Автор: Елистратов Александр Сергеевич

Рубрика: Технические науки

Опубликовано в Молодой учёный №8 (112) апрель-2 2016 г.

Дата публикации: 19.04.2016

Статья просмотрена: 15 раз

Библиографическое описание:

Елистратов А. С. Перемещение грунтовых масс в нижнем бьефе при изменении режимов работы за-творов гидроузла // Молодой ученый. — 2016. — №8. — С. 210-214.



Рассмотрены варианты пропусков воды в строительный период эксплуатации водосброса № 2 Богучанской ГЭС с гладкой сливной гранью и носком-трамплином для отброса струи в варианте с отклонителем струи и без в пролёте № 1.

Ключевые слова: водосброс, носок-трамплин, отклонитель струи, отброс струи, яма размыва.

Options of admissions of water during the construction period of operation of a spillway No. 2 of Boguchansky hydroelectric power station with a smooth drain side and a sock springboard for an otbros of a stream in option with an otklonitel of a stream and without in flight No. 1 are consiered.

Key words: spillway, ski jump bucket, ski jump, deflector basin, scouring basin.

Основная задача, стоящая при расчёте гидроузла, — избежать приближения ямы размыва к концевому участку быстротока и носку трамплину. Также при гашении избыточной энергии потока путём отброса струи в районе оси пересечения первого водосброса и донных водовыпусков образуется бар, который препятствует водотоку, изменяя вектора направления водотоков, образуя зону с наименьшим давлением куда вместе с потоками воды поступают и грунтовые материалы из-под носка трамплина первого водосброса. Целью исследования является водосброс № 2 Богучанской ГЭС в период временной эксплуатации.

Перепад высот между оголовком гребня водостока и носком трамплином составляет 35,2м. Расход в строительный период составлял 13500 м3/с при обеспеченности Р=0,2 %

Рис 1. Трансформированный гидрограф паводка с Qр=0.2 % =13500 куб.м/с при строительном пропуске расхода и модельный гидрограф

Основание водосброса было сложено трещиноватой скалой. Трещины формировали отдельные блоки размерами от 0.3x0.3 до 5х5м на поверхности 1х1 м до 20х20х10м в основании водосброса. Чтобы максимально приблизить данные к натурным использовался щебень трёх фракций. На основании этих данных была создана модель данного гидроузла в масштабе 1:60.

Были рассмотрены и проанализированы два варианта водосброса с отбросом струи. Первый вариант без отклонения второй вариант с отклонителем. Отклонитель расположен в первом пролёте и имеет ступенчатую форму. Угол отклонения составляет 100

а б

Рис. 2 Общий вид потока на выходе из водосброса № 2: а) с отклонителем в первом пролёте б) без отклонителя

За период строительства гидроузла осуществлялся пропуск строительных расходов через водосброс № 1. Соответственно это привело к формированию достаточно большой протоки, которую необходимо учитывать при расчёте водосброса № 2. Были произведены пропуски воды на модели для приведение площадки к условию максимально приближенной к натурной. После этого включился в работу водосброс № 2. Режим работы водосброса подразумевает постепенное включение пролётов, таким образом чтобы избежать смещение бара в сторону здания ГЭС и соответственно снижения выработки турбин за счёт изменения водотоков и смещения их в сторону остальных водовыпусков. При включении второго и первого пролёта за ямой размыва начал формироваться бар, частично смещённый в сторону здания ГЭС. В подструйном пространстве за счёт эжекции произошло понижение уровня воды, которое повлияло на работу водовыпускных труб ГЭС (Это было зафиксировано пьезометрами установленными в трубах)

Развития бара за водовыпускными трубами ГЭС при увеличении пропусков расходов через водосброс № 2, а именно 1 и 2 пролёты будет увеличиваться и повлияет на характеристики гидротурбин, и тем самым снизит период окупаемости гидроузла. По предварительным данным размыв носка трамплина при формировании бара не выявлен. Основная задача экспериментом стоит в уменьшения размера бара в зоне ГЭС.

Ямы размыва в варианте без отклонителя потока показаны на рисунках 3 и 4 на расстоянии 66 и 120 м от торцевой грани водосброса № 2.

C:\Documents and Settings\cherchenie\Рабочий стол\Мои рисунки\поперечник 66-1.png

Рис. 3. Поперечный разрез ямы размыва на расстоянии 66 м от торцевой грани водосброса № 2 без использованием отклонителя.

C:\Documents and Settings\cherchenie\Рабочий стол\Мои рисунки\поперечник 120-1.png

Рис. 4. Поперечный разрез ямы размыва на расстоянии 120 м от торцевой грани водосброса № 2 без использованием отклонителя

Один из вариантов заключался в разработке отклонителя для изменения траектории струи позволяющий поток отклонить в сторону водосброса № 1 Отклонитель имеет форму трёхступенчатого каскадного в верхней части с заваленной под углом профилем. Что позволяет закручивать и уплотнять поток отбрасываемый от водосброса № 2 смещая его в сторону водосброса № 1 Данный отклонитель представлен на рис. 5

Рис. 5. Общий вид потока на выходе из водосброса № 2 с использованием отклонителя, и началом пропуска расходов с первого пролёта относительно оси турбинных камер

При устройстве отклонителя бар перестал смещатся в сторону ГЭС, а начал движение в сторону водосброса № 1 и далее при включении 3 и 4 пролётов сместился по направлению движения потока.

Ямы размыва в варианте с отклонителем потока показаны на рисунках 6 и 7 на расстоянии 66 и 120 м от торцевой грани водосброса № 2.

C:\Documents and Settings\cherchenie\Рабочий стол\Мои рисунки\поперечник 66.pngРис. 6. Поперечный разрез ямы размыва на расстоянии 66 м от торцевой грани водосброса № 2 с использованием отклонителя.

C:\Documents and Settings\cherchenie\Рабочий стол\Мои рисунки\поперечник 120.png

Рис. 7. Поперечный разрез ямы размыва на расстоянии 120 м от торцевой грани водосброса № 2 с использованием отклонителя.

Сравнение параметров ям размывов этих вариантов позволяет сделать следующие выводы:

1) Использование отклонителя положительно сказалось на работе гидрогенераторов № 7,8 и 9 Бар существенно уменьшился и с увеличением интенсивности работы водосброса не стал увеличиватся в зоне водовыпусков.

2) Работа отклонителя наиболее благоприятна при больших напорах. Следовательно, в эксплуатационном режиме можно ожидать более эффективную работу откланителя.

3) При использовании отклонителя и пропуске расхода с первого пролёта по пятый пролёт, происходит разделение в плане потока на два фронта. Так, поток направленный пятым, четвёртым и частично третьим пролётом, а также продукты ямы размыва при отбросе носком трамплином ориентированы в сторону промоины образованной водосбросом № 1. Тогда как первый и второй пролёт, несмотря на наличае отклонителя, увеличивает глубину в яме размыва напротив второго и третьего пролётов.

4) Для более эффективной работы водосброса № 2 необходимо начать пропуск расходов с пятого по первый пролёт отнасительно оси турбинных камер при использовании отклонителя (в настоящее время ведутся исследования)

Литература:

  1. СНиП II-50–74. Гидротехнические сооружения речные. Основные положения проектирования; разраб. ВНИИГ им. Б. Е. Веденеева и Гидропроектом им. С. Я. Жука Минэнерго СССР с участием Гипроречтранса Минречфлота РСФСР и др.; утв. Государственным комитетом СССР по делам строительства 13.09.1974. — М.: Стройиздат, 1975. — 24 с. [1]
  2. СНиП 33–01–2003. Гидротехнические сооружения. Основные положения; разраб. “ВНИИГ им. Б. Е. Веденеева” с участием ОАО “Институт Гидропроект”, ОАО “Ленгидропроект” и др.; утв. Государственным комитетом Российской Федерации по строительству и жилищно-коммунальному комплексу (Госстрой России) 30.06.2003. — М.: ЦИТП Госстроя России, 2004. — 23 с. [2]
  3. СНиП 2.06.01–86. Гидротехнические сооружения. Основные положения проектирования; разраб. ВНИИГ им. Б. Е. Веденеева, Гидропроектом им. С. Я. Жука, ЛО Атомтеплоэлектропроектом и др.; утв. Государственным комитетом СССР по делам строительства 01.07.1987. — М.: ЦИТП Госстроя СССР, 1987. — 32 с. [3]
  4. Новикова, И. С. Гидравлические исследования и выбор конструкции эксплуатационного водосброса № 2 Богучанской ГЭС / И. С. Новикова, В. Б. Родионов, В. М. Семенков // Гидротехническое строительство. — 2007. — № 9. — С. 54–60.
  5. Павловский, Н. Н. Гидравлический справочник / Н. Н. Павловский. — Л-М., ОНТИ. Главн. ред. энергетич. лит., 1937. — 890 с.
  6. Гидравлические расчеты водосбросных гидротехнических сооружений: Справочное пособие / Д. Д. Лаппо, А. Б. Векслер, Т.Г Войнич-Сяноженцкий. — М.: Энергоатомиздат, 1988. — 624 с.
Основные термины (генерируются автоматически): торцевой грани водосброса, использованием отклонителя, ямы размыва, Поперечный разрез ямы, разрез ямы размыва, Богучанской ГЭС, сторону водосброса, использовании отклонителя, сторону здания ГЭС, работы водосброса, отклонителя потока, устройстве отклонителя бар, Общий вид потока, Работа отклонителя, Государственным комитетом СССР, разработке отклонителя, наличае отклонителя, первого пролёта, Использование отклонителя, первого водосброса.

Ключевые слова

водосброс, носок-трамплин, отклонитель струи, отброс струи, яма размыва.

Обсуждение

Социальные комментарии Cackle
Задать вопрос