SU1636510A1

SU1636510A1 - Method for passing flood water through power development

Info

Publication number: SU1636510A1
Application number: SU894693531A
Authority: SU
Inventors: Виктор Владимирович Кононов; Сергей Владимирович Ларионов; Сергей Александрович Воропай; Михаил Тихонович Неровный
Priority date: 1989-04-20
Filing date: 1989-04-20
Publication date: 1991-03-23

Abstract

Изобретение относитс к гидроэнергетике и может быть использовано на гидроэлектростанци х дл пропуска катастрофических паводковых расходов воды из верхнего бьефа гидроузла в нижний бьеф. Цель изобретени - повышение эффективности в услови х отсутстви возможности выдачи электроэнергии гидроагрегатов во внешнюю сеть. Во врем катастрофического паводка иногда невозможно подавать электроэнергию, вырабатываемую гидроагрегатами гидроэлектростанции, во внешнюю сеть. В этом случае часть гидроагрегатов гидроэлектростанции перевод т в насосный режим работы и подключают в качестве нагрузки к оставшейс части гидроагрегатов, работающих в генераторном режиме. Происходит интенсивный сброс воды из верхнего бьефа в нижний бьеф через агрегаты, работающие в насосном режиме. сл сThe invention relates to hydropower engineering and can be used in hydroelectric power plants for the passage of catastrophic flood water flows from the headwater of the power plant to the downstream. The purpose of the invention is to increase efficiency in the absence of the possibility of issuing electric power to hydraulic units to an external network. During a catastrophic flood, it is sometimes impossible to supply electricity generated by hydroelectric power plants to the external network. In this case, a part of the hydroelectric units of the hydroelectric power station is transferred to the pumping mode of operation and connected as a load to the remaining part of the hydroelectric units operating in the generating mode. There is an intensive discharge of water from the upstream to the downstream through units operating in the pumping mode. cl

Description

Изобретение относитс к гидроэнергетике и может быть использовано на гидроэлектростанци х дл пропуска паводковых расходов воды.The invention relates to hydropower engineering and can be used in hydropower plants for skipping flood flows.

Цель изобретени - повышение эффективности в услови х отсутстви возможности выдачи электроэнергии гидроагрегатов во внешнюю сеть.The purpose of the invention is to increase efficiency in the absence of the possibility of issuing electric power to hydraulic units to an external network.

Паводки, в особенности катастрофические , на равнинных многоводных реках привод т к затоплению значительных территорий, подтоплению берегов водохранилищ , что довольно часто угрожает системам выдачи электроэнергии, вырабатываемой на гидроэлектростанции, во внешнюю сеть. В таких услови х может возникнуть ситуаци , св занна с внезапным аварийным прекращением выдачи мощности во внешнюю сеть. В этом случае производ т немедленный перевод части гидроагрегатов в насосный режим, подключа их в качестве нагрузки к остальной части гидроагрегатов, котора продолжает работать в генераторном режиме. Поскольку КПД гидроагрегата в насосном режиме существенно ниже, а потребл ема мощность выше, чем в генераторном , то число агрегатов, которое потребуетс перевести в насосный режим дл соблюдени баланса генерируемой и потребл емой мощности, будет меньше числа агрегатов, которые будут продолжать работать в генераторном режиме. Врем , необходимое дл перевода гидроагрегата в насосный режим, св занное с изменением геометрии углов поворота лопастей рабочихFloods, especially catastrophic, on flat rivers full of water lead to the flooding of large areas, flooding of the banks of reservoirs, which quite often threatens the systems of issuing electricity generated at a hydroelectric power station to the external network. In such conditions, a situation may arise associated with the sudden aborting of power output to the external network. In this case, part of the hydraulic units are immediately transferred to the pumping mode, connecting them as a load to the rest of the hydraulic units, which continues to operate in the generating mode. Since the efficiency of the hydraulic unit in the pump mode is significantly lower, and the power consumption is higher than in the generator mode, the number of units that will need to be transferred to the pump mode to maintain the balance of generated and consumed power will be less than the number of units that will continue to work in the generator mode . The time required to transfer the hydraulic unit to the pumping mode, associated with a change in the geometry of the angles of rotation of the blades of workers

ОABOUT

Сл)Sl)

оabout

СЛSL

колес и производством соответствующих переключений, сравнительно невелико.wheels and the production of the corresponding shifts, is relatively small.

Работа части гидроагрегатов в насосном режиме может обеспечивать движение воды в двух направлени х: из нижнего бьефа в верхний (по аналогии с работой ГАЭС); из верхнего бьефа в нижней, как форсиров- ка пропускной способности гидротурбинного тракта.The operation of a part of hydraulic units in the pumping mode can ensure the movement of water in two directions: from the downstream to the upstream (by analogy with the work of the HPSP); from the upper pool to the lower one, as a forcing throughput of the hydro turbine tract.

При работе части гидроагрегатов в насосном режиме с перекачиванием воды из нижнего бьефа в верхний, в случае, если гидроагрегаты не оассчитаны на работу как обратные машины, то их КПД весьма низок (не более 20-30%). 60% работающих в генераторном режиме гидроагрегатов пропускают в паводок (при выходе из стро внешних потребителей энергии) 60% номинальной пропускной способности по воде всех гидроагрегатов и обеспечивают энергией 40% агрегатов, работающих в насосном режиме и перекачивающих (с КПД 25%) обратно из нижнего бьефа в верхней не более 60%- 0,25 15% номинальной пропускной способности всех гидроагрегатов. Т.е. в общей сложности в нижний бьеф гидроагрегатами будет в этом случае сбрасыватьс расходы воды не менее 45-50% номинальной пропускной способности гидростанции, что в сравнении со сбросом воды через гидроагрегаты на холостом ходу обеспечивает рост пропускной способности в 3-5 раз, кроме того, пропуск расходов воды на холостом ходу гидроагрегатов ведет к кавитаци- онным и вибрационным разрушени ми их конструкции, а в некоторых случа вообще не возможен или требует значительной реконструкции гидроагрегатов.When a part of hydraulic units are operating in the pumping mode with pumping water from the downstream to the upper one, if the hydraulic units are not designed to work as reverse machines, then their efficiency is very low (no more than 20-30%). 60% of hydraulic units operating in the generator mode are passed into the flood (when external energy consumers leave the building) 60% of the nominal water capacity of all hydraulic units and provide 40% of the units operating in the pumping mode and pumping (with an efficiency of 25%) back from the bottom the pool at the top is not more than 60% - 0.25 15% of the nominal capacity of all hydraulic units. Those. In total, in this case, the water units will drop water consumption of at least 45-50% of the nominal capacity of the hydroelectric station to the downstream, which, in comparison with water discharge through hydraulic units at idle, provides an increase in throughput of 3-5 times, besides water flow at idle hydraulic units leads to cavitation and vibration destruction of their design, and in some cases is not possible at all or requires significant reconstruction of hydraulic units.

При необходимости значительно увеличить пропускную способность ГЭС, например в случае катастрофического паводка, возможна работа части гидроагрегатов в насосном режиме с перекачиванием воды из верхнего бьефа в нижний бьеф, что обеспечивает форсировку пропускной способности гидротурбинного тракта. В том случае 60% работающих в генераторном режиме гидроагрегатов обеспечивают энергией 40% гидроагрегатов, работающих в насосном режиме, забирающих воду из верхнего бьефа и выбрасывающих воду под напором в нижний бьеф. Работа гидроагрегатов как насосов в этом случае отличаетс от генераторного режима большей скоростью вращени рабочего колеса, что позвол ет дополнительно ускорить поток в турбинной тракте, придать ему дополнительный напор на выходе из отсасывающих труб. Основным вопросом здесь вл етс гашение энергии выбрасываемого из отсасывающих труб потока в нижнем бьефе. Однако при расчетном паводке глубины в нижнем бьефе максимальные, а при максимальных глубинах гашение энергии потока легко обеспечиваетс . Крепление дна реки в нижнем бьефе за отсасывающими трубами при такой работе гидроагрегатов рассчитываетс , исход из гашени энергии потока равнойIf it is necessary to significantly increase the capacity of hydroelectric power plants, for example, in the event of a catastrophic flood, some hydropower units may operate in a pumping mode with pumping water from the upstream to the downstream, which ensures a boost in the throughput capacity of the hydroturbine tract. In that case, 60% of the hydraulic units operating in the generator mode provide with energy of 40% of the hydraulic units operating in the pumping mode, taking water from the upstream and discharging water under pressure to the downstream. The operation of hydraulic units as pumps in this case differs from the generator mode by a greater rotational speed of the impeller, which allows to further accelerate the flow in the turbine path, giving it additional pressure at the outlet of the suction tubes. The main issue here is the quenching of the energy emitted from the suction pipes in the downstream. However, with a design flood, the depth in the downstream is maximum, and at maximum depths the flow energy is easily quenched. The fixing of the river bottom in the downstream behind the suction pipes during such operation of hydraulic units is calculated based on the quenching of the flow energy equal to

сумме энергии накопленной потоком при прохождении гидротурбинного тракта от верхнего бьефа к нижнему плюс энерги , добавленна потоку гидроагрегатом, работающим в насосном режиме (за исключением потерь в гидротурбинном тракте). По сравнению с турбинным режимом пропускна способность гидротурбины в таком насосном режиме увеличитс в 3-4 раза, а значит и всей ГЭС в 1,7-2,1 раза от номинальной пропускной способности. Особо эффективно использование дл этих целей горизонтальных капсульных агрегатов, у ко- орых работа в насосном режиме из верхнего бьефа в нижний обеспечиваетс приthe amount of energy accumulated by the flow during the passage of the hydro turbine tract from the upstream to the downstream plus energy added to the flow by the hydraulic unit operating in the pumping mode (except for losses in the hydroturbine path). Compared with the turbine mode, the capacity of the turbine in such a pumping mode will increase by 3-4 times, and hence the entire hydroelectric station in 1.7-2.1 times the nominal capacity. Especially effective is the use of horizontal capsular aggregates for these purposes, in which pumping from the upstream to the downstream is provided in the pumping mode.

незначительных конструктивных доработках гидротурбины.minor constructive modifications of the turbine.

Claims

The invention of the method of passing the flood water through the waterworks, including water discharge through

flow paths of hydraulic units and water discharge structures, characterized in that, in order to increase its efficiency in the absence of the possibility of issuing electricity to hydraulic units,

The external network, a part of the hydraulic units is transferred to the pumping mode of operation and connected as a load to the remaining part of the hydraulic units operating in the generating mode.