RU2513135C1

RU2513135C1 - Hpp building with staggered location of units

Info

Publication number: RU2513135C1
Application number: RU2012142125/13A
Authority: RU
Inventors: Валерий Валентинович Волшаник; Гамзат Магомедзагидович Гамзатов; Генрих Васильевич Орехов; Павел Сергеевич Чурин; Галина Николаевна Щенникова
Priority date: 2012-10-03
Filing date: 2012-10-03
Publication date: 2014-04-20
Also published as: RU2012142125A

Abstract

FIELD: construction.

SUBSTANCE: invention relates to hydraulic engineering and may be used in construction of hydraulic power plants in restricted conditions. The proposed task is solved by the fact that the proposed design of the hydraulic power plant building may locate a large number of units arranged in the horizontal plane at one elevation. The hydraulic power plant includes a turbine hall 1 and hydraulic units 2 arranged in rows. Hydraulic units 2 are arranged in one horizontal plane so that hydraulic units of the next row are placed in the gaps between hydraulic units of the previous row. Arrangement of hydraulic units in two rows, spiral chambers of which are displaced relative to each other, makes it possible to approach axes of the units towards to each other, and thus to reduce length of the HPP turbine hall. Arrangement of the hydraulic power plant building may be across the river bed or at the angle to the river bed.

EFFECT: reduced length of an HPP building results in reduction of capital intensity of the entire hydraulic engineering facility.

3 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к гидроэнергетике и может быть использовано при строительстве гидроэлектростанций в стесненных условиях.The invention relates to hydropower and can be used in the construction of hydropower plants in cramped conditions.

Известна гидроэлектростанция, в которой для размещения на коротком напорном фронте наибольшего числа гидроагрегатов последние расположены рядами, причем ряды гидроагрегатов смещены друг относительно друга в горизонтальной и вертикальной плоскостях (см. SU 130411 A1, опубл. 1960 г.).A hydroelectric power plant is known in which the latter are arranged in rows to accommodate the largest number of hydraulic units on a short pressure front, with the rows of hydraulic units shifted relative to each other in horizontal and vertical planes (see SU 130411 A1, publ. 1960).

Недостатком этого технического решения является значительная высота здания гидроэлектростанции вследствие смещения гидроагрегатов в вертикальной плоскости.The disadvantage of this technical solution is the significant height of the building of the hydroelectric power station due to the displacement of hydraulic units in a vertical plane.

Известна гидроэлектростанция, включающая машинный зал и гидроагрегаты, расположенные рядами, причем гидроагрегаты последующего ряда размещены в промежутках между гидроагрегатами предыдущего ряда (см. SU 1038410 A, опубл. 1983 г.). Такое расположение агрегатов в здании ГЭС позволяет в максимальной степени повысить выработку электроэнергии с одного створа ГЭС, однако высота здания резко увеличивается. Описываемая схема может быть применима при создании, например, приливной ГЭС, где имеется большая глубина заложения фундамента станции.A hydroelectric power plant is known, including a machine room and hydraulic units arranged in rows, and the hydraulic units of the next row are placed in between the hydraulic units of the previous row (see SU 1038410 A, publ. 1983). This arrangement of units in the building of the hydroelectric power station allows to maximize the generation of electricity from one site of the hydroelectric power station, however, the height of the building increases sharply. The described scheme may be applicable when creating, for example, a tidal hydroelectric power station, where there is a large depth of laying the foundation of the station.

Целью изобретения является создание конструкции здания гидроэлектростанции, имеющей возможно большое количество агрегатов, расположенных в горизонтальной плоскости на одной высотной отметке. Такая необходимость возникает при рассмотрении варианта строительства в стесненных (горных) условиях.The aim of the invention is the creation of a building structure of a hydroelectric power station having as many units as possible located in a horizontal plane at the same elevation. This need arises when considering a construction option in cramped (mountainous) conditions.

Под горизонтальной плоскостью расположения гидроагрегатов можно понимать плоскость, проходящую, например, понизу направляющего аппарата для поворотно-лопастных и радиально-осевых турбин или по оси вращения ковшевой гидротурбины с вертикально расположенным рабочим колесом.Under the horizontal plane of the arrangement of hydraulic units can be understood a plane passing, for example, the bottom of the guide apparatus for rotary vane and radial-axial turbines or along the axis of rotation of the bucket hydraulic turbine with a vertically located impeller.

Расположение здания гидроэлектростанции поперек русла реки означает ее расположение под углом 90°, по отношению к направлению русла реки.The location of the building of the hydroelectric power station across the river bed means its location at an angle of 90 °, relative to the direction of the river bed.

Расположение здания гидроэлектростанции под углом к руслу реки означает ее расположение под углом, отличным от угла 90°, по отношению к направлению русла реки.The location of the building of the hydroelectric power station at an angle to the river bed means its location at an angle different from the angle of 90 ° with respect to the direction of the river bed.

Сущность изобретения (полезной модели) поясняется чертежами, где на фиг.1 изображен плановый чертеж расположения агрегатов станции, на фиг.2 изображен разрез А-А на фиг.1.The invention (utility model) is illustrated by drawings, where figure 1 shows a plan drawing of the location of the units of the station, figure 2 shows a section aa in figure 1.

Гидроэлектростанция включает машинный зал 1 и гидроагрегаты 2 с подводящими 3 и отводящими 4 водоводами.The hydroelectric power station includes a machine room 1 and hydraulic units 2 with inlet 3 and outlet 4 water conduits.

Наиболее габаритным в плане элементом гидравлической турбины является спиральная камера. Наибольших размеров она достигает при использовании высоконапорных гидротурбин, снабженных рабочим колесом радиально-осевого типа. Уменьшение длины станции, где агрегаты расположены в один ряд, сдерживается именно шириной спиральной камеры. Существует большое количество створов, где размер здания играет важную роль в общей компоновочной схеме гидроузла. Такая ситуация возникает, как правило, в горных условиях, где расположить здание ГЭС наиболее сложно из-за стесненных условий створа строительства. В этом случае проводится поиск оптимальных компоновочных решений в отношении расположения здания ГЭС, при котором общая длина здания является критическим параметром.The most dimensional element in terms of a hydraulic turbine is a spiral chamber. It achieves the largest dimensions when using high-pressure hydraulic turbines equipped with a radial-axial impeller. The reduction in the length of the station, where the units are located in one row, is constrained precisely by the width of the spiral chamber. There are a large number of sections where the size of the building plays an important role in the overall layout of the waterworks. Such a situation arises, as a rule, in mountainous conditions, where it is most difficult to locate a hydroelectric building because of the cramped construction site conditions. In this case, a search is made for optimal layout solutions with regard to the location of the HPP building, in which the total length of the building is a critical parameter.

Эффект от данного предложения заключается в расположении агрегатов в два ряда, при этом один ряд агрегатов находится ближе к стене здания ГЭС, расположенной со стороны верхнего бьефа, а другой - ближе к стене, расположенной со стороны нижнего бьефа; спиральные камеры соседних в разных рядах агрегатов сдвинуты относительно друг друга по ширине здания ГЭС и их расположение в плане можно назвать «шахматным» расположением. Такое расположение позволяет приблизить оси агрегатов друг к другу и тем самым уменьшить длину машинного здания ГЭС. Снижение длины здания приводит также к снижению капиталоемкости всего гидроэнергетического объекта.The effect of this proposal is that the units are arranged in two rows, while one row of units is closer to the wall of the HPP building located on the upstream side, and the other is closer to the wall located on the downstream side; the spiral chambers of neighboring units in different rows are shifted relative to each other across the width of the HPP building and their location in plan can be called a “checkerboard” arrangement. This arrangement allows you to bring the axis of the units closer to each other and thereby reduce the length of the HPP machine building. Reducing the length of the building also reduces the capital intensity of the entire hydropower facility.

При такой компоновке максимальное сближение осей агрегатов будет определяться шириной отсасывающих труб гидротурбин и толщиной бетонной стенки между ними. Практика строительства и эксплуатации гидроэлектростанций с различными типами гидроагрегатов показывает, что толщина «в» бетонных перегородок (Фиг.1) между проточными частями отсасывающих труб гидротурбин определяется прочностью конструкции, воспринимающей статистические и динамические нагрузки.With this arrangement, the maximum approximation of the axes of the units will be determined by the width of the suction pipes of the hydraulic turbines and the thickness of the concrete wall between them. The practice of construction and operation of hydroelectric power plants with various types of hydraulic units shows that the thickness "in" of concrete partitions (Figure 1) between the flowing parts of the suction pipes of hydraulic turbines is determined by the strength of the structure, perceiving statistical and dynamic loads.

Расстояние между осями двух смежных рядов гидроагрегатов лимитируется возможностями подъемно-транспортного оборудования, используемого в качестве основного монтажного элемента и размерами гидрогенератора, расположенного на более высоких отметках по отношению к спиральной камере. Выбор оптимального расстояния «В» (см. Фиг.1) определяется путем оптимизации конструкции всего здания ГЭС.The distance between the axes of two adjacent rows of hydraulic units is limited by the capabilities of the handling equipment used as the main mounting element and the dimensions of the hydrogenerator located at higher elevations relative to the spiral chamber. The choice of the optimal distance "B" (see Figure 1) is determined by optimizing the design of the entire building of the hydroelectric power station.

Проектные проработки данного предложения показывают, что общее снижение капиталовложений в строительство здания ГЭС, основанное на двухрядном расположении агрегатов, может составлять до 14%.The design studies of this proposal show that the total reduction in investment in the construction of a hydropower plant, based on a two-row arrangement of units, can be up to 14%.

Claims

1. A hydroelectric power station, including a machine room and hydraulic units arranged in rows, with hydraulic units of the next row placed in between the hydraulic units of the previous row, characterized in that the hydraulic units are located in one horizontal plane, while the hydraulic units of the next row are placed between the hydraulic units of the previous row.

2. Hydroelectric power station according to claim 1, characterized in that the building of the hydroelectric power station is located across the river bed.

3. Hydroelectric power station according to claim 1, characterized in that the building of the hydroelectric power station is located at an angle to the river bed.