внутреннюю часть с замкнутыми воздушными полостями, обогреваемыми электропечами [2 или 3]. A concrete dam is also known, including the outer parts and the inner part with closed air cavities heated by electric furnaces [2 or 3].

Недостатком этой плотины является относительно узкая сфера ее использования (плотины гравитационные с расширенными швами и массивно-контрофорсные), а также ее относительная недолговечность из-за образования трещин в бетоне вследствие высоких перепадов температур между подогреваемой внутренней частью плотины и ее наружными частями, находящимися под атмосферным воздействием. Этот перепад в холодное время года может достигать 40 градусов, а амплитуда колебания температуры в бетоне у низовой грани в течение года может превзойти эту величину. The disadvantage of this dam is the relatively narrow scope of its use (gravity dams with widened joints and massive contour joints), as well as its relative fragility due to the formation of cracks in concrete due to high temperature differences between the heated inner part of the dam and its external parts under atmospheric exposure. This difference in the cold season can reach 40 degrees, and the amplitude of the temperature fluctuation in concrete at the bottom face during the year can exceed this value.

Известен способ возведения бетонной плотины в суровых климатических условиях посредством укладки бетонной смеси в виде блоков бетонирования и последующего предохранения бетона от чрезмерного разогрева посредством отвода тепла, выделяющегося в процессе гидратации цемента, естественным путем через наружные поверхности блока [4]. There is a method of erecting a concrete dam in severe climatic conditions by laying the concrete mixture in the form of concrete blocks and then protecting the concrete from excessive heating by removing heat generated during cement hydration naturally through the outer surfaces of the block [4].

Недостатком известного способа возведения плотины является относительно узкая сфера его использования: возведение плотин с бетонируемыми широкими швами в суровых климатических условиях и возведение плотин низкими блоками бетонирования, обычно 1-1,5 метра, сопровождаемое рядом специальных мероприятий, направленных на предотвращение чрезмерного разогрева бетона, в иных климатических условиях. The disadvantage of this method of dam construction is the relatively narrow scope of its use: the construction of dams with concrete wide joints in severe climatic conditions and the construction of dams with low concrete blocks, usually 1-1.5 meters, accompanied by a number of special measures aimed at preventing excessive heating of concrete, in other climatic conditions.

Известен способ эксплуатации бетонной плотины, возведенной в суровых климатических условиях, включающий регулирование напряженного состояния плотины путем подогрева в холодное время года наружной части плотины, примыкающей к ее верховой грани, посредством подачи по трубам сжатого воздуха, подогретого в продольной полости плотины [5]. A known method of operating a concrete dam built in harsh climatic conditions, including regulating the stress state of the dam by heating in the cold season the outer part of the dam adjacent to its upper face, by supplying compressed air through the pipes heated in the longitudinal cavity of the dam [5].

Недостатком известного способа эксплуатации плотины является слабая эффективность влияния такого подогрева на напряженное состояние омываемой водою наружной части плотины, бетон которой в течение года имеет практически постоянную положительную температуру, а также снижение безопасности плотины вследствие размещения системы труб непосредственно у ее верховой грани. A disadvantage of the known method of operating the dam is the low efficiency of the influence of such heating on the stress state of the outer part of the dam washed with water, the concrete of which has an almost constant positive temperature during the year, as well as a decrease in the dam safety due to the placement of the pipe system directly at its upper edge.

Известно устройство для регулирования температурного режима бетона, включающее уложенный в блок бетонирования плоский змеевик и трубопроводы для подвода и отвода теплоносителя [6]. A device for controlling the temperature of concrete, including a flat coil laid in a concreting unit and pipelines for supplying and discharging a coolant [6].

Недостатком известного устройства является его материалоемкость вследствие того, что в случае образования в плотине при ее эксплуатации подогреваемой в заданных границах зоны, включающей только часть блока бетонирования, необходимо размещение в блоке в одном ярусе двух таких змеевиков с независимым друг от друга подводом и отводом теплоносителя по дополнительным соединительным трубопроводам. Это обусловлено тем, что при возведении плотины теплоноситель должен циркулировать в плане по всему блоку, а при эксплуатации только по его части. A disadvantage of the known device is its material consumption due to the fact that in the case of formation in the dam during its operation of a zone heated up within the specified boundaries, including only part of the concrete block, it is necessary to place two such coils in the block in the same tier with independent from each other supply and removal of coolant additional connecting pipelines. This is due to the fact that during the construction of the dam, the coolant must circulate in the plan throughout the block, and during operation only in part.

Известна бетонная плотина, возводимая в суровых климатических условиях с разрезкой секций на блоки бетонирования и включающая внутреннюю часть, наружные части, испытывающие температурное влияние воды и/или атмосферы, и теплозащитное покрытие ее низовой грани [2 или 3]. Known concrete dam, erected in severe climatic conditions with cutting sections into concrete blocks and including the inner part, the outer parts experiencing the temperature influence of water and / or atmosphere, and heat-protective coating of its lower face [2 or 3].

Причиной, препятствующей получению указанного ниже технического результата при использовании известной бетонной плотины, является недостаточность влияния теплозащитного покрытия на температурный режим бетона у низовой грани плотины, которая в этом случае обычно промерзает на глубину 2-3 метра при глубине сезонного колебания температуры до 4-6 метров, вследствие чего полностью не предотвращается раскрытие как вертикальных, так и горизонтальных строительных швов и трещинообразование в бетоне как у низовой, так и у верховой грани плотины - последнее при высоких уровнях воды перед плотиной. The reason that impedes the achievement of the technical result indicated below when using a known concrete dam is the insufficient influence of the heat-shielding coating on the concrete temperature at the bottom of the dam, which in this case usually freezes to a depth of 2-3 meters with a seasonal temperature depth of 4-6 meters as a result of which the opening of both vertical and horizontal construction joints and cracking in concrete at both the lower and upper faces of the dam are not completely prevented - the latter at high water levels in front of the dam.

Известен способ возведения бетонной плотины в суровых климатических условиях посредством укладки бетонной смеси в виде блоков бетонирования и последующего их охлаждения с помощью трубчатых теплообменников уложенных в блоках бетонирования с образованием собою ярусов в плотине [7 или 8]. There is a method of erecting a concrete dam in severe climatic conditions by laying concrete mixture in the form of concrete blocks and then cooling them using tubular heat exchangers laid in concrete blocks with the formation of tiers in the dam [7 or 8].

Причиной, препятствующей получению указанного ниже технического результата при использовании известного способа возведения бетонной плотины, являются высокие затраты на его осуществление. Это обусловлено тем, что использованные при возведении плотины материалоемкие трубчатые теплообменники не приспособлены к их использованию для регулирования термонапряженного состояния плотины в период ее эксплуатации. The reason that impedes the receipt of the technical result indicated below when using the known method of erecting a concrete dam is the high cost of its implementation. This is due to the fact that the material-intensive tubular heat exchangers used in the construction of the dam are not adapted for their use to regulate the thermal stress state of the dam during its operation.

Известен способ эксплуатации бетонной плотины, возведенной в суровых климатических условиях, включающий регулирование напряженного состояния плотины путем подогрева в холодное время года ее наружной части, примыкающей к низовой грани, осуществляемого электропечами, расположенными в ее воздушных полостях и обогревающими эти полости [2 или 3]. A known method of operating a concrete dam, built in harsh climatic conditions, including the regulation of the stress state of the dam by heating in the cold season its outer part adjacent to the bottom face, carried out by electric furnaces located in its air cavities and heating these cavities [2 or 3].

Причиной, препятствующей получению указанного ниже технического результат при использовании известного способа эксплуатации бетонной плотины, является относительно узкая сфера его использования, а также низкая эффективность регулирования напряженного состояния плотины. Это обусловлено тем, что сплошные по высоте плотины полости имеются только в гравитационных плотинах с расширенными швами и в массивно-контрофорсных, а также тем, что подогревается главным образом внутренняя часть плотины, что не способствует существенному улучшению напряженного состояния в ее наружных частях. The reason that impedes the obtaining of the technical result indicated below when using the known method of operating a concrete dam is the relatively narrow scope of its use, as well as the low efficiency of regulation of the stress state of the dam. This is due to the fact that cavities continuous in height are found only in gravity dams with widened joints and in massive contour joints, as well as the fact that the internal part of the dam is heated mainly, which does not significantly improve the stress state in its external parts.

Известно устройство для регулирования температурного режима бетона у наружной грани плотины, включающее плоский змеевик, длинные элементы которого размещены параллельно наружной грани плотины и короткими элементами соединены между собой, трубопроводы для подвода и отвода теплоносителя и дополнительный трубчатый элемент, место присоединения к змеевику которого разделяет змеевик на две части [9]. A device for regulating the temperature of concrete at the outer edge of the dam, including a flat coil, the long elements of which are parallel to the outer edge of the dam and are connected by short elements, pipelines for supplying and discharging the coolant and an additional tubular element, the connection point to the coil of which divides the coil into two parts [9].

Причиной, препятствующей получению указанного ниже технического результата при использовании известного устройства для регулирования температурного режима бетона у наружной (низовой) грани плотины, является то, что в случае включения в подогреваемую зону плотины только части блока бетонирования, необходимо размещение в блоке в одном ярусе двух таких змеевиков с независимым друг от друга подводом и отводом теплоносителя, для чего требуются материалоемкие дополнительные соединительные трубопроводы. Это необходимо для обеспечения циркуляции теплоносителя в плане по всему блоку при возведении плотины и только по его части - при эксплуатации плотины. The reason that impedes the obtaining of the technical result indicated below when using the known device for regulating the temperature of concrete at the outer (lower) edge of the dam is that if only part of the concrete block is included in the heated zone of the dam, it is necessary to place two such blocks in the block in one tier coils with independent from each other supply and removal of coolant, which requires material-intensive additional connecting pipelines. This is necessary to ensure circulation of the coolant in the plan throughout the block during the construction of the dam and only in its part - during the operation of the dam.

Основной задачей, на решение которой направлены заявленные бетонная плотина, способ ее возведения, способ ее эксплуатации и устройство для регулирования температурного режима бетона у наружной грани плотины, является повышение надежности и долговечности бетонной плотины, а также экономия средств при ее создании и эксплуатации. The main task to which the claimed concrete dam is directed, the method of its construction, the method of its operation and the device for regulating the temperature of concrete at the outer edge of the dam is to increase the reliability and durability of the concrete dam, as well as cost savings during its creation and operation.

Единым техническим результатом, достигаемым при осуществлении заявленной группы изобретений, является предотвращение раскрытия строительных швов и трещинообразования в бетоне как у низовой, так и у верховой грани плотины, достигаемое при эксплуатации плотины путем создания в плотине температурного режима, близкого к оптимальному, причем малыми затратами средств посредством устройств, уже отработанных по своему прямому назначению при возведении плотины. A single technical result achieved in the implementation of the claimed group of inventions is to prevent the disclosure of construction joints and cracking in concrete at both the bottom and the top face of the dam, achieved during operation of the dam by creating a temperature regime near the optimum in the dam, and at a low cost by means of devices already worked out for their intended purpose during the construction of the dam.

Указанный технический результат достигается тем, что в известной бетонной плотине, возводимой в суровых климатических условиях с разрезкой секций на блоки бетонирования и включающей внутреннюю часть, наружные части, испытывающие температурное влияние воды и/или атмосферы, и теплозащитное покрытие ее низовой грани, согласно изобретению у низового грани плотины, по меньшей мере в ее средней по высоте части, ярусами размещены трубчатые теплообменники, соединенные с подводящими и отводящими теплоноситель трубопроводами и функционирующие с образованием у низовой грани плотины подогреваемой зоны в соответствии с принятым температурным режимом плотины при ее эксплуатации. Дополнительно, ширина яруса теплообменников в поперечном сечении плотины превышает ширину ее наружной части в месте размещения этого яруса или равна ей. Целесообразно, чтобы расстояние по высоте между ярусами теплообменников равнялось высоте блока бетонирования или укладывалось в эту высоту целое число раз. The specified technical result is achieved by the fact that in a known concrete dam erected in severe climatic conditions with sections cut into concrete blocks and including the inner part, the external parts experiencing the temperature influence of water and / or atmosphere, and the heat-protective coating of its lower face, according to the invention, of the lower face of the dam, at least in its middle part of height, the tubular heat exchangers are placed in tiers, connected to the pipelines in and out of the coolant and functioning with the formation of a heated zone near the bottom of the dam in accordance with the accepted temperature regime of the dam during its operation. Additionally, the width of the tier of the heat exchangers in the cross section of the dam exceeds the width of its outer part at the location of this tier or is equal to it. It is advisable that the height distance between the tiers of the heat exchangers be equal to the height of the concrete block or fit into this height an integer number of times.

Целенаправленное воздействие на напряженно-деформированное состояние бетонной плотины только за счет теплозащитного покрытия ее низовой грани недостаточно эффективно. Даже дорогостоящее покрытие с высокими теплозащитными свойствами полностью не предотвращает промерзание бетона, а только подогрев наружной части к тому же создает в бетоне, непосредственно у наружной грани, высокие градиенты температур и, как следствие, - высокие разрушающие бетон градиенты напряжений. Температурное состояние бетонной плотины будет близким к оптимальному, когда температура бетона у низовой грани, омываемой атмосферой, будет круглогодично превышать температуру бетона у верховой грани, омываемой водою, на определенную расчетом величину, причем температура должна плавно изменяться от одной грани к другой. В этом случае обеспечивается полезное дополнительное обжатие бетона у верховой грани плотины и ее контакта с основанием. Такое состояние плотины может быть достигнуто только в условиях управляемого искусственного климата, образующегося при сочетании теплозащитного покрытия и подогревающих бетон устройств, что создает новый технический результат (оптимальное температурно-напряженное состояние), превышающий простую сумму отдельно взятых результатов от покрытия и от подогревающих устройств и для бетонных плотин не известный из уровня техники. Действительно, как в источниках [2, 3, 4, 10], так и в других вышеуказанные факторы, влияющие на температурный режим бетонной плотины (покрытие грани, подогрев), рассматриваются только отдельно. Их же одновременное влияние с очевидностью в источниках не присутствует. A targeted effect on the stress-strain state of a concrete dam only due to the heat-shielding coating of its lower face is not effective enough. Even an expensive coating with high heat-shielding properties does not completely prevent freezing of concrete, and only heating the outer part also creates in the concrete, directly at the outer edge, high temperature gradients and, as a result, high stress-destroying concrete stress gradients. The temperature state of the concrete dam will be close to optimal when the temperature of concrete at the bottom face washed by the atmosphere year-round exceeds the temperature of concrete at the top face washed by water by a certain amount calculated, and the temperature should smoothly change from one side to another. In this case, useful additional compression of concrete is provided at the top face of the dam and its contact with the base. This state of the dam can only be achieved under conditions of controlled artificial climate resulting from a combination of heat-protective coating and concrete heating devices, which creates a new technical result (optimal temperature-stress state) that exceeds the simple sum of individual results from the coating and from the heating devices for concrete dams not known from the prior art. Indeed, both in the sources [2, 3, 4, 10], and in others, the above factors affecting the temperature regime of a concrete dam (face coating, heating) are considered only separately. Their simultaneous influence with evidence in the sources is not present.

Новым является также включение в плотину устройств, в виде трубчатых теплообменников, выполненных с учетом их использования как при возведении плотины, так и при ее эксплуатации: контуры ярусов теплообменников в плане, расстояние по высоте между ярусами. The inclusion of devices in the form of tubular heat exchangers made taking into account their use both during the construction of the dam and during its operation is also new: the contours of the tiers of the heat exchangers in plan, the distance in height between the tiers.

Указанный технический результат достигается тем, что в известном способе возведения плотины в суровых климатических условиях посредством укладки бетонной смеси в виде блоков бетонирования заданной высоты и последующего их охлаждения с помощью обладающих заданными теплотехническими параметрами трубчатых теплообменников, уложенных в блоках бетонирования с образованием собою ярусов в плане, согласно изобретению у низовой грани плотины, по меньшей мере в ее средней по высоте части, теплотехнические параметры теплообменников, наружные контуры их ярусов в плане и расстояния между ярусами задают в соответствии с принятым температурным режимом образования у низовой грани плотины зоны, подогреваемой в период ее эксплуатации. Одновременно высоту блока бетонирования задают равную расстоянию между ярусами теплообменников или кратную этому расстоянию. The specified technical result is achieved by the fact that in the known method of erecting a dam in severe climatic conditions by laying concrete mixture in the form of concrete blocks of a given height and then cooling them using tubular heat exchangers having predetermined heat engineering parameters laid in concrete blocks with the formation of tiers in plan, according to the invention, at the lower edge of the dam, at least in its mid-height part, the heat engineering parameters of the heat exchangers, external The contours of their tiers in the plan and the distance between the tiers are set in accordance with the accepted temperature regime for the formation of a zone at the lower edge of the dam that is heated during its operation. At the same time, the height of the concrete block is set equal to the distance between the tiers of the heat exchangers or a multiple of this distance.

Именно задание теплотехнических параметров трубчатых теплообменников, наружных контуров их ярусов в плане и расстояние между ярусами в соответствии с принятым температурным режимом плотины при ее эксплуатации и приведение в соответствие высоты блока бетонирования с расстоянием между ярусами теплообменников позволяет сэкономить средства за счет охлаждения бетона при возведении плотины посредством теплообменников, предназначенных для образования у низовой грани плотины подогреваемой зоны при ее эксплуатации. Specifying the heat engineering parameters of tubular heat exchangers, the outer contours of their tiers in plan and the distance between the tiers in accordance with the adopted temperature regime of the dam during its operation and adjusting the height of the concrete block to the distance between the tiers of the heat exchangers allows you to save money by cooling the concrete during the construction of the dam by heat exchangers designed to form a heated zone near the bottom of the dam during its operation.

Указанный технический результат достигается тем, что в известном способе эксплуатации бетонной плотины, возведенной в суровых климатических условиях, включающем регулирование напряженного состояния плотины путем подогрева в холодное время года ее наружной части, примыкающей к низовой грани, согласно изобретению подогрев осуществляют посредством подачи по трубопроводам в поярусно расположенные с включением этой наружной части трубчатые теплообменники воды с температурой, превышающей на заданную величину среднемноголетнюю температуру наружного воздуха местности. Воду подают по схеме, обеспечивающей ее движение в теплообменнике в направлении от низовой грани плотины к ее внутренней части. Целесообразно наружную часть, примыкающую к низовой грани плотины, подогревать преимущественно перед подъемом воды перед плотиной до уровня, способного в случае отсутствия подогрева вызвать у верховой грани плотины растягивающие напряжения,
В суровых климатических условиях температура бетона в наружной зоне, примыкающей к верховой грани плотины при высоких уровнях воды, всегда положительна и обычно находится в пределах 3-10 градусов, а в средней части при отсутствии подогрева - близка к среднемноголетней температуре наружного воздуха местности, которая обычно имеет околонулевую или отрицательную величину. Для создания температурного состояния плотины, близкого к оптимальному (температура бетона плавно уменьшается от низовой грани к верховой), необходимо в теплообменники подавать воду с более высокой температурой, чем среднемноголетняя температура воздуха. Величина этого превышения зависит от теплозащитных свойств покрытия низовой грани, определяющих градиенты температур в бетоне у этой грани, и увязывается с естественной температурой воды в источнике и с возможностью повышения температуры воды, например, путем добавления воды из системы охлаждения оборудования здания ГЭС.
The specified technical result is achieved by the fact that in the known method of operating a concrete dam, built in harsh climatic conditions, including regulating the stress state of the dam by heating in the cold season its outer part adjacent to the bottom face, according to the invention, the heating is carried out by feeding through pipelines in tier water tubular heat exchangers located with this outer part turned on with a temperature exceeding the predetermined average annual temperature Uru fresh air area. Water is supplied according to a scheme ensuring its movement in the heat exchanger in the direction from the lower edge of the dam to its internal part. It is advisable to heat the outer part adjacent to the lower edge of the dam, predominantly before raising water in front of the dam to a level capable of causing tensile stresses at the upper edge of the dam, if there is no heating
In severe climatic conditions, the temperature of the concrete in the outer zone adjacent to the upper edge of the dam at high water levels is always positive and usually within 3-10 degrees, and in the middle part, if there is no heating, it is close to the average long-term outdoor temperature of the area, which is usually has a near-zero or negative value. To create a temperature state of the dam that is close to optimal (concrete temperature gradually decreases from the bottom to the top), it is necessary to supply water with a higher temperature to the heat exchangers than the average long-term air temperature. The magnitude of this excess depends on the heat-shielding properties of the bottom face coating, which determine the temperature gradients in the concrete at that face, and is related to the natural temperature of the water in the source and the possibility of increasing the water temperature, for example, by adding water from the cooling system of the HPP building equipment.

Увязка температуры подаваемой в змеевики воды со среднемноголетней температурой наружного воздуха местности обусловлена тем, что при отсутствии подогрева прежде всего эта среднемноголетняя температура прямо или через воду в ее бьефах косвенно определяет температурный базис, относительно которого происходят естественные колебания температур во всех частях плотины. The correlation of the temperature of the water supplied to the coils with the average long-term outdoor temperature of the area is due to the fact that, in the absence of heating, first of all, this average long-term temperature directly or through the water in its basins indirectly determines the temperature basis relative to which natural temperature fluctuations occur in all parts of the dam.

Указанный технический результат достигается тем, что в известном устройстве для регулирования температурного режима бетона у наружной грани плотины, включающем уложенный в блок бетонирования плоский змеевик, длинные элементы которого размещены параллельно наружной грани плотины и короткими элементами соединены между собой, трубопроводы для подвода и отвода теплоносителя и дополнительный трубчатый элемент, место присоединения к змеевику которого разделяет змеевик на две части, согласно изобретению дополнительный трубчатый элемент соединяет среднюю часть змеевика с одним из трубопроводов, а само устройство дополнительно снабжено двумя обратными клапанами, один из которых расположен на змеевике, а другой на дополнительном трубчатом элементе. Обратные клапана установлены так, что при работе трубопровода, упомянутого последним, в режиме подвода, теплоноситель циркулирует по всему змеевику, а при работе этого трубопровода в режиме отвода - только по части змеевика, обращенной в сторону наружной грани плотины и образующей в последней в заданных границах подогреваемую зону. Дополнительно, со стороны наружной грани плотины змеевик снабжен дополнительным длинным элементом, концы которого гидравлически соединены с концами ближайшего к нему длинного элемента змеевика, при этом на дополнительном элементе установлен обратный клапан. The specified technical result is achieved by the fact that in the known device for regulating the temperature of concrete at the outer edge of the dam, which includes a flat coil laid in the concreting unit, the long elements of which are parallel to the outer edge of the dam and are interconnected by short elements, pipelines for supplying and discharging the coolant and an additional tubular element, the connection point to the coil of which divides the coil into two parts, according to the invention, an additional tubular element connects the middle part of the coil with one of the pipelines, and the device itself is additionally equipped with two check valves, one of which is located on the coil and the other on an additional tubular element. The non-return valves are installed so that during the operation of the pipeline mentioned last in the supply mode, the coolant circulates throughout the coil, and during the operation of the pipeline in the drain mode, only along the part of the coil facing the outer edge of the dam and forming in the latter at predetermined limits heated area. Additionally, from the side of the outer edge of the dam, the coil is equipped with an additional long element, the ends of which are hydraulically connected to the ends of the longest coil element closest to it, while a check valve is installed on the additional element.

Именно гидравлическое соединение в устройстве средней части змеевика с одним из трубопроводов и снабжение устройства двумя обратными клапанами, позволяет теплоносителю циркулировать при возведении плотины, по всему блоку бетонирования, а при эксплуатации плотины только по его части, предназначенной для образования в плотине подогреваемой зоны, что позволяет экономить материал на трубопроводах. It is the hydraulic connection in the device of the middle part of the coil with one of the pipelines and the supply of the device with two non-return valves that allows the coolant to circulate during the construction of the dam throughout the concrete block, and during operation of the dam only along its part, designed to form a heated zone in the dam, which allows save material on pipelines.

Проведенный заявителем анализ уровня техники позволил установить, что аналоги, характеризующиеся совокупностями признаков, тождественными всем признакам заявленных, бетонная плотина, способ ее возведения, способ ее эксплуатации и устройство для регулирования температурного режима бетона у наружной грани плотины, отсутствуют. Следовательно, каждое из заявленных изобретений соответствует условию патентоспособности "новизна". The analysis of the prior art by the applicant made it possible to establish that there are no analogues, characterized by sets of features identical to all the features claimed, a concrete dam, its construction method, its operation method and a device for controlling the temperature of concrete at the outer edge of the dam. Therefore, each of the claimed inventions meets the condition of patentability "novelty."

Результаты поиска известных решений в данной и смежных областях техники с целью выявления признаков, совпадающих с отличительными от прототипов признаками каждого заявленного изобретения, показали, что они не следуют явным образом из уровня техники. Из определенного заявителем уровня техники не выявлена известность влияния предусматриваемых существенными признаками каждого из заявленных изобретений преобразований на достижение указанного технического результата. Следовательно, каждое из заявленных изобретений соответствует условию патентоспособности "изобретательский уровень". Search results for known solutions in this and related fields of technology in order to identify features that match the distinctive features of the prototypes of each claimed invention have shown that they do not follow explicitly from the prior art. From the prior art determined by the applicant, the influence of the transformations provided for by the essential features of each of the claimed inventions on the achievement of the indicated technical result has not been revealed. Therefore, each of the claimed inventions meets the condition of patentability "inventive step".

В настоящей заявке на выдачу патента соблюдено требование единства изобретения, поскольку способ возведения, способ эксплуатации и устройство предназначены для создания и использования заявляемой бетонной плотины. Заявленные изобретения решают одну и ту же задачу - повышение надежности и долговечности службы бетонной плотины, а также экономия средств при ее создании у потребителя за счет достижения одного и того же технического результата при осуществлении изобретений - создание в бетонной плотине малыми затратами близкого к оптимальному температурного режима, предотвращающего раскрытие в плотине строительных швов и трещинообразование в ее бетоне. In the present application for the grant of a patent, the requirement of the unity of the invention is met, since the construction method, the method of operation and the device are intended to create and use the inventive concrete dam. The claimed inventions solve one and the same problem - increasing the reliability and durability of the concrete dam service, as well as saving money when creating it with the consumer by achieving the same technical result when implementing the inventions - creating in the concrete dam at low cost close to the optimal temperature , preventing the disclosure in the dam of construction joints and cracking in its concrete.

На фиг. 1 схематически изображены поперечное сечение бетонной плотины и схема коммуникаций трубной системы регулирования температурного режима бетона платины; на фиг.2 - разрез по А-А на фиг.1; на фиг.3 - разрез по Б-Б на фиг.1. In FIG. 1 schematically shows a cross section of a concrete dam and a communications circuit of a pipe system for controlling the temperature of platinum concrete; figure 2 is a section along aa in figure 1; figure 3 is a section along BB in figure 1.

Бетонная плотина возводится в суровых климатических условиях с разрезкой по длине на секции I посредством вертикальных межсекционных швов 2, по ширине на столбы 3 посредством вертикальных межстолбчатых швов 4 и по высоте на блоки бетонирования 5 посредством горизонтальных межблочных швов 6. Плотина включает внутреннюю часть 7 с неявно выраженной границей 8 и испытывающие температурное влияние среды следующие наружные части: 9 - влияние воды у верховой грани 10; 11 - атмосферы у низовой грани 12 и в оголовке 13; 14 и 15 - воды и атмосферы в зоне переменного уровня воды у наружных граней плотины соответственно верховой 10 и низовой 12. Последняя снабжена теплозащитным покрытием 16. A concrete dam is erected in severe climatic conditions with cutting along the length of section I by means of vertical intersectional joints 2, by width into columns 3 by vertical intercolumnar joints 4 and by height to concrete blocks 5 by means of horizontal interlocking joints 6. The dam includes an inner part 7 implicitly the following external parts experiencing a pronounced boundary 8 and experiencing the temperature influence of the medium: 9 - the effect of water at the top face 10; 11 - atmosphere at the bottom face 12 and in the head 13; 14 and 15 - water and atmosphere in the zone of variable water level at the outer faces of the dam, the top 10 and bottom 12, respectively. The latter is equipped with a heat-shielding coating 16.

По всей плотине ярусами размещены трубчатые теплообменники, выполненные в виде змеевиков временных 17 и постоянных 18 (на фиг.1 яруса временных змеевиков 17 изображены пунктирными линиями яруса постоянных змеевиков 18 - сплошными). Каждый змеевик 17 и 18 посредством трубопроводов двух соединительных 19 и двух разводящих 20 соединен с соответствующими двумя магистральными трубопроводами 21. Постоянные змеевики 18 размещены у низовой грани 12 плотины, по меньшей мере в ее средней по высоте части и преимущественно по два в каждом ярусе, и функционируют с образованием у низовой грани 12 подогреваемой зоны 22 с границей 23 в соответствии с принятым температурным режимом плотины при ее эксплуатации. Tubular heat exchangers are placed in tiers throughout the dam, made in the form of temporary coils 17 and permanent 18 (in FIG. 1, the tiers of temporary coils 17 are shown by dashed lines of the tier of the permanent coils 18 - solid). Each coil 17 and 18 is connected by means of pipelines of two connecting 19 and two distributing 20 to the corresponding two main pipelines 21. Permanent coils 18 are located at the bottom face 12 of the dam, at least in its middle part in height and mainly two in each tier, and function with the formation at the lower edge 12 of the heated zone 22 with a boundary of 23 in accordance with the accepted temperature regime of the dam during its operation.

Ширина "а" яруса постоянных змеевиков 18 в поперечном сечении плотины превышает ширину "в" ее наружной части 11 в месте размещения этого яруса и только у оголовка 13 плотины их ширина сближается. Расстояние по высоте между ярусами постоянных змеевиков hя равно высоте заключенного между ними блока бетонирования hб, а в случае высоких блоков бетонирования расстояние hя укладывается в высоту блока hб целое число раз - такой случай на чертеже не изображен.The width "a" of the tier of the permanent coils 18 in the cross section of the dam exceeds the width "in" of its outer part 11 at the location of this tier and only at the tip of the dam 13 their width converges. The height distance between the tiers of the permanent coils h i is equal to the height of the concreting block enclosed between them h b , and in the case of high concreting blocks the distance h i fits the block height h b an integer number of times - such a case is not shown in the drawing.

Теплозащитное покрытие 16 выполнено из утеплителя, например, ячеистого бетона, пенополистерола, целлюлозной ваты и других. The heat-protective coating 16 is made of insulation, for example, aerated concrete, expanded polystyrene, cellulose wool and others.

Способ возведения ранее описанной бетонной плотины в суровых климатических условиях осуществляют посредством укладки бетонной смеси в виде блоков бетонирования 5 и последующего их охлаждения с помощью трубчатых змеевиков временных 17 и постоянных 18, уложенных в блоках бетонирования 5 с образованием собою ярусов. У низовой грани 12 плотины, по меньшей мере в ее средней по высоте части, теплотехнические параметры змеевиков (внутренние и наружные диаметры, вид материала, расстояние в плане между элементами), наружные контуры ярусов змеевиков в плане и расстояние между ярусами hя определяют теплотехническим расчетом, выполненным в соответствии с принятым температурным режимом образования у низовой грани 12 плотины в период ее эксплуатации подогреваемой зоны 22, а высоту блока бетонирования hб задают равной расстоянию между ярусами змеевиков hя или кратную hя. Одновременно с этим выполняют теплозащитное покрытие 16 низовой грани 12 плотины.The method of erecting the previously described concrete dam in harsh climatic conditions is carried out by laying the concrete mixture in the form of concrete blocks 5 and then cooling them using tubular coils of temporary 17 and constant 18, laid in concrete blocks 5 with the formation of tiers. At the bottom face 12 of the dam, at least in the middle part of the height, the thermotechnical parameters of the coils (inner and outer diameters, the type of material, the distance in plan between the elements), the outer contours of the tiers of the coils in plan and the distance between the tiers h i are determined by thermal engineering calculation made in accordance with the adopted temperature regime of formation of a dam 22 at the bottom face 12 of the dam during its operation, and the height of the concrete block h b is set equal to the distance between the tiers of the coils h i or edge tn h i . At the same time, a heat-shielding coating 16 of the bottom face 12 of the dam is performed.

Способ эксплуатации бетонной плотины, возведенной в суровых климатических условиях ранее описанным способом, осуществляют следующим образом. A method of operating a concrete dam erected in severe climatic conditions by the previously described method is as follows.

Перед подъемом воды перед плотиной до уровня, способного вызывать у верховой грани плотины растяжение (такой уровень обычно близок к нормальному подпорному - НПУ), осуществляют подогрев наружной части 11 плотины, примыкающей к ее низовой грани 12. Для этого по подводящим трубопроводам 20 в поярусно расположенные трубчатые змеевики 18, пересекающих наружную часть 11 плотины, с заданной скоростью движения подают воду, температура которой на заданную величину превышает среднемноголетнюю температуру воздуха местности и обеспечивает образование в плотине у ее низовой грани 12 подогретой до заданной температуры зоны 22 в соответствии с принятым температурным режимом эксплуатации плотины. Практически весь перепад температур между наружным воздухом и бетоном плотины происходит в пределах теплозащитного покрытия 16, что позволяет осуществлять подогрев зоны 22 до температуры, на 3-6 градусов превышающей температуру бетона наружной части 9, омываемой водою у верховой грани 10, Воду подают в змеевики 18 с температурой обычно 7-10 градусов и по схеме, обеспечивающей ее движение в змеевике в направлении от низовой грани 12 плотины к ее внутренней части 7, что обеспечивает более плавное изменение температуры от ее низовой грани 12 к верховой 10, вследствие понижения температуры воды по мере ее движения в змеевике. Before the water rises in front of the dam to a level that can cause tension at the upper edge of the dam (this level is usually close to the normal retaining one - NPU), the outer part 11 of the dam adjacent to its lower edge 12 is heated. For this, the supply pipelines 20 are in tiered tubular coils 18 crossing the outer part 11 of the dam supply water at a given speed, the temperature of which exceeds the average long-term average temperature of the area by a given amount and provides in the dam at its lower edge 12 of the zone 22 heated to a predetermined temperature in accordance with the accepted temperature regime of the dam operation. Almost the entire temperature difference between the outside air and the dam concrete occurs within the heat-shielding coating 16, which allows heating the zone 22 to a temperature 3-6 degrees higher than the concrete temperature of the outer part 9, washed by water at the top face 10, Water is supplied to the coils 18 with a temperature of usually 7-10 degrees and according to the scheme ensuring its movement in the coil in the direction from the bottom face 12 of the dam to its inner part 7, which provides a smoother change in temperature from its bottom face 12 to the top th 10, due to a decrease in water temperature as it moves in the coil.

В таком подогретом состоянии зону 22 поддерживают в течение всего периода с высокими уровнями воды перед плотиной, чем и обеспечивают регулирование напряженного состояния плотины: целенаправленное дополнительное обжатие бетона до 2-3 МПа у верховой грани 10 плотины и грунта в ее основании. В период же низких уровней воды перед плотиной, в зоне 21 поддерживают более низкую, но положительную температуру, обеспечивающую использование воды в качестве теплоносителя. In this heated state, zone 22 is maintained during the entire period with high water levels in front of the dam, which ensures regulation of the stress state of the dam: targeted additional compression of concrete to 2-3 MPa at the top face 10 of the dam and soil at its base. In the period of low water levels in front of the dam, in zone 21, a lower but positive temperature is maintained, which ensures the use of water as a coolant.

В случае если теплозащитное покрытие 16 обладает низкими теплозащитными свойствами или оно полностью отсутствует, то во избежание высоких температурных градиентов, разрушающих бетон, воду в змеевик подают с более низкой температурой, чем ранее указана, и по схеме, обеспечивающей движение воды в змеевике в направлении от внутренней части 7 плотины в ее низовой грани 12. При необходимости в воде растворяют соль, что предотвращает в особых случаях замерзание воды в змеевиках 12. If the heat-shielding coating 16 has low heat-shielding properties or is completely absent, then in order to avoid high temperature gradients that destroy concrete, water is supplied to the coil with a lower temperature than previously indicated, and according to the scheme that ensures the movement of water in the coil in the direction from the inner part 7 of the dam in its lower face 12. If necessary, salt is dissolved in water, which prevents, in special cases, freezing of water in the coils 12.

Устройство для регулирования температурного режима бетона у наружной грани плотины содержит уложенный в основание блока бетонирования 5, через который проходит граница 23 подогреваемой зоны 22, сложный плоский трубчатый змеевик 24 (фиг. 2), соединенный посредством трубопроводов двух соединительных 19 и двух разводящих 20 с двумя магистральными трубопроводами 21. Эти трубопроводы образуют для теплоносителя две системы: подводящую и отводящую. Сложный змеевик 24 состоит из размещенных параллельно низовой грани 12 плотины длинных элементов 25, соединяющих их коротких элементов 26 и дополнительного трубчатого элемента 27, который одним концом присоединен в узле 28 к средней части змеевика 24, а другим концом - к одной из соединительных труб 19. Узел 28 разделяет сложный змеевик 24 на две части: постоянную 29, размещенную в подогреваемой зоне 22 блока 5, и временную 30, размещенную в этом блоке 5 за пределами зоны 22. Со стороны низовой грани 12 змеевик 24 снабжен дополнительным длинным трубчатым элементом 31, концы которого гидравлически соединены с концами ближайшего к нему длинного элемента 25. A device for controlling the temperature of concrete at the outer edge of the dam contains a concreted block 5 placed in the base, through which the boundary 23 of the heated zone 22 passes, a complex flat tubular coil 24 (Fig. 2), connected via pipelines of two connecting 19 and two distributing 20 with two main pipelines 21. These pipelines form two systems for the coolant: inlet and outlet. A complex coil 24 consists of long elements 25 placed parallel to the bottom face 12 of the dam, connecting their short elements 26 and an additional tubular element 27, which is connected at one end in node 28 to the middle part of the coil 24 and the other end to one of the connecting pipes 19. The node 28 divides the complex coil 24 into two parts: a constant 29, located in the heated zone 22 of block 5, and a temporary 30, located in this block 5 outside of zone 22. From the bottom side 12, the coil 24 is equipped with an additional long tubular element cop 31, the ends of which are hydraulically connected to the ends of the nearest long element 25.

Устройство снабжено обратными клапанами 32, 33 и 34, расположенными соответственно на временной части змеевика 30, на дополнительном элементе 27 и на дополнительном длинном элементе 31. Клапаны 32, 33 и 34 установлены так, что при работе соединительного трубопровода 19 в режиме подвода теплоноситель циркулирует по всему змеевику 24, кроме дополнительного длинного элемента 31 (пунктирные стрелки), а при работе этого же трубопровода 19 в режиме отвода - только по постоянной части 29 змеевика 24, включая и ее дополнительный длинный элемент 31. The device is equipped with check valves 32, 33 and 34, located respectively on the temporary part of the coil 30, on the additional element 27 and on the additional long element 31. The valves 32, 33 and 34 are installed so that when the connecting pipe 19 in the supply mode, the coolant circulates through the entire coil 24, except for the additional long element 31 (dashed arrows), and when the same pipe 19 is in retraction mode, only along the constant part 29 of the coil 24, including its additional long element 31.

В поперечном сечении плотины подогреваемая зона 22 чаще всего включает в себя полностью первый блок бетонирования 5, считая от низовой грани 12, и частично второй блок 5. В этом случае ранее описанный сложный змеевик 24 выполняется только во втором блоке 5, причем без дополнительного длинного элемента 31 и клапана 34, которые переносятся в постоянный змеевик 18 первого блока 5 (фиг.3). In the cross section of the dam, the heated zone 22 most often includes the entire first concreting block 5, counting from the bottom face 12, and partially the second block 5. In this case, the previously described complex coil 24 is performed only in the second block 5, and without an additional long element 31 and the valve 34, which are transferred to the permanent coil 18 of the first block 5 (figure 3).

Пересечение соединительных трубопроводов 19 межсекционных швов 2 и межстолбчатых швов 4, раскрытие которых редко превышает 1-2 миллиметра, осуществлено известными решениями: на участке пересечения трубопроводы выполнены металлическими (повышена их деформативность) и покрыта антиадгезионным слоем; трубопроводы разрезаны и соединены с возможностью их взаимного перемещения (выполнение пересечения на чертежах не показано). The intersection of the connecting pipelines 19 intersectional seams 2 and inter-columnar seams 4, the disclosure of which rarely exceeds 1-2 millimeters, was carried out by well-known solutions: at the intersection section, the pipelines are made of metal (their deformability is increased) and covered with a release layer; the pipelines are cut and connected with the possibility of their mutual movement (the intersection is not shown in the drawings).

Для размещения трубопроводов разводящих 20 и магистральных 21 использованы галереи соответственно поперечные 35 и продольные 36 (фиг.1). For the placement of pipelines distributing 20 and trunk 21 used gallery respectively transverse 35 and longitudinal 36 (figure 1).

Устройство работает следующим образом. The device operates as follows.

При возведении плотины вода по напорным трубопроводам магистральным 21, разводящему 20 и соединительному 19 поступает в змеевик 24 (направление движения воды в змеевике показано пунктирными стрелками) и сливается по работающим в режиме отвода аналогичным трубопроводам 19а, 20а и 21а, вынося из блока бетонирования 5 лишнее тепло от гидратации цемента. При этом вода циркулирует по всему змеевику 24, кроме дополнительного длинного элемента 31: клапан 32 открыт, клапан 33 на дополнительном элементе 27 закрыт под действием со стороны трубопровода 19 более высокого давления, чем со стороны змеевика, в котором часть этого давления уже потеряна, клапан 34 на дополнительном длинном элементе 31 закрыт. Отключение элемента 31 предотвращает переохлаждение бетона у наружной грани 12, теплозащитное покрытие 16 которой к этому времени еще не выполнено. During the construction of the dam, water flows through the pressure pipelines to the main 21, distributing 20 and connecting 19 to the coil 24 (the direction of water movement in the coil is indicated by dashed arrows) and merges along similar pipelines 19a, 20a and 21a operating in the drain mode, removing excess water from the concreting unit 5 heat from cement hydration. At the same time, water circulates throughout the coil 24, except for the additional long element 31: the valve 32 is open, the valve 33 on the additional element 27 is closed under the action of the higher pressure line 19 than the side of the coil, in which part of this pressure is already lost, the valve 34 on the optional long element 31 is closed. Disconnecting the element 31 prevents overcooling of the concrete at the outer face 12, the heat-protective coating 16 of which has not yet been completed.

При эксплуатации плотины направление движения воды в соединительных трубопроводах 19 и соответственно в змеевике 24 изменяют на противоположное (направление показано сплошными стрелками). В этом случае подогревающая бетон вода в змеевике 24 циркулирует только по его части 29 в направлении от низовой грани 12 плотины в ее внутренней части (клапан 32 закрыт, клапана 33 и 34 открыты), при этом у низовой грани 12 вода движется с пониженной скоростью по обоим длинным элементам 25 и 31. Это обеспечивает более интенсивный подогрев бетона у грани 12, а в случае местного нарушения теплоизоляционного покрытия 16 и перемерзания крайнего длинного элемента 31 циркуляция воды в змеевике не прекращается. During the operation of the dam, the direction of water movement in the connecting pipes 19 and, accordingly, in the coil 24 is reversed (the direction is shown by solid arrows). In this case, the concrete heating water in the coil 24 circulates only along its part 29 in the direction from the bottom face 12 of the dam in its inner part (valve 32 is closed, valves 33 and 34 are open), while at the bottom face 12 water moves at a reduced speed along both long elements 25 and 31. This provides a more intense heating of the concrete at the edge 12, and in the case of a local violation of the heat-insulating coating 16 and freezing of the extreme long element 31, the water circulation in the coil does not stop.

При выполнении во втором от низовой грани блоке сложного змеевика 24, а в первом блоке постоянного змеевика 18 (фиг.3) их обратные клапаны 32, 33 и 34 и дополнительные элементы 27 и 31 работают аналогично ранее описанному и с тем же результатом. When performing in the second block from the bottom face of the complex coil 24, and in the first block of the permanent coil 18 (Fig.3), their check valves 32, 33 and 34 and additional elements 27 and 31 work similarly to the previously described and with the same result.

При эксплуатации плотины постоянные части 29 сложных змеевиков 24 по назначению и результату эквивалентны простым змеевикам 18 и вместе с ними образуют яруса постоянных змеевиков, обеспечивающих создание подогреваемой зоны 22 заданной в поперечном сечении плотины ширины. При этом каждый сложный змеевик 24 в плотине может быть заменен двумя простыми змеевиками с индивидуальными подводом-отводом воды, один из которых будет постоянным, а другой временным. Поэтому в описании плотины часть 29 змеевика 24 в составе яруса постоянных змеевиков 18 не выделена (фиг.1). During the operation of the dam, the permanent parts 29 of the complex coils 24 are equivalent in design and result to simple coils 18 and together with them form tiers of permanent coils, providing the creation of a heated zone 22 of a given width in the cross section of the dam. In this case, each complex coil 24 in the dam can be replaced by two simple coils with individual supply-drainage of water, one of which will be permanent and the other temporary. Therefore, in the description of the dam, part 29 of the coil 24 as a part of the tier of the permanent coils 18 is not allocated (Fig. 1).

Использованию настоящей группы изобретений каждый раз должно предшествовать исследование термонапряженного состояния бетонной плотины с учетом последовательности ее возведения, условий омоноличивания профиля, неоднородности осадок основания, особенностей ее секций (глухие, станционные, водосливные), а после начала эксплуатации плотины ее состояние должно сопоставляться с показаниями контрольно-измерительной аппаратуры. The use of this group of inventions each time should be preceded by a study of the thermal stress state of the concrete dam, taking into account the sequence of its construction, the conditions of monolithic profile, the heterogeneity of the base sediments, the features of its sections (deaf, station, spillway), and after the start of operation of the dam, its condition should be compared with the control readings -measurement equipment.

Кроме указанного достигаемого технического результата и преимуществ заявленных объектов следует отметить также дополнительные их достоинства - возможность снижения требования морозостойкости к бетону наружной зоны, примыкающей к низовой грани плотины, сокращение или полное исключение ремонтных работ по подавлению фильтрации в теле плотины и в ее основании и др. Одновременно вследствие подогрева бетона у наружной грани плотины происходит полезное обжатие плотины в направлении ее продольной оси. In addition to the indicated technical result achieved and the advantages of the declared objects, their additional advantages should also be noted - the possibility of reducing the frost resistance requirement for concrete in the outer zone adjacent to the lower edge of the dam, reducing or completely eliminating repair work to suppress filtration in the dam body and its base, etc. At the same time, due to the heating of concrete at the outer edge of the dam, a useful compression of the dam occurs in the direction of its longitudinal axis.

Таким образом, приведенные сведения показывают, что при осуществлении заявленной группы изобретений выполняются следующие условия:
- средства, воплощающие изобретения при их осуществлении, предназначены для использования в промышленности, а именно при гидротехническом строительстве;
- для заявленных изобретений в том виде, как они охарактеризованы в независимых пунктах формулы изобретения, подтверждена возможность их осуществления с помощью описанных или других известных до даты подачи заявки средств и методов;
- средства, воплощающие изобретения при их осуществлении, способны обеспечить получение указанного технического результата.
Thus, the above information shows that when implementing the claimed group of inventions, the following conditions are met:
- means embodying the invention in their implementation, are intended for use in industry, namely in hydraulic construction;
- for the claimed inventions in the form as described in the independent claims, the possibility of their implementation using the described or other means and methods known before the filing date of the application is confirmed;
- means embodying the invention in their implementation, are able to provide the specified technical result.

Следовательно, заявленные изобретения соответствуют условию патентоспособности "промышленная применимость". Therefore, the claimed invention meets the condition of patentability "industrial applicability".

Использованные источники
1. СНиП 2.06.06-85. Плотины бетонные и железобетонные / Госстрой СССР. - М.: ЦИТП Госстроя СССР, 1986, с.3,4, п.2.2-2.6.
Used sources
1. SNiP 2.06.06-85. Concrete and reinforced concrete dams / Gosstroy USSR. - M.: TsITP Gosstroy of the USSR, 1986, p.3.4, p.2.2-2.6.

2. Телешов В. И., Фрид С.А. Проектирование бетонных плотин для условий особо сурового климата. Труды Ленгидропроекта. Сб.51, 1976, с.32-46. 2. Teleshov V.I., Frid S.A. Designing concrete dams for extremely harsh climates. Proceedings of the Lenhydroproject. Sat 51, 1976, p. 32-46.

3. Вагнер В.Н., Телешов В.И. Массивно-контрофорсная плотина Зейской ГЭС. Труды Ленгидропроекта. Сб.34, 1973, с.48-63. 3. Wagner V.N., Teleshov V.I. Massive-contourse dam of the Zeya hydroelectric station. Proceedings of the Lenhydroproject. Sat. 34, 1973, pp. 48-63.

4. Семенов Н.Г., Телешов В.И. Опыт проектирования и строительства плотины Мамаканской ГЭС в районе вечной мерзлоты. Труды Ленгидропроекта, Сб.5, 1967, с.167-178. 4. Semenov N.G., Teleshov V.I. Design and construction experience at the Mamakan hydroelectric dam in the permafrost area. Proceedings of the Lenhydroproject, Sat. 5, 1967, p. 167-178.

5. Гидротехнические сооружения. Справочник проектировщика/Под ред. В.П. Недриги. - М.: Стройиздат, 1983, с.291, рис.11.19,б и с.295. 5. Waterworks. Designer Handbook / Ed. V.P. Nedrigi. - M .: Stroyizdat, 1983, p. 291, fig. 11.19, b and p. 295.

6. Авторское свидетельство СССР 1330238, кл. Е 02 В 1/00, опубл. 15.08.87. 6. Copyright certificate of the USSR 1330238, cl. E 02 In 1/00, publ. 08/15/87.

7. Долматов А. П. Трубное охлаждение бетонной кладки как метод обеспечения монолитности плотин (по опыту возведения Красноярской ГЭС). Труды Ленгидропроекта. Сб.25, 1971, с.192-206. 7. Dolmatov A. P. Pipe cooling of concrete masonry as a method for ensuring the monolithicity of dams (according to the experience of the construction of the Krasnoyarsk hydroelectric station). Proceedings of the Lenhydroproject. Sat.25, 1971, pp. 192-206.

8. Король С. И. Технология трубного охлаждения бетона плотины Красноярской ГЭС // Гидротехническое строительство, 1968, 11. 8. King S. I. Technology of pipe cooling of concrete in the dam of the Krasnoyarsk hydroelectric station // Hydrotechnical construction, 1968, 11.

9. Авторское свидетельство СССР 896160, кл. E 02 В 1/00, опубл. 07.01.82. 9. Copyright certificate of the USSR 896160, cl. E 02 In 1/00, publ. 01/07/82.

10. Плят Ш. Н., Цыбин А.М. Влияние различных факторов на температуру в полости контрофорсной плотины. Известия ВНИИГ имени Б.Е.Веденеева. Т.232, часть II, 1996, с.82-88. 10. Plyat Sh.N., Tsybin A.M. The influence of various factors on the temperature in the cavity of the counterfort dam. News of VNIIG named after B.E. Vedeneev. T.232, part II, 1996, pp. 82-88.

Claims (7)

1. Бетонная плотина, возводимая в суровых климатических условиях с разрезкой секций на блоки бетонирования и включающая внутреннюю часть, наружные части, испытывающие температурное влияние воды и/или атмосферы, и теплозащитное покрытие ее низовой грани, отличающаяся тем, что у низовой грани плотины, по меньшей мере в ее средней по высоте части, ярусами размещены трубчатые теплообменники, соединенные с подводящими и отводящими теплоноситель трубопроводами с образованием у низовой грани плотины подогреваемой зоны, при этом ширина яруса теплообменников в поперечном сечении плотины превышает ширину ее наружной части в месте размещения этого яруса или равна ей, а расстояние по высоте между ярусами теплообменников равно высоте блока бетонирования или кратно ему.1. A concrete dam erected in severe climatic conditions with cutting sections into concrete blocks and including the inner part, the external parts experiencing the temperature influence of water and / or the atmosphere, and the heat-protective coating of its lower face, characterized in that at the lower face of the dam, at least in its middle part of height, the tubular heat exchangers are placed in tiers, connected to the inlet and outlet coolant pipelines with the formation of a heated zone at the bottom of the dam, while the width of the tier is the cross-section of the dam in the cross section of the dam exceeds the width of its outer part at the location of this tier or is equal to it, and the distance in height between the tiers of the heat exchangers is equal to the height of the concrete block or a multiple thereof. 2. Способ возведения бетонной плотины в суровых климатических условиях, включающий укладку бетонной смеси в виде блоков бетонирования и последующее их охлаждение с помощью трубчатых теплообменников, уложенных в блоках бетонирования с образованием собой ярусов в плотине, отличающийся тем, что у низовой грани плотины, по меньшей мере в ее средней по высоте части, теплотехнические параметры теплообменников, наружные контуры их ярусов в плане и расстояния между ярусами задают в соответствии с принятым температурным режимом образования у низовой грани плотины зоны, подогреваемой в период ее эксплуатации, при этом высоту блока бетонирования задают равной расстоянию между ярусами теплообменников или кратной этому расстоянию.2. A method of erecting a concrete dam in harsh climatic conditions, including laying the concrete mixture in the form of concrete blocks and then cooling them using tubular heat exchangers laid in concrete blocks with the formation of tiers in the dam, characterized in that at the bottom of the dam, at least least in its middle-height part, the heat engineering parameters of the heat exchangers, the outer contours of their tiers in terms of and the distance between the tiers are set in accordance with the accepted temperature regime for the formation of the face of the dam of the zone, heated during its operation, while the height of the concrete block is set equal to the distance between the tiers of the heat exchangers or a multiple of this distance. 3. Способ эксплуатации бетонной плотины, возведенной в суровых климатических условиях, включающий регулирование напряженного состояния плотины путем подогрева в холодное время года ее наружной части, примыкающей к низовой грани, отличающийся тем, что подогрев осуществляют посредством подачи по трубопроводам в поярусно расположенные с включением этой наружной части трубчатые теплообменники воды с температурой, превышающей среднемноголетнюю температуру наружного воздуха местности.3. A method of operating a concrete dam erected in severe climatic conditions, including regulating the stress state of the dam by heating its external part adjacent to the lower face in the cold season, characterized in that the heating is carried out by feeding through pipelines to the parts of tubular water heat exchangers with a temperature exceeding the average annual temperature of the outdoor air of the area. 4. Способ эксплуатации по п.3, отличающийся тем, что воду подают по схеме, обеспечивающей ее движение в теплообменнике в направлении от низовой грани плотины к ее внутренней части.4. The method of operation according to claim 3, characterized in that the water is supplied according to a scheme ensuring its movement in the heat exchanger in the direction from the bottom of the dam to its inner part. 5. Способ эксплуатации по п.3, отличающийся тем, что наружную часть, примыкающую к низовой грани плотины, подогревают преимущественно перед подъемом воды перед плотиной до уровня, способного в случае отсутствия подогрева вызвать у верховой грани плотины растягивающие напряжения.5. The method of operation according to claim 3, characterized in that the outer part adjacent to the lower edge of the dam is heated mainly before the water rises in front of the dam to a level capable of causing tensile stresses at the upper edge of the dam. 6. Устройство для регулирования температурного режима бетона у наружной грани плотины, включающее уложенный в блок бетонирования плоский змеевик, длинные элементы которого размещены параллельно наружной грани плотины и короткими элементами соединены между собой, трубопроводы для подвода и отвода теплоносителя и дополнительный трубчатый элемент, место присоединения к змеевику которого разделяет змеевик на две части, отличающееся тем, что дополнительный трубчатый элемент соединяет среднюю часть змеевика с одним из трубопроводов, а само устройство дополнительно снабжено двумя обратными клапанами, один из которых расположен на змеевике, а другой - на дополнительном трубчатом элементе, при этом обратные клапаны установлены так, что при работе трубопровода, упомянутого последним, в режиме подвода теплоноситель циркулирует по всему змеевику, а при работе этого трубопровода в режиме отвода - только по части змеевика, обращенной в сторону наружной грани плотины и образующей в последней в заданных границах подогреваемую зону.6. A device for controlling the temperature of concrete at the outer edge of the dam, including a flat coil laid in the concrete block, the long elements of which are parallel to the outer edge of the dam and connected by short elements, pipelines for supplying and discharging the coolant and an additional tubular element, the point of connection to the coil of which the coil is divided into two parts, characterized in that the additional tubular element connects the middle part of the coil with one of the pipelines, and o the device is additionally equipped with two non-return valves, one of which is located on the coil and the other on the additional tubular element, while the non-return valves are installed so that during the operation of the pipeline mentioned last, in the supply mode, the coolant circulates throughout the coil, and during operation of this pipeline in the diverting mode - only along the part of the coil facing the outer edge of the dam and forming a heated zone in the latter at predetermined boundaries. 7. Устройство по п.6, отличающееся тем, что со стороны наружной части плотины змеевик снабжен дополнительным длинным элементом, концы которого гидравлически соединены с концами ближайшего к нему длинного элемента змеевика, при этом на дополнительном длинном элементе установлен обратный клапан.7. The device according to claim 6, characterized in that, on the outer part of the dam, the coil is equipped with an additional long element, the ends of which are hydraulically connected to the ends of the longest coil element closest to it, while a check valve is installed on the additional long element.
RU2001130379/13A 2001-11-09 2001-11-09 Concrete dam, process of its erection, method of its exploitation and gear controlling temperature condition of concrete by outer face of dam RU2224067C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2001130379/13A RU2224067C2 (en) 2001-11-09 2001-11-09 Concrete dam, process of its erection, method of its exploitation and gear controlling temperature condition of concrete by outer face of dam

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2001130379/13A RU2224067C2 (en) 2001-11-09 2001-11-09 Concrete dam, process of its erection, method of its exploitation and gear controlling temperature condition of concrete by outer face of dam

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2001130379A RU2001130379A (en) 2003-08-20
RU2224067C2 true RU2224067C2 (en) 2004-02-20

Family

ID=32172140

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2001130379/13A RU2224067C2 (en) 2001-11-09 2001-11-09 Concrete dam, process of its erection, method of its exploitation and gear controlling temperature condition of concrete by outer face of dam

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2224067C2 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2474647C1 (en) * 2011-10-25 2013-02-10 Василий Петрович Ягин Method of operating concrete curved gravity dam that creates freezing reservoir and has its top edge directed southward
CN103225286A (en) * 2013-04-25 2013-07-31 中国水电顾问集团成都勘测设计研究院 Dam body structure of concrete gravity dam and regional coordination and temperature reduction method

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Семенов Н.Г., Телешев В.И. Опыт проектирования и строительства плотины Мамаканской ГЭС в районе вечной мерзлоты. Труды Ленгидропроекта. Сб.5, 1967, с.167-178. СНиП 2.06.06-85. Плотины бетонные и железобетонные /Госстрой СССР. - М.: ЦИТП Госстроя СССР, 1986, с.3 и 4, п.2.2-2.6. Телешов В.И., Фрид С.А., Проектирование бетонных плотин для условий особо сурового климата. Труды Ленгидропроекта. Сб.51, 1976, с.32-46. Гидротехнические сооружения. Справочник проектировщика /Под ред. В.П.Недриги. - М.: Стройиздат, 1983, с.291, рис.11.19,б и с.295. *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2474647C1 (en) * 2011-10-25 2013-02-10 Василий Петрович Ягин Method of operating concrete curved gravity dam that creates freezing reservoir and has its top edge directed southward
CN103225286A (en) * 2013-04-25 2013-07-31 中国水电顾问集团成都勘测设计研究院 Dam body structure of concrete gravity dam and regional coordination and temperature reduction method
CN103225286B (en) * 2013-04-25 2015-07-01 中国电建集团成都勘测设计研究院有限公司 Dam body structure of concrete gravity dam and regional coordination and temperature reduction method

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104018673B (en) Ultra-large volume concrete one-time continuous pours into a mould multi cycle real-time temperature control construction technology
KR101543348B1 (en) Concrete curing sheet for preventing plastic shrinkage crack, and curing method using the same
CN105603943B (en) What tunnel formula imitated nature fish pass blocks fish lifting means and method
CN103603312A (en) Ideal temperature control curve model of concrete dam and intelligent control method utilizing same
CN111411628B (en) Medium-heat lining concrete water cooling method based on maximum inner surface temperature difference age
CN102691255A (en) Method for quickly repairing cement concrete pavement
CN108952806A (en) High and cold tunnel in cold regions water-drainage antifreezing integrated system
RU2224067C2 (en) Concrete dam, process of its erection, method of its exploitation and gear controlling temperature condition of concrete by outer face of dam
CN110457738A (en) The temperature controlled anticracking method of liner structure moderate heat cement concrete
CN114736036A (en) Large-volume ultra-high-performance concrete thermal curing system and thermal curing process
US20130333860A1 (en) Structural element for transitory storage and deferred use of thermal energy, related structure and methods
CN209100089U (en) High and cold tunnel in cold regions water-drainage antifreezing integrated system
CN109024605B (en) Temperature control system for gridding concrete dam
CN106677115A (en) Intelligent heat preservation method of water film of concrete dam downstream surface
CN209621393U (en) A kind of anti-freeze disposal system of Layers In Cold-area Tunnels portal section gutter water flow
CN211498859U (en) Large-volume concrete cooling water control device
RU2306384C1 (en) River flow control method
CN106480981A (en) Radiator structure in Basement Mass Concrete process of setting and the method pouring Basement Mass Concrete
CN206817658U (en) A kind of round-the-clock ceiling radiation temperature-controlling system
CN110569559A (en) Method for calculating maximum temperature tensile stress of end free lining plate in concrete construction period
PE20010329A1 (en) METHOD FOR THE MANUFACTURE OF A COMPOSITE REFRIGERANT ELEMENT FOR THE FUSION AREA OF A METALLURGICAL REACTOR AND A COMPOSITE REFRIGERANT ELEMENT MANUFACTURED BY SAID METHOD
CN211006314U (en) Built-in health preserving water pipe system of high mound
RU2609439C1 (en) Soil material dam
RU2001130379A (en) Concrete dam, method of its construction, method of its operation and device for regulating the temperature regime of concrete at the outer edge of the dam
CN206432846U (en) Cooling water recoil visible system

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20091110