RU54379U1

RU54379U1 - SHAFT MINE HYDRAULIC POWER PLANT

Info

Publication number: RU54379U1
Application number: RU2005139502/22U
Authority: RU
Inventors: Валерий Ростиславович Мигуренко; Виталий Константинович Березин; Вячеслав Львович Станкевич
Original assignee: Валерий Ростиславович Мигуренко; Виталий Константинович Березин; Вячеслав Львович Станкевич
Priority date: 2005-12-13
Filing date: 2005-12-13
Publication date: 2006-06-27

Abstract

Полезная модель относится к гидротехнике, в частности к средненапорным и низконапорным гидроаккумулирующим электростанциям [ГАЭС], сооружаемым в нескальных грунтах, с шахтным (полуподземным) расположением вертикальных обратимых гидроагрегатов. В шахтной гидроаккумулирующей электростанции, сооружаемой в нескальных грунтах, включающей верхний бассейн, в котором расположен вертикальный шахтный водоприемник-водовыпуск верхнего бассейна, обратимый гидроагрегат, содержащий обратимую гидротурбину со статором, снабженную подводящим-отводящим воду органом, вертикальный шахтный кольцевой водовод, образованный соосными внутренним и наружным железобетонными колодцами, причем обратимая гидротурбина размещена в гидротурбинном блоке, расположенном в нижней части наружного железобетонного колодца, отсасывающую-всасывающую трубу гидротурбинного блока, соединенную с напорным тоннелем, выведенным в нижний бассейн, снабженным на конце вертикальным шахтным водовыпуском-водоприемником, связанным посредством радиально установленных бычков с напорным туннелем, подводящий-отводящий воду орган обратимой гидротурбины выполнен в виде совокупности вертикальных колонн с поперечным сечением каждой The utility model relates to hydraulic engineering, in particular to medium-pressure and low-pressure pumped storage power plants [PSPP], constructed in non-rocky soils, with a shaft (semi-underground) arrangement of vertical reversible hydraulic units. In a mine accumulating power plant built in rocky soils, including the upper basin, in which there is a vertical shaft water intake-outlet of the upper basin, a reversible hydraulic unit containing a reversible hydraulic turbine with a stator, equipped with a water supplying and discharging organ, a vertical shaft annular conduit formed by coaxial internal and external reinforced concrete wells, wherein a reversible hydraulic turbine is located in a hydraulic turbine block located in the lower part of the external iron a well, a suction-suction pipe of a hydraulic turbine unit connected to a pressure tunnel led into the lower pool, equipped at the end with a vertical shaft water outlet-water intake, connected by means of radially mounted gobies with a pressure tunnel, the water inlet-water outlet of a reversible hydraulic turbine is made in the form of a set of vertical columns with a cross section of each

колонны в виде обтекаемого гидродинамического профиля, установленных равномерно по периметру вокруг статора гидротурбины обратимого гидроагрегата и встроенных консольно во внутренний колодец, при этом отсасывающая-всасывающая труба выведена через отверстие в стенке наружного колодца в напорный тоннель с водовыпуском-водоприемником нижнего бассейна, а водоприемник-водовыпуск верхнего бассейна включает радиально установленные между внутренним и наружным железобетонными колодцами бычки. В результате упрощается конструкция и возведение ГАЭС.columns in the form of a streamlined hydrodynamic profile installed evenly around the stator of a reversible hydraulic turbine turbine and integrated cantilever into the inner well, while the suction-suction pipe is led out through an opening in the wall of the outer well into a pressure tunnel with a water outlet-water inlet of the lower pool, and a water inlet-water outlet the upper basin includes gobies radially installed between the inner and outer reinforced concrete wells. As a result, the design and construction of the PSP is simplified.

Description

Полезная модель относится к гидротехнике, в частности к средненапорным и низконапорным гидроаккумулирующим электростанциям [ГАЭС], сооружаемым в нескальных грунтах, с шахтным (полуподземным) расположением вертикальных обратимых гидроагрегатов.The utility model relates to hydraulic engineering, in particular to medium-pressure and low-pressure pumped storage power plants [PSPP], constructed in non-rocky soils, with a shaft (semi-underground) arrangement of vertical reversible hydraulic units.

Известна конструкция гидроаккумулирующей электростанции, предложенной в 70-х г.г. прошлого века, состоящей из соосных, размещенных в грунте железобетонных цилиндров, пространство между которыми образует кольцевой водовод; в нем по винтовой линии расположены ребра для закручивания потока воды вместо отсутствующей спиральной камеры насоса-гидротурбины.The known design of the pumped storage power plant, proposed in the 70's of the last century, consisting of coaxial reinforced concrete cylinders placed in the ground, the space between which forms an annular conduit; in it along the helix there are ribs for swirling the flow of water instead of the missing spiral chamber of the pump-hydraulic turbine.

Внешний цилиндр является облицовкой шахты, а внутренний цилиндр - транспортной полостью для опускания и монтажа оборудования. В полости внутреннего цилиндра установлен вертикальный гидроагрегат с обратимой насос-гидротурбиной и с обратимым гидрогенератором-электродвигателем. Ребра, расположенные по винтовой линии перед обратимым рабочим колесом насоса-гидротурбины имеют The outer cylinder is the lining of the shaft, and the inner cylinder is the transport cavity for lowering and mounting the equipment. A vertical hydraulic unit with a reversible pump-hydraulic turbine and a reversible hydro-generator-electric motor is installed in the cavity of the inner cylinder. The ribs located along the helix in front of the reversible impeller of the pump-turbine have

подвижную концевую часть для регулирования расхода воды в обоих направлениях потока воды, который в турбинном режиме после рабочего колеса проходит в отсасывающую-всасывающую трубу и далее через сопряженный с ней железобетонный напорный тоннель - к водовыпуску-водоприемнику нижнего бассейна гидроаккумулирующей электростанции. В насосном режиме рабочее колесо, вращаясь в противоположном направлении, направляет поток воды через спиральные ребра кольцевого промежутка к водоприемнику-водовыпуску верхнего бассейна, SU 589320.the movable end part for regulating the flow of water in both directions of the water flow, which in the turbine mode after the impeller passes into the suction-suction pipe and then through the reinforced concrete pressure tunnel connected with it to the water outlet-water intake of the lower pool of the pumped storage power station. In the pumping mode, the impeller, rotating in the opposite direction, directs the flow of water through the spiral ribs of the annular gap to the inlet-outlet of the upper basin, SU 589320.

Такая конструкция гидроаккумулирующей установки потенциально имеет несомненные преимущества перед вариантом подземной гидроаккумулирующей электростанции в скальных грунтах, перед конструкцией гидроаккумулирующей электростанции в одинарном опускном железобетонном колодце большого диаметра с сильно изогнутой отсасывающей-всасывающей трубой, а также перед вариантами традиционной (типовой) конструкции средненапорной гидроаккумулирующей электростанции в нескольких грунтах в расположением стальных или сталежелезобетонных водоводов на уположенном склоне между зданием электростанции, возведенном в глубоком котловане нижнего бассейна, и водоприемником-водовыпуском, расположенным в акватории верхнего бассейна и перед традиционной конструкцией русловой низконапорной гидроаккумулирующей Such a design of a pump storage unit potentially has obvious advantages over an underground pumped storage option in rocky soils, over a design of a pumped storage unit in a large single-well low-pressure reinforced concrete well with a strongly curved suction-suction pipe, as well as over the traditional (typical) design of a medium-pressure pumped storage pump. soil in the location of steel or steel-concrete water upolozhennom items on a slope between the building power, erected in the deep trench bottom basin-water inlet and water outlets located in the upper reservoir and the water area over the traditional design riverbed low head hydroelectric

электростанции в нескальных грунтах, также требующей разработки глубокого котлована для здания электростанции с водоприемником-водовыпуском.power plants in non-rocky soils, which also require the development of a deep foundation pit for the building of a power plant with a water inlet-outlet.

Основное преимущество устройства по SU 589320, принятого нами за прототип, заключается в потенциально значительном сокращении объема строительных работ и сокращении срока возведения пускового комплекса гидроаккумулирующей электростанции.The main advantage of the device according to SU 589320, which we adopted as a prototype, is a potentially significant reduction in the volume of construction work and a reduction in the construction time of the launch complex of the pumped storage power plant.

Однако такая конструкция нигде в мире до сих пор ни в скальных, ни в мягких грунтах не осуществлена. Основными причинами являются технические и технологические сложности при возведении соосных железобетонных колодцев со спиральными ребрами между ними, особенно в нескальных грунтах, а также необходимость радикального изменения конструкции обратимой насос-гидротурбины для обеспечения управления подвижными концевыми частями спиральных ребер.However, such a design has never been implemented anywhere in the rocky or soft soils anywhere in the world. The main reasons are technical and technological difficulties in the construction of coaxial reinforced concrete wells with spiral ribs between them, especially in non-rocky soils, as well as the need for a radical change in the design of a reversible pump-hydraulic turbine to ensure control of the moving end parts of spiral ribs.

Задачей настоящей полезной модели является упрощение конструкции и возведения ГАЭС.The objective of this utility model is to simplify the design and construction of the PSP.

Согласно полезной модели эта задача решается за счет того, что в шахтной гидроаккумулирующей электростанции, сооружаемой в нескальных грунтах, включающей верхний бассейн, в котором расположен вертикальный шахтный водоприемник-водовыпуск верхнего бассейна, обратимый гидроагрегат, содержащий обратимую гидротурбину со According to the utility model, this problem is solved due to the fact that in a mine accumulating power plant constructed in rocky soils, including an upper basin, in which a vertical shaft water intake-outlet of the upper basin is located, a reversible hydraulic unit containing a reversible hydraulic turbine with

статором, снабженную подводящим-отводящим воду органом, вертикальный шахтный кольцевой водовод, образованный соосными внутренним и наружным железобетонными колодцами, причем обратимая гидротурбина размещена в гидротурбинном блоке, расположенном в нижней части наружного железобетонного колодца, отсасывающую-всасывающую трубу гидротурбинного блока, соединенную с напорным тоннелем, выведенным в нижний бассейн, снабженным на конце вертикальным шахтным водовыпуском-водоприемником, связанным посредством радиально установленных бычков с напорным туннелем, подводящий-отводящий воду орган обратимой гидротурбины выполнен в виде совокупности вертикальных колонн с поперечным сечением каждой колонны в виде обтекаемого гидродинамического профиля, установленных равномерно по периметру вокруг статора гидротурбины обратимого гидроагрегата и встроенных консольно во внутренний колодец, при этом отсасывающая-всасывающая труба выведена через отверстие в стенке наружного колодца в напорный тоннель с водовыпуском-водоприемником нижнего бассейна, а водоприемник-водовыпуск верхнего бассейна включает радиально установленные между внутренним и наружным железобетонными колодцами бычки.a stator equipped with a water inlet and outlet body, a vertical shaft annular water conduit formed by coaxial inner and outer reinforced concrete wells, the reversible hydraulic turbine being located in the hydroturbine block located in the lower part of the outer reinforced concrete well, the suction-suction pipe of the hydroturbine block connected to the withdrawn to the lower pool, equipped at the end with a vertical shaft outlet-water intake connected via a radially installed goby with a pressure tunnel, the water inlet-water outlet of a reversible hydraulic turbine is made in the form of a set of vertical columns with a cross section of each column in the form of a streamlined hydrodynamic profile, installed uniformly around the perimeter around the stator of a reversible hydraulic turbine and built-in cantilever in the inner well, while the suction-suction pipe out through a hole in the wall of the outer well into a pressure tunnel with a water outlet-water inlet of the lower basin, and a water inlet-water outlet in rhnego pool includes radially mounted between the inner and outer concrete wells gobies.

Заявителем не выявлены технические решения, тождественные заявленной полезной модели, что позволяет сделать вывод о ее The applicant has not identified technical solutions identical to the claimed utility model, which allows us to conclude

соответствии критерию «новизна».compliance with the criterion of "novelty."

Сущность полезной модели поясняется чертежами, где изображено:The essence of the utility model is illustrated by drawings, which depict:

на фиг.1 - гидроаккумулирующая станция в разрезе;figure 1 - pumped storage station in the context;

на фиг.2 - вид «К» по фиг.1;figure 2 is a view of "K" in figure 1;

на фиг.3 - разрез «А-А»;figure 3 is a section "aa";

на фиг.4 - разрез «В-В»;figure 4 - section "bb";

на фиг.5 - план пускового комплекса, включающего две параллельно возводимых установки (N1 и N2).figure 5 is a plan of the launch complex, including two parallel-built installation (N1 and N2).

Шахтная гидроаккумулирующая электростанция, сооружаемая в нескальных грунтах, включает верхний бассейн 1, в котором расположен вертикальный шахтный водоприемник-водовыпуск 2, обратимый гидроагрегат содержит обратимую гидротурбину 3 со статором 4, снабженную подводящим-отводящим воду органом, выполненным в виде совокупности вертикальных колонн 5 с поперечным сечением каждой колонны 4 в виде обтекаемого гидродинамического профиля (фиг.3). Часть колонн 5 могут быть сплошные, часть - полые. Колонны 5 установлены равномерно по периметру вокруг статора 4. Шахтный кольцевой водовод 7 образован соосным внутренним 8 и наружным 9 железобетонными колодцами. Колонны 5 встроены консольно во внутренний колодец 8. Обратимая гидротурбина 3 размещена в гидротурбинном блоке 10, расположенном в нижней части наружного A mine accumulating power plant constructed in non-rocky soils includes an upper pool 1 in which a vertical shaft water intake-outlet 2 is located, a reversible hydraulic unit contains a reversible hydraulic turbine 3 with a stator 4, equipped with a water supply and discharge body made in the form of a set of vertical columns 5 with transverse the cross section of each column 4 in the form of a streamlined hydrodynamic profile (figure 3). Some of the columns 5 may be continuous, some may be hollow. Columns 5 are installed evenly around the perimeter of the stator 4. The mine annular conduit 7 is formed by coaxial inner 8 and outer 9 reinforced concrete wells. Columns 5 are mounted cantilever in the inner well 8. A reversible hydraulic turbine 3 is located in the hydroturbine block 10 located in the lower part of the outer

колодца 9. Отсасывающая-всасывающая труба 11 гидротурбинного блока 10 соединена с напорным тоннелем 12, через отверстия 13 в стенке колодца 9, выведенным в нижний бассейн 14 через водовыпуск-водоприемник 15 нижнего бассейна. Водоприемник-водовыпуск 2 верхнего бассейна включает радиально установленные между внутренним и наружным колодцами 8 и 9 бычки 16.well 9. The suction-suction pipe 11 of the turbine unit 10 is connected to the pressure tunnel 12 through openings 13 in the wall of the well 9, discharged into the lower pool 14 through the outlet-water intake 15 of the lower pool. The water intake-water outlet 2 of the upper basin includes bulls 16 radially installed between the inner and outer wells 8 and 9.

Шахтная гидроаккумулирующая электростанция работает следующим образом. В турбинном режиме поток воды из верхнего бассейна 1 через вертикальный шахтный водоприемник-водовыпуск 2 поступает в шахтный кольцевой водовод 7 и через вертикальные колонны 5 и статор 4 поступает к направляющему аппарату и рабочему колесу обратимой гидротурбины 3. Гидротурбина 3 приводит в действие гидрогенератор-электродвигатель 17. Затем вода через отсасывающу-всасывающую трубу 11 и отверстие 13 в стенке колодца 9 выходит в тоннель 12 и далее через водовыпуск-водоприемник 15 поступает в нижний бассейн 14. В насосном режиме гидроаккумулирующая электростанция работает в обратном порядке. Выполнение подводящего-отводящего воду органа обратимой гидротурбины в настоящей полезной модели в виде совокупности колонн позволяет исключить сложные и трудновыполнимые спиральные ребра, выполняющие в прототипе функцию спиральной камеры. Существенно упрощается возведение Mine accumulating power works as follows. In turbine mode, the flow of water from the upper pool 1 through a vertical shaft water intake-water outlet 2 enters the shaft ring conduit 7 and through the vertical columns 5 and stator 4 enters the guiding apparatus and the impeller of the reversible hydraulic turbine 3. The turbine 3 drives the hydro-generator-electric motor 17 Then, the water through the suction-suction pipe 11 and the hole 13 in the wall of the well 9 goes into the tunnel 12 and then through the water outlet-water intake 15 enters the lower pool 14. In pumping mode, the pumped storage tank I am a power plant operating in reverse order. The implementation of the inlet-water outlet organ of a reversible hydraulic turbine in the present utility model in the form of a set of columns eliminates complex and difficult spiral ribs that perform the function of a spiral chamber in the prototype. Construction is greatly simplified

ГАЭС. Возможно параллельное возведение двух и более гидроаккумулирующих установок, что позволяет возвести пусковой комплекс в более короткие сроки.PSPP. Perhaps the parallel construction of two or more pumped storage systems, which allows you to build a launch complex in a shorter time.

Claims

A shaft accumulating power plant constructed in rocky soils, including an upper basin, in which a vertical shaft water intake-outlet of the upper basin is located, a reversible hydraulic unit containing a reversible hydraulic turbine with a stator, an organ supplying and discharging water, a vertical shaft annular water conduit formed by coaxial internal and reinforced concrete wells, and a reversible hydraulic turbine is placed in a hydraulic turbine block located in the lower part of the outer reinforced concrete a well, a suction-suction pipe of a hydraulic turbine unit, connected to a pressure tunnel led into the lower pool, provided at the end with a vertical shaft water outlet-water intake, connected by means of radially installed bull-calves with a pressure tunnel, characterized in that the body of the reversible hydraulic turbine inlet-outlet water is made in the form of a set of vertical columns with a cross section of each column in the form of a streamlined hydrodynamic profile, installed uniformly around the perimeter around the stat ora of a turbine of a reversible hydraulic unit and built-in cantilever in the inner well, while the suction-suction pipe is discharged through the hole in the wall of the outer well into the pressure tunnel with the outlet-outlet of the lower pool, and the intake-outlet of the upper basin includes radially installed between the inner and outer reinforced concrete wells .