Главная >  Гидроаккумулирование энергетических систем 

1 2 3 4 5 [ 6 ] 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30

приливных электростанциях (ПЭС Ране во Франции мощностью 240 МВт и Кислогубская ПЭС в СССР).

Максимальные напоры ГАЭС превышают 1400 м (ГАЭС Сан-Фиорано в Италии).

Глава третья

КОМПОНОВОЧНЫЕ РЕШЕНИЯ ГАЭО

3-1. компоновки с ИСКУССТВЕКНО СОЗДАНКЫМИ БАССЕЙНАМИ НА ПОВЕРХНОСТИ ЗЕМЛИ

Выбор расположения верхнего бассейна во многом зависит от его основных параметров: полезной емкости и площади акватории. Эти параметры рассматриваются и выбираются на основании технико-экономического сопоставления вариантов.

Полезный объем бассейна ГАЭС чистого аккумулирования может определяться в зависимости от установленной мощности или суточной выработки электроэнергии по формуле (1-11).

Средняя площадь акватории бассейна f ср связана с глубиной его сработки АЯ и полезным объемом V зависимостью

,/ГАЭС

(3-1)

Глубина сработки АЯ определяется энергоэкономическим расчетом.

Для ГАЭС смешанного типа емкость бассейнов (водохранилищ) следует определять как сумму емкостей водохранилищ ГЭС и ГАЭС, при этом вторая составляющая в большинстве случаев во много раз меньше первой.

Верхние бассейны ГАЭС чистого аккумулирования целесообразно создавать на участках территории с относительно ровным рельефом. Бассейны обычно соорулоют в полувыемках-полунасыпях, что является экономически наиболее эффективным. Плановое очертание бассейнов по возможности должно быть близким к окружности, поскольку это сокращает периметр бассейна и снижает его стоимость за счет уменьшения объемов насыпи, крепления откосов, дренажных устройств и т. д. (рис. 3-1).

Верхние бассейны также могут быть созданы путем устройства дамбы, перегораживающей естественную долину, и нри наличии на дне этой долины водотока ГАЭС превращается в ГЭС-ГАЭС.

Нижние бассейны ГАЭС образуются обычно путем устройства плотин на небольших водотоках. Создание специальных бас-

сейнов на крупных водотоках, как правило, не рационально, поскольку это требует строительства водосбросных устройств, рассчитанных на пропуск высоких паводковых расходов.

Использование долин малых рек для нил<них бассейнов ГАЭС, в свою очередь, может вызвать трудности из-за значительной крутизны склонов долин, опасности их переработки и т. д.


Рис. 3-1. Схематический план ГАЭС Лангенпроцельтен (ФРГ).

/ - верхннП бассейн; 2 - высоконапорный подводящий водовод; 3 - здание ГАЭС;.

4 - ОРУ; 5 - плотина Шепфкопф; 6 - железобетонный лоток; 7 - ограждающая дамба;

5 -нижний бассейн; 9 -смотровая галерея; /О - плотина нижнего бассейна; 11 - i\a-тодорога; 12 - засыпка.

В образующихся на малых реках узких водохранилищах возникают неблагоприятные гидравлические явления при растекании потоков воды, идущих от ГАЭС при работе в турбинном режиме.

При сооружении нижних бассейнов на реках, несущих значительное количество наносов, следует определить срок возмол-ного заиления образуемого водохранилища; проанализировать возмон<ность частичной перекачки взвешенных наносов в верхний



ассейн. Если по топографическим условиям здание ГАЭС располагается вблизи хвостовой части нижнего бассейна, которая заиливается в первую очередь (например, Теребля-Рикская ГАЭС), то следует рассмотреть целесообразность перекачки наносов средствами гидромеханизации в зону мертвого объема, прилегающую к плотине.

Имеются примеры создания искусственных нижних бассейнов в стороне от основного водотока. Так, нижний бассейн ГАЭС Ко-Труа-Пон (Бельгия) мощностью 830 МВт при напоре 275 м образован двумя дамбами, перегораживающими старицу р. Амб-лев (рис. 3-2).

Интересное решение принято в схеме ГАЭС Монтезума в США. ГАЭС строится в горах Сиерра Эстрелла (штат Аризона) в районе, где отсутствуют поверхностные водотоки. Верхний бассейн ГАЭС объемом 4,3 млн. м создается на вершине горы во впадине, замыкаемой каменно-земляной плотиной, а нижний бассейн объемом 5,6 млн. м -у подножия горы путем обвалования. Вода для работы ГАЭС будет подаваться в бассейны из подземных водоисточников.

Создание искусственных водоемов сопряжено, как правило, необходимостью отчуждения значительных территорий. Поэтому при выборе компоновочного решения сооружений ГАЭС особенно важно обратить внимание на мероприятия, способствующие сокращению площади проектируемых бассейнов (повышение напора ГАЭС, сокращение длины ограждающих дамб и их ширины, использование существующих водоемов и др.).

Как следует из формулы (1-11), полезный объем аккумулирующего бассейна ГАЭС обратно пропорционален напору. В свою очередь глубина сработки уровня бассейна зависит от напора и составляет в среднем 6-10% его величины. Таким образом, формулу (3-1) можно представить с некоторым приближением в следующем виде:

ср =

367,25Дэс

(0,06 0.1) я;,рАЭ

Поскольку площади обоих бассейнов при прочих равных условиях обратно пропорциональны среднему напору ГАЭС в квадрате, увеличение напора является действенным средством снижения этой площади и повышения эффективности установки :в целом.

Если водопроводящие сооружения ГАЭС (трубопроводы) размещены на поверхности земли на склоне речной долины, то здание ГАЭС находится у подножия этого склона. Компоновочное решение сооружений в данном случае во многом зависит от геологического строения склона, его устойчивости, от геотехнических показателей грунтов, слагающих борта и дно долины. Относительно крутые естественные склоны речных долин в пределах площадок, благоприятных для сооружения ГАЭС (т. е. при


5 gffl

о й СП

< и.

S I

X S I Ы 5



резких перепадах уровней поверхности земли), обычно находятся в состоянии предельного равновесия или близки к этому состоянию. Всякие подрезки склона, дополнительное увлажнение за-счет фнльтрации из верхнего бассейна могут вызвать оползневые явления. Особенно опасны в этом отношении береговые склоны долин крупных рек европейской части СССР. Поэтому при. устройстве искусственных верхних бассейнов особенно важны их надежная гидроизоляция и дренажные мероприятия по периметру бассейна и по прилегающему участку склона.

Если позволяют геологические условия, целесообразно рассмотреть возможность подземного расположения водопроводя-щих устройств, что обеспечивает сохранность естественных условий склонов долины. При этом здание ГАЭС мол<ет располагаться на поверхности, в подземной выработке, в траншее или в отдельных колодцах (см. § 3-3).

3-2. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ СУЩЕСТВУЮЩИХ ВОДОЕМОВ В КАЧЕСТВЕ БАССЕЙНОВ: ГАЭС

На сооружение верхних бассейнов затрачивается до 30% стоимости строптельио-монтажных работ по возведению основных сооружений. Поэтому использование существующих водоемов в качестве верхних бассейнов может существенно улучшить техникоэкономическиег показатели ГАЭС в целом.

Использование существующих водоемов в качестве нижних бассейнов дает меньший экономический эффект (до-107о), однако оно также может представить значительный интерес.

Существующие водоемы & качестве верхних бассейнов ГАЭС чистого аккумулирования используются редко и лишь прп наличии высоко расположенного озера или водохранилища (ГАЭС Фойерс в. Великобритании, Лаго-Делио в Италии и др.). Для обеспечения необходи.мого объема аккумулирования необходимо создание для таких водоемов дополнительного подпора.

Наиболее часто существующий водоем можно использовать в качестве верхнего бассейна на речном каскаде гидроэлектростанций в связи с требованиями энергетической системы об уст-

Тольятти


, ]чапаевск

оредолокскаа ГдС-ГАЗС

Саратовское водохранилише

Рис. 3-3. Схематический план Пере-BO.IOKCKOH ГЭС-ГАЭС (проект).

ройстве ГАЭС на одной из его ступеней. Тогда создаваемая ГАЭС использует, как правило, существующие водохранилища и не нуждается в дополнительном устройстве бассейнов. Примером является проект Переволокской ГЭС - ГАЭС на Волге, использующей в качестве верхнего бассейна водохранилище Волжской ГЭС имени В. И. Ленина, а в качестве нижнего - водохранилище Саратовской ГЭС (рис. 3-3).

Установленная мошность Переволокской ГЭС - ГАЭС намечается равной -2450 МВт. Из 2i агрегата 6 агрегатов общей мощностью в турбинном режиме 450 МВт будут обратимыми.

Строительство Переволокской ГЭС - ГАЭС позволит улучшить санитарные условия на участке Самарской Луки, находящемся в зоне подпора Саратовской ГЭС. Работа обратимых агрегатов в часы провала графика нагрузки


Р с. 3-4. Схематический план Ингурскои ГЭС-ГАЭС(нро екЬ

Магана; 6 - напорная

-водохранилище Ингурскои С; 2--арочиая пло -ЭС ГДЭС-, 4 -земляная плотина; 5 - туннель iicijcu.

ГЭС .

деривация Ингурскои ГЭС.

обеспечит создание водообмена по Самарской Луке, в том числе и в ночные часы, когда турбины Волжской ГЭС имени В. Й. Ленина могут быть остановлены.

Важным положительным факторол! при использовании существующих водоемов для целей гидроаккумулирования является повышение турбулентности водного потока при прохождении его через агрегаты ГАЭС и как следствие повышение аэрации и самоочищающей способности водотока.

Использовать искусственный водоем в качестве верхнего бассейна предполагается на Ингурскои ГЭС - ГАЭС. Эта ГЭС - ГАЭС будет использовать напор, создаваемый Ингурскои арочной плотиной высотой 271,5 м, и явится промежуточной установкой в общей схеме деривационного комплекса Ингурскои ГЭС.

До возникиовеиия идеи устройства Ингурскои ГАЭС создаваемое плотиной водохранилище предназначалось только для сезонного регулирования



1 2 3 4 5 [ 6 ] 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30