SU1724796A1

SU1724796A1 - Submerged intake/sluice head structure

Info

Publication number: SU1724796A1
Application number: SU904781354A
Authority: SU
Inventors: Валерий Иванович Курочкин; Георгий Сергеевич Агеев; Иван Александрович Витрешко; Иван Михайлович Хаустов
Original assignee: Московский Инженерно-Строительный Институт Им.В.В.Куйбышева
Priority date: 1990-01-12
Filing date: 1990-01-12
Publication date: 1992-04-07

Abstract

Изобретение относитс к гидротехническому строительству, а именно к водозабор- но-водосбросным сооружени м на мор х, озерах, водохранилищах И полноводных реках , и может быть использовано дл подачи холодной и отвода нагретой воды на промышленных комплексах, ТЭС и АС, системах коммунального водоснабжени и водоотведени . Цель изобретени - повышение эффективности работы путем обеспечени стабильности выхода поворачиваемого нагретого потока воды из сбросного коллектора и равномерного его растекани по поверхности водоема. Сбросной коллектор 2 имеет поперечно расположенную струенаправл ющую стенку 9, нижн кромка которой закреплена на общей горизонтальной перегородке 3 коллекторов , верхн горизонтальна кромка расположена выше наружной поверхности ЁThe invention relates to hydraulic engineering, in particular, to water intake and water discharge structures on seas, lakes, reservoirs, and full-flowing rivers, and can be used to supply cold water and discharge heated water in industrial complexes, TPP and NPP, public water supply systems and drainage. The purpose of the invention is to increase the work efficiency by ensuring the stability of the output of the turned heated flow of water from the discharge manifold and its uniform spreading over the surface of the reservoir. The waste collector 2 has a transversely-directed jetting wall 9, the lower edge of which is fixed on a common horizontal partition 3 of the collectors, the upper horizontal edge is located above the outer surface E

Description

з 1 3 Фиг/s 1 3 Fig /

11 сбросного коллектора 2, а вертикальные кромки, жестко заделаны в боковые стенки коллекторов. При этом обща горизонтальна перегородка 3 выполнена с конусообразным выступом 13 на ее водосбросной поверхности, обращенным вершиной навстречу сбрасываемому потоку, а струенап- равл юща стенка 9 плавно сопр жена с конусообразным выступом 13, выполнена вогнутой внутрь сбросного коллектора 2 и изогнута по дуге вертикально вверх. Нагрета от энергоблоков вода по подвод щей галерее 15 поступает в сбросной коллектор 2, на входе которого посредством конусообразного выступа 13 она растекаетс и формируетс в плоский поток. А в самом коллекторе 2 струи потока под воздействием выступа 13 растекаютс к боковым стенкам . Тем самым подготавливаетс разворот потока в противоположное направление. При выходе из сбросного коллектора 2 сформированный поток попадает на струенап- равл ющую стенку 9, котора воспринимает всю силу сбросного потока и отводит его из оголовка наружу, обеспечива посто нный и ровный факел выброса. Нагрета вода по инерции отходит дальше в противоположную сторону от заборного коллектора 1, поднимаетс к верхним сло м и равномерно растекаетс по поверхности водоема. Таким образом обеспечиваетс оптимальный режим работы водозаборно-водосбросного оголовка.4 ил.11 of the waste collector 2, and the vertical edges, rigidly embedded in the side walls of the collectors. In this case, the common horizontal partition 3 is made with a cone-shaped protrusion 13 on its spillway surface, with its apex facing the discharge flow, and the alignment wall 9 smoothly mates with the cone-shaped protrusion 13, is concave inwardly in the waste collector 2 and bent in an arc vertically upwards. Heated from the power units, the water enters the inlet gallery 15 into a waste collector 2, at the entrance of which, through a cone-shaped protrusion 13, it spreads and forms into a flat flow. And in the collector 2 itself, the jet of flow under the influence of the protrusion 13 spreads to the side walls. This prepares the turn in the opposite direction. When exiting the waste collector 2, the formed flow enters the stringer wall 9, which absorbs all the force of the discharge flow and diverts it from the tip to the outside, providing a constant and even ejection torch. The heated water inertia departs further in the opposite direction from the intake manifold 1, rises to the upper layers and spreads evenly over the surface of the reservoir. Thus, an optimal operation mode of the water intake and discharge cap is ensured. 4 Il.

Изобретение относитс к гидротехниче- скбму строительству, а именно к водозабор- но-водосбросным сооружени м на мор х, озерах, водохранилищах и полноводных реках; и может быть использовано дл подачи холодной и отвода нагретой воды преимущественно на промышленных комплексах. ТЭС и АС, системах коммунального водоснабжени и водоотведени . .The invention relates to hydraulic engineering and construction, namely, water intake and discharge facilities on seas, lakes, reservoirs and flowing rivers; and can be used for supplying cold and discharging heated water mainly in industrial complexes. TPP and NPP, municipal water supply and drainage systems. .

Известно водозаборно-водосбросное сооружение охлаждающего водоема, содержащее водозаборный оголовок, размещенный на дне водоема, и водосбросной оголовок, расположенный над ним, причем водозаборный оголовок смещен в сторону водоема относительно водосбросного оголовка и сопр жен с ним откосом.A water intake and drainage structure of a cooling pond is known that contains a water intake cap located at the bottom of the reservoir and a water discharge cap located above it, with the water intake cap displaced towards the reservoir relative to the water discharge cap and the slope associated with it.

При этом отношение заглублени верхней кромки водозаборного оголовка к рассто нию между оголовками составл ет 0,078-0,30.At the same time, the ratio of the deepening of the upper edge of the water intake tip to the distance between the tips is 0.078-0.30.

Данное сооружение св зано с отвод щим каналом через громоздкое и дорогосто щее сооружение - земл ную дамбу, в теле которой проложена отвод ща галере . Разместить на достаточном удалении от берега водозаборный оголовок, смонтированный у нижней кромки откоса дамбы, не представл етс возможным, т.е. сооружение оказываетс расположенным в прибрежной зоне, в которой при волнении возникает р д течений, отражающихс на качестве отбираемой воды и привод щих к серьезным эксплуатационным затруднени м , вплоть до полного отказа в приеме воды и выхода из стро всего сооружени .This structure is connected with a diversion channel through a bulky and expensive structure - an earth dam, in the body of which a diversion gallery is laid. It is not possible to locate a water intake cap mounted at a lower edge of the dam slope, i.e. the structure is located in the coastal zone, in which a series of currents arise during the agitation, reflecting on the quality of the withdrawn water and leading to serious operational difficulties, up to a complete failure in receiving water and leaving the entire structure.

В естественных водоемах вдольберего- вое течение транспортирует круглогодично наносы, а в предледоставный период и во врем зимних оттепелей - шугу.In natural water bodies, the alongshore current transports sediment year-round, and during the pre-dividing period and during the winter thaws - shugu.

По данным статистики 80% существующих водозаборных сооружений забиваютс шугой, например, конструкции водозаборных сооружений, аналогичные рассматриваемой конструкции, на КаховскомAccording to statistics, 80% of existing water intake structures are clogged with sludge, for example, water intake structures, similar to the structure in question, at Kakhovsky

водохранилище (г. Никополь).reservoir (city of Nikopol).

Представл ет значительные трудности также решение задачи, св занной непосредственно с проблемой устойчивости встречных стратифицированных потоков сIt is also of considerable difficulty to solve the problem directly related to the problem of the stability of counter-stratified flows with

учетом вли ни начальных условий на процесс вовлечени жидкости из одного сло в другой.taking into account the influence of the initial conditions on the process of liquid entrainment from one layer to another.

Не всегда представл етс возможным производить селективный отбор из придонных слоев водоема с оптимальным качеством и минимально возможной температурой. Это приводит непосредственно к отбору воды более теплой, чем это позвол ют услови водоема, а следовательно , повышенному расходу воды на охлаждение конденсаторов турбин, к ухудшению вакуума и значительному перерасходу топлива на станции. Так и на ГРЭС мощностью 3600 МВт увеличение температуры воды,забираемой из источников и идущей на охлаждение конденсаторов турбин, всего на 1°С ведет к увеличению расхода топлива не менее, чем на 36000 сут в год.It is not always possible to make a selective selection from the bottom layers of a reservoir with optimum quality and the lowest possible temperature. This leads directly to the diversion of water warmer than that allowed by the condition of the reservoir, and consequently, the increased water consumption for cooling the turbine condensers, the deterioration of the vacuum and a significant waste of fuel at the station. Similarly, at a power plant with a capacity of 3,600 MW, an increase in the temperature of water taken from sources and used to cool turbine condensers by just 1 ° C leads to an increase in fuel consumption of at least 36,000 days per year.

Известны также инженерные проработки , направленные на снижение материалоемкости сооружений, что в основном сводитс к созданию совмещенных водовыпусков и водозаборов на крупных водохранилищах , став щих задачу организации выпуска и забора с обеспечением минимального захвата подогретой воды в окна водозабора.Also known are engineering studies aimed at reducing the material intensity of structures, which basically boils down to the creation of combined water outlets and water intakes on large reservoirs, which have the task of organizing release and withdrawal while ensuring minimal capture of heated water into the water intake windows.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому вл етс глубинный водозаборно-водосбросной оголовок, который состоит из расположенных один под другим заборного и сбросного коллекторов, имеющих общую горизонтальную перегородку , боковые стенки, козырек, закреплен- ный на перегородке, и отвод щую и подвод щую галереи, сообщенныес коллектором по оси симметрии,The closest technical solution to the proposed one is a deep water intake and drainage cap, which consists of intake and discharge collectors located one below the other, having a common horizontal partition, side walls, a visor fixed on the partition, and outlet and supply galleries, reported by the collector along the axis of symmetry,

Один из самых существенных недостатков совмещени в одном узле водосброса и водозабора, несмотр на то, что он менее материалоемкий по сравнению с другими аналогичными узлами, заключаетс в том, что конструкци водосброса не обеспечивает полного расслоени сбрасываемого и отбираемого потоков воды, что приводит к их смещению на начальных участках, а канализуемые стоки сбрасываемой воды, смешива сь с отбираемым потоком на начальном участке, существенно ухудшают качество отбираемой воды, а также повышают ее температуру .One of the most significant drawbacks of combining the spillway and water intake in one node, despite the fact that it is less material-intensive than other similar nodes, is that the design of the water outlet does not provide complete separation of the discharged and taken water streams, which leads to their displacement in the initial areas, and the sewage drains of the discharged water, mixing with the bleed stream in the initial part, significantly deteriorate the quality of the bleed water, and also increase its temperature.

Кроме того, при данной конструкции водосброса не представл етс возможным ор- ганизовать направленный сброс канализуемого потока. Сбросна стру подвергаетс воздействию ветроволнового или дрейфового течени , направл сь вместе с ними по волновой траектории, не всегда дающей предполагаемый охлаждающий эффект на поверхности воды и ожидаемое растекание струи.In addition, with this spillway design, it is not possible to organize a directional discharge of the sewed flow. The discharge jet is exposed to a wind-wave or drift current, traveling along with them along the wave trajectory, which does not always give the expected cooling effect on the surface of the water and the expected spreading of the jet.

Кроме того, компенсационное и ветро- волновое течени при данной конструкции могут смыкатьс непосредственно в зоне самой конструкции. Это однозначно приводит к значительному ухудшению качества отбираемой воды, котора будет отбиратьс из компенсационного течени , к повышению ее температуры за счет смыкани сбросной струи с ветроволновым, а затем с компенсационным течением.In addition, the compensation and wind-wave currents with this design can interlock directly in the area of the structure itself. This unambiguously leads to a significant deterioration in the quality of the abstracted water, which will be taken from the compensation flow, to an increase in its temperature due to the closure of the discharge stream with the wind-wave, and then with the compensation flow.

Так, например, следствием того, что северный водозабор города Волгограда, расположенный на глубине 36 м у западного берега Волжского водохранилища, попал в зону действи компенсационного течени , транспортирующего летом водоросли, вл етс .не только затруднение при его эксплуатации , но и периодическое прекращение работы из-за забивки его водоросл ми.So, for example, the fact that the northern water intake of the city of Volgograd, located at a depth of 36 m near the western shore of the Volga reservoir, fell into the zone of action of a compensation current transporting algae in summer, is not only a difficulty in its operation, but also periodic interruption because of its blockage by algae.

Таким образом, описываемый водозаборно-водосбросной оголовок в натурныхThus, the described water intake and discharge tip in in-situ

услови х не может быть применен на глубине свыше 30 м. Обычно такие конструкцииconditions can not be applied at a depth of over 30 m. Usually such constructions

0 размещаютс на мелководных водоемах глубиной не более 10 м, и тем не менее эксплуатационные затруднени наблюдаютс часто. В расположенных таким образом конструкци х при сильном волнении0 are located in shallow water bodies of a depth not exceeding 10 m, and yet operational difficulties are often observed. In structures located in such a way with strong agitation

5 отбор воды будет производитьс из поверхностных слоев, так как плотностное циркул ционное течение бесспорно разрушить поверхность раздела между нижним и верхним потоками воды, что приведет к перемешива0 нию канализуемых струй с отбираемым при- донным потоком воды, т.е. эффект от применени данной конструкции будет сводитьс к нулю.5, water will be taken from the surface layers, since the density circulation flow will undoubtedly destroy the interface between the lower and upper water flows, which will result in mixing of the sewage jets with the selected bottom flow of water, i.e. the effect of using this design will be reduced to zero.

Кроме этих недостатков конструкци ,In addition to these drawbacks,

5 данного оголовка подвержена и другим немаловажным недостаткам, заключающимс в динамической неустойчивости корпуса, а именно, при вытекании и заборе воды возникают на участках соединени галерей с коллекторами изгибающие моменты, величина которых тем больше, чем быстрее вытекает и забираетс оголовком вода.5 of this cap, there are also other important disadvantages, which consist in the dynamic instability of the hull, namely, when water flows and draws water, bending moments occur at the junction sections of galleries with collectors, the greater the faster the head water flows and is taken away.

Это происходит за счет того, что вытекающий поток создает реактивную силу, направленную к коллектору, котора не устойчива из-за многих внешних факторов, одним из которых вл етс то, что Б зонах работы заборного и сбросного коллекторовThis is due to the fact that the outflow creates a reactive force directed to the collector, which is not stable due to many external factors, one of which is that in the areas of operation of the intake and discharge collectors

0 образуетс разное давление, которое козырьком не может нейтрализоватьс . В виду этого во избежание деформаций в галере х коллекторы необходимо жестко крепить к дополнительным несущим конструкци м0, a different pressure is generated which cannot be neutralized by a visor. In view of this, in order to avoid deformations in galleries, the collectors must be rigidly fixed to additional supporting structures.

5 как при работе оголовка у поверхности, так и в средних сло х водоема, а при придонной работе коллекторы необходимо закрепить на дне.5, both when the head is working near the surface, and in the middle layers of the reservoir, and during bottom operation, the collectors must be fixed at the bottom.

Поэтому, как следует из вышесказанно0 го, желательно создать конструкцию оголовка , исключающую изгибающие напр жени в галере х, повыша тем самым надежность его работы и отвод забираемого и выпускаемого потоков как можно дальшеTherefore, as follows from the above, it is desirable to create a tip construction that eliminates bending stresses in the galleries, thereby increasing the reliability of its operation and withdrawing the intake and discharge flows as far as possible.

5 один от другого, а также снижа материалоемкость конструкции за счет менее жестких св зей между коллекторами и галере ми.5 from one another, as well as reducing the material consumption of the structure due to less rigid connections between the collectors and galleries.

Цель изобретени - оптимизаци режима работы водозаборно-водосбросного ого0 ловка при обеспечении надежности и динамической устойчивости конструкций путем обеспечени стабильности выхода поворачиваемого нагретого потока воды из сбросного коллектора и равномерного егоThe purpose of the invention is to optimize the mode of operation of the water intake and discharge equipment while ensuring the reliability and dynamic stability of the structures by ensuring the stability of the output of the rotated heated water flow from the discharge collector and its uniform

5 растекани по поверхности водоема.5 spread over the surface of the reservoir.

Поставленна цель достигаетс тем, что в известном глубинном водозаборно-водо- сбросном оголовке, содержащем расположенные один под другим заборный и сбросной коллекторы, имеющие общую горизонтальную перегородку, боковые стенки, козырек, закрепленный на перегородке, отвод щую и подвод щую и галереи, сообщенные с коллекторами по оси симметрии, новым вл етс то, что сбросной коллектор водозаборно-водосбросного оголовка снабжен расположенной поперек этого коллектора струенаправл ющей стенкой, нижн кромка которой закреплена на общей горизонтальной перегородке коллекторов, верхн горизонтальна кромка расположена выше наружной поверхности сбросного коллектора, а вертикальные боковые кромки жестко заделаны в боковые стенки коллекторов , при этом обща горизонтальна перегородка выполнена с конусообразным выступом на ее водосбросной поверхности, обращенным вершиной навстречу сбрасываемому потоку, а струенаправл юща стенка плавно сопр жена с конусообразным выступом, выполнена вогнутой, внутрь сбросного коллектора и изогнута по дуге вертикально вверх.The goal is achieved by the fact that in a well-known deep water intake and water discharge head, containing intake and discharge headers located one under another, having a common horizontal partition, side walls, a visor fixed on the partition, diverting and supplying, and galleries communicated with the collectors along the axis of symmetry, a new one, is that the waste collector of the water intake and drainage cap is provided with a diverting wall located across this collector, the lower edge of which is fixed to a horizontal horizontal septum of collectors, the upper horizontal edge is located above the outer surface of the waste collector, and the vertical side edges are rigidly embedded in the side walls of the collectors, while the common horizontal partition is made with a cone-shaped protrusion on its spillway surface, facing vertically towards the discharged flow, and the connecting wall smoothly mated with a cone-shaped protrusion, made concave, inwardly of the discharge manifold and curved in an arc vertically upwards.

Наличие в конструкции сбросного коллектора оголовка струенаправл ющей стенки , изогнутой по дуге вертикально вверх, обеспечивает поворачиваемому потоку стабильный выход из коллектора и равномерное растекание. Выполнение перегородки сбросного коллектора с конусообразным выступом, обращенным навстречу сбрасываемому потоку, служит дл предварительной подготовки потока к его расширению и изгибу, а соединение меньших кромок струенаправл ющей стенки со стенками коллекторов обеспечивает ориентированный выходной факел потока.The presence in the design of the discharge collector of the tip of the jetting wall, bent along the arc vertically upwards, ensures a stable exit from the collector and uniform flow. The discharge manifold partition, with a conical protrusion facing towards the discharge flow, serves to pre-prepare the flow for its expansion and bending, and the connection of the smaller edges of the diverting wall to the collector walls provides an oriented output flare.

Данна конструкци обеспечивает гарантированное растекание канализуемой (или охлаждаемой) жидкости строго по поверхностному слою водоема ветроволно- вым или дрейфовым течением, с которым смешиваетс сбрасываемой поток воды. Кроме того, в струенаправл ющей стенке при повороте потока нагретой воды возникает реактивна сила, направленна от оголовка по оси его симметрии.This structure ensures guaranteed flow of the sewed (or cooled) fluid strictly along the surface layer of the reservoir by a wind-induced or drift current, with which the discharged water mixes. In addition, a reactive force arises in the jet wall when the flow of heated water is rotated, directed from the tip along its axis of symmetry.

В рассматриваемом изобретении описан один из многочисленных вариантов выполнени глубинного водозаборно-водосбросного оголовка, каждый из которых подчинен единому изобретательскому замыслу , отображенному в отличительной части формулы изобретени .In the present invention, one of the numerous embodiments of a deep water intake spout tip is described, each of which is subject to a single inventive concept displayed in the distinctive part of the claims.

На фиг. 1 показан оголовок; на фиг. 2 - то же, вид на продольный разрез; на фиг. 3 - то же, вид сверху; на фиг. 4 - сечение А-А на фиг. 2.FIG. 1 shows a cap; in fig. 2 - the same, view of a longitudinal section; in fig. 3 - the same, top view; in fig. 4 is a section A-A in FIG. 2

Глубинный водозаборно-водосбросной оголовок состоит из горизонтально расположенных один под другим заборного 1 и сбросного 2 коллекторов многоугольной вThe deep water intake and discharge cap consists of horizontally located one below the other intake 1 and waste 2 collectors polygonal in

5 плане формы, имеющих общую горизонтальную перегородку 3 и боковые стенки 4 и 5. В вертикальной водоприемной стенке 6 заборного коллектора 1, имеющей посто нную толщу, выполнены круглые отверсти 75 in plan form, having a common horizontal partition 3 and side walls 4 and 5. In the vertical intake wall 6 of the intake manifold 1, having a constant thickness, there are round openings 7

0 переменного диаметра по высоте и длине стенки 6. Водоприемные отверсти 7 с максимальными диаметрами расположены у боковых стенок 4 и 5 оголовка, а водоприемные отверсти 7с минимальны5 ми диаметрами расположены у оси симметрии заборного коллектора 1.0 of variable diameter in height and length of the wall 6. The water intake openings 7 with maximum diameters are located at the side walls 4 and 5 of the tip, and the water intake holes 7 with minimum 5 diameters are located at the axis of symmetry of the intake manifold 1.

По высоте водоприемной стенки 6 отверсти 7, как один из вариантов выполнени , могут иметь разные диаметры вAccording to the height of the intake wall 6, the aperture 7, as one of the embodiments, may have different diameters in

0 зависимости от предполагаемого сло отбираемой воды.-верхнего, среднего по глубине или придонного. Отверсти 7 максимального диаметра располагаютс в верхней,средней или нижней части стенки 6, а в свою0 depending on the intended layer of water to be extracted. - upper, middle depth or bottom. The holes 7 of maximum diameter are located in the upper, middle or lower part of the wall 6, and in their

5 очередь, отверсти 7 с минимальными диаметрами будут соответственно располагатьс в нижней части водоприемной стенки б, в верхней и нижней част х стенки бив верхней части стенки 6.In turn 5, the openings 7 with minimum diameters will respectively be located in the lower part of the water intake wall b, in the upper and lower parts of the wall biv of the upper part of the wall 6.

0Над водоприемной стенкой 6 заборного0 Over the intake wall 6 intake

коллектора 1 смонтирован козырек 8, представл ющий собой сегмент с параболической криволинейной поверхностью. Максимальна ширина козырька совпадаетcollector 1 is mounted a visor 8, which is a segment with a parabolic curved surface. The maximum width of the visor matches

5 с осью симметрии оголовка и уменьшаетс до нул у боковых стенок 4 и 5 коллекторов 1 и 2.5 with the axis of symmetry of the head and is reduced to zero at the side walls 4 and 5 of the collectors 1 and 2.

Сбросной коллектор 2 снабжен струе- направл ющей стенкой 9, котора установ0 лена параллельно водоприемной стенке 6 и выполнена вогнутой внутрь сбросного коллектора и изогнута по дуге вертикально вверх, Нижн кромка струенаправл ющей стенки 9 закреплена на торце общей гори5 зонтальной перегородки 3 коллекторов. Верхн горизонтальна кромка струенаправл ющей стенки 9 расположена с переменным зазором 10 над верхней поверхностью 11 сбросного коллектора 2.The waste collector 2 is provided with a flow wall 9, which is installed parallel to the water intake wall 6 and is made concave inside the waste collector and is bent along an arc vertically upwards. The lower edge of the diverting wall 9 is fixed on the end of the common horizontal partition 3 of the collectors. The upper horizontal edge of the diverting wall 9 is arranged with a variable gap 10 above the upper surface 11 of the waste collector 2.

00

Дл обеспечени жесткости струенаправл ющей стенки 9, воспринимающей большие нагрузки сбрасываемого потока воды, предусмотрена вертикальна сегмен5 тообразна плита 12, одновременно предотвраща попадание воды в заборный коллектор 1. Обща горизонтальна перегородка 3 выполнена с конусообразным выступом 13 на водосбросной поверхности,To ensure rigidity of the jetting wall 9, which receives large loads of discharged water flow, a vertical segmented plate 12 is provided, at the same time preventing water from entering the intake manifold 1. A common horizontal partition 3 is made with a tapered protrusion 13 on the discharge surface,

обращенным вершиной навстречу сбрасываемому потоку и сопр жена со струенап- равл ющей стенкой 9.facing vertically towards the discharge stream and coupled with the string-supporting wall 9.

Вертикальные кромки струенаправл ю- щей стенки 9 закрыты боковыми стенками 4 и 5 оголовка, а заборный 1 и сбросной 2 коллекторы закреплены по оси симметрии соответственно с отвод щей 14 и подвод щей 15 галере ми.The vertical edges of the streaming wall 9 are closed by side walls 4 and 5 of the tip, and the intake 1 and waste 2 collectors are fixed along the axis of symmetry, respectively, with the outlet 14 and the inlet 15 galleries.

Глубинный водозаборно-водосбросной оголовок работает следующим образом.Deep water intake and discharge cap works as follows.

Оголовок погружают в водоем и располагают на глубине в зависимости от температуры отбираемого сло . Поскольку конструкци оголовка должна устанавливатьс на водоемах в зоне, свободной от течений, то движение воды в зонах водоприемной б и струенаправл ющей 9 стенок, кроме факелов всасывани и выброса, не предполагаетс . В водотоках глубинное стоковое или придонное течение ожидаетс с малыми скорост ми ввиду значительной общей глубины или вообще отсутствует. Поэтому перед водоприемной 6 и за струенаправл ющей 9 стенками образуютс факелы всасывани и выброса,The cap is immersed in a reservoir and placed at a depth depending on the temperature of the layer to be sampled. Since the head-end structure should be installed on reservoirs in an area free from currents, the movement of water in the water intake zones and jetting walls 9, except for suction and discharge plumes, is not expected. In watercourses, the deep stock or bottom flow is expected with low velocities due to significant total depth or is completely absent. Therefore, suction and discharge plumes are formed in front of the intake 6 and behind the 9 guiding wall

Ввиду наличи в конструкции козырька 8 и при стратификации источника факел всасывани будет плоскопараллельным: струи имеют горизонтальное движение. Распределение скоростей по глубине и ширине факела всасывани может быть неравномерным и стимулируетс неравномерностью размеров водоприемных отверстий 7 по высоте и длине водозаборного фронта. При необходимости отбора верхних слоев водоема должны быть увеличены скорости отбора воды в верхней части факела всасывани . При отборе придонных слоев увеличиваютс скорости в придонной части факела всасывани . Повышение скорости в средней по глубине части факела всасывани повлечет за собой подсасывание к водоприемному средних слоев водоема по глубине. Козырек 8 над водоприемной стенкой б способствует выравниванию расхода, поскольку площадь под кромкой козырька 8 будет посто нной по всей длине водозаборного фронта. Поэтому при подходе к водоприемной стенке 6 факела всасывани переформировываетс и расход выравниваетс по ее ширине.Due to the presence in the design of the visor 8 and in the stratification of the source, the suction plume will be plane-parallel: the jets have horizontal movement. The distribution of velocities over the depth and width of the suction plume can be uneven and is stimulated by the uneven sizes of the water intake holes 7 over the height and length of the water intake front. If it is necessary to select the upper layers of the reservoir, the rates of water extraction in the upper part of the suction plume should be increased. When sampling the bottom layers, the speeds in the bottom part of the suction plume increase. Increasing the speed in the middle of the depth of the suction plume will cause suction of the middle layers of the reservoir to the water intake in depth. The visor 8 above the intake wall b helps to equalize the flow rate, since the area under the edge of the visor 8 will be constant along the entire length of the intake front. Therefore, when approaching the inlet wall 6 of the plume, the suction is reformed and the flow is aligned with its width.

Кроме того, козырек 8 стимулирует расслоение разноплотностных потоков, так как поверхность раздела будет устойчива только при отборе воды со скорост ми не более 0,2 м/с.In addition, the visor 8 stimulates the separation of different-density flows, since the interface will be stable only when water is taken at a speed not exceeding 0.2 m / s.

Прошедша сквозь перфорацию водоприемной стенки 6 ввода из заборного коллектора 1 направл етс в отвод щую галерею 14 на охлаждение энергоблоков.Passing through the perforations of the water intake wall 6 of the inlet from intake manifold 1 is directed to the outlet gallery 14 for cooling the power units.

Нагрета от энергоблоков вода по подвод щей галерее 15 поступает в сбросной коллектор 2, на входе которого посредством конусообразного выступа 13 она рассекаетс и формируетс в плоский поток, а в самом коллекторе 2 струи потока под воздействием выступа 13 растекаютс к боковым стенкам 4 и 5. Тем самым подготавливаетс разворот потока в противоположное направление .The water is heated from the power units through the inlet gallery 15 to the waste collector 2, at the entrance of which, by means of a cone-shaped protrusion 13, it is dissected and formed into a flat flow, and in the collector 2 itself the flow streams under the influence of the protrusion 13 flow to the side walls 4 and 5. most prepared to turn the flow in the opposite direction.

При выходе из сбросного коллектора 2 сформированный поток попадает на струе- направл ющую стенку 9, котора воспринимает всю силу сбросного потока и отводитWhen exiting the waste collector 2, the generated flow enters the jet wall 9, which absorbs all the force of the discharge flow and diverts

его из оголовка наружу с сохранением равенства скоростей струй в потоке, обеспечива тем самым посто нный и ровный факел выброса. Нагрета вода по инерции отходит дальше к галере м в противоположную сторону от заборного коллектора 1, поднимаетс к верхним сло м и равномерно растекаетс по поверхностному слою водоема . Ветроволновым или дрейфовым течением подн тый поток окончательноit from the head to the outside while maintaining the equality of the velocities of the jets in the stream, thereby ensuring a constant and even ejection torch. The heated water inertia moves further to the galleries in the opposite direction from the intake manifold 1, rises to the upper layers and spreads evenly over the surface layer of the reservoir. A wind wave or drift current finally lifts

смешиваетс с верхним слоем водоема.mixed with the upper layer of the reservoir.

Смешива сь с ветроволновым или дрейфовым течением, сбросной поток более теплой (чем в придонных сло х) воды будет перемещатьс со скоростью (v w (0,1-0,2),Mixing with the wind-wave or drift current, the waste stream of warmer (than in the bottom layers) water will move at a speed (v w (0.1-0.2),

гдем-скорость ветра, м/с. Это стимулирует растекание потока по поверхности и его более интенсивное охлаждение. Кроме того, это создает дополнительный градиент плотностей Ар между плотностью р- воды уwhere is the wind speed, m / s. This stimulates flow spreading over the surface and its more intensive cooling. In addition, this creates an additional gradient of densities Ap between the p-water density at

поверхности и плотностью pi воды у дна. Форма факела выброса регулируетс за счет изменени зазора 10 и кривизны струенаправл ющей стенки 9. Реактивна сила, возникающа в струенаправл ющей стенкеsurface and density pi of water at the bottom. The shape of the discharge plume is regulated by changing the gap 10 and the curvature of the flow wall 9. The reactive force arising in the flow wall

9 при выходе потока из сбросного коллектора 2, направлена параллельно противоположно всасываемому потоку и обеспечивает продольное напр жение всего оголовка, повыша тем самым его динамическую устойчивость к поперечным боковым колебани м воды, в то же врем снижа разность давлений на верхней и нижней поверхност х козырька 8, повыша устойчивость при вертикальных колебани х слоев воды,9 when the flow out of the discharge manifold 2, is directed parallel to the intake flow and provides the longitudinal stress of the entire head, thereby increasing its dynamic resistance to lateral lateral water oscillations, while reducing the pressure difference on the upper and lower surfaces of the visor 8 , increasing stability with vertical oscillations of water layers,

Технико-экономический эффект в предлагаемой конструкции совмещенных в одном сооружении водозабора-водосброса в том, что за счет максимально возможногоTechnical and economic effect in the proposed design combined in one structure of the water intake-spillway is that due to the maximum possible

удалени выпускаемого потока воды в сторону , обратную традиционному направлению выпуска воды из окон водозабора, обеспечиваетс оптимизированный режим работы водозаборно-водосбросного оголовка при обеспечении надежности и динамической устойчивости конструкций,removing the discharged water flow in the opposite direction to the traditional direction of water discharge from the water intake windows, provides an optimized operating mode of the water intake and discharge head, while ensuring the reliability and dynamic stability of the structures,

Позвол добитьс четкого расслоени потоков сбрасываемой и отбираемой воды, конструкци обеспечивает отбор воды с ми- нимально возможной температурой из при- донных слоев водоема, что улучшает показатели работы тепловой электростанции , позвол ет обеспечить значительную экономию расхода топлива.Allowed to achieve a clear separation of the flow of discharged and withdrawn water, the design provides for the extraction of water with the lowest possible temperature from the near-bottom layers of the reservoir, which improves the performance of the thermal power plant, and provides significant savings in fuel consumption.

Кроме того, улучшаетс качество отбираемой воды, так как окна водозабора не будут забиватьс водоросл ми, наносами и шугой.In addition, the quality of the selected water is improved, as the water intake windows will not be clogged with algae, sediments and sludge.

Стабильность работы конструкции оп- редел етс также и тем, что она не прив зана к береговой полосе и позвол ет выбрать расположение в той части акватории, котора не подвержена зависимости от шуголе- довых влений. Если место отбора воды расположено вне зоны действи вдольбере- говых, разрывных и инерционных течений, то водозаборное сооружение будет надежно эксплуатироватьс в течение расчетного периода эксплуатации, обеспечива эконо- мичный отбор воды оптимального качества.The stability of the operation of the structure is also determined by the fact that it is not tied to the coastal strip and allows you to choose a location in that part of the water area that is not subject to dependence on the snow-covered weather. If the water abstraction site is located outside the zone of action along the coastal, discontinuous and inertial currents, the water intake structure will reliably be operated during the estimated period of operation, ensuring an economical selection of water of optimum quality.

Claims

Invention Formula

The deep water intake and discharge cap installed in the reservoir contains

sticking, respectively, one below the other, intake and discharge collectors having a common horizontal partition, side walls, a visor fixed on the partition, and outlet and supply galleries communicated with the collectors, characterized in that, in order to increase efficiency by rotated heated water flow from the waste collector and its uniform spreading over the surface of the reservoir, it is equipped with a jetting wall located across the discharge collector The upper edge of which is fixed on a common horizontal partition of the collectors, the upper horizontal edge is located above the outer surface of the waste collector, and the vertical side edges are rigidly embedded in the side walls of the collectors, while the overall horizontal partition is made with a cone-shaped protrusion on its spillway surface facing apex the flow to be discharged, and the straightening wall smoothly coupled to the cone-shaped protrusion, is made concave inside the waste collector Ora and curved in an arc vertically upwards.

ig. 3

| Ш§р | ГЩ1Щ.

v

"Ftlt 4