стока p. Ингури. При этом весь сток должен был отводиться из водохранилища по деривационному туннелю. Обводнение нижнего течения р. Ингури предполагалось осуществить исключительно за счет р. Магаиы, впадающей в р. Ингури ниже створа арочной плотины. Сток р. Маганы в энергетических целях не использовался. Осуществление гидроаккумулирования и создаваемая, таким образом, постоянная гидравлическая связь между верхним и нижним бьефами арочной плотины позволяют перебросить в водохранилище сток р. Магаиы. Попуск этого стока в нижний бьеф Ингурской плотины даст дополнительный энергетический эффект на агрегатах Ингурской ГАЭС, превращая ее таким образом в ГЭС - ГАЭС (рис. 3-4).

Необходимая емкость нижнего бассейна образуется земляной плотиной высотой около 50 м в 3 км ниже створа арочной плотины. Для подачн воды к агрегатам ГАЭС потребуются лищь короткие водоводы. Водоприемник ГАЭС совмещается с глубпиными отверстиями для сброса максимальных расходов.

В здании ГАЭС предусмотрена установка трех обратимых агрегатов общей мощностью 750 МВт н двух агрегатов прямого действия общей мощностью 456 МВт. Относительно высокий иапор Ингурской ГЭС - ГАЭС, наличие прочного скального основания здания ГАЭС, отсутствие необходимости сооружения длинных водоводов, ничтожный объем затоплений прн создании нижнего бассейна создали предпосылки для весьма низких удельных капиталовложений на 1 кВт установленной мощности.

Одной ИЗ эффективных схем деривационных гидроэлектростанций могут явиться переброски стока, использующие естественную разность уровней смежных речных долин. При наличии в составе таких схем водохранилищ появляется возможность создания на их базе верхних аккумулирующих бассейнов ГАЭС.

В Закарпатье первоначально предполагалось построить Теребля-Рикскук> ГАЭС мощностью около 1500 МВт при существующей ГЭС того л<е названия, использующей перепад 212 м между долинами рек Теребля и Рика, с водохранилищем иа р. Теребля (рис. 3-5). При этом в обжитом районе потребовалось бы создать достаточно емкое водохранилище на р. Рике, образующее нижний бассейн. Параллельно существующему туннелю Теребля-Рпкской ГЭС предполагалось построить три других длиной около 3 км каждый.

В новом варианте предлагается использовать для целей гидроаккумули-ровання значительно больший напор (свыше 500 м). Существующее Тереблии-ское водохранилище будет использовано ие в качестве верхнего, а в качестве нижнего бассейна. Верхний бассейн полезной емкостью 4,4 мли. м намечено-расположить на водоразделе между реками Теребля и Рика. Площадка, занимаемая этим бассейном, не представляет хозяйственной ценности. Из-за повышения напора ГАЭС в 2,5 раза снижается амплитуда колебания уровпей-воды в Тереблинском водохранилище, берега которого сложены малоустойчивыми породами карпатского флиша (песчаниками, алевролитами, аргиллитами) . Первоочередная Тереблииская ГАЭС намечается мощностью около 1400 МВт. Мощность Терсбля-Рикской ГАЭС, которая должна строиться во вторую очередь, в связи с наличием двух верхних бассейнов (водораздельного и Тсреблииского) может возрасти до 2000 МВт.

Использование существующих водоемов в качестве нижних бассейнов встречается наиболее часто. Примерами являются проектируемая Кайшядорская ГАЭС мощностью 1600 МВт, использующая водохранилище Каунасской ГЭС, ГАЭС Ладингтон в США мощностью 1872 МВт (оз. Мичиган), проектируемая в Венгрии ГАЭС Предикалосек мощностью 1200 МВт (р. Дунай) и др. Разрабатываются проекты ГАЭС, использующих морскую, акваторию в качестве нижнего бассейна и работающих на морской воде.

Создание ГАЭС на берегу существующих водохранилищ имеет ряд особенностей. Сооружение глубоких котлованов в этих условиях может быть сопряжено с определенными трудностями. Значительные дополнительн£?1е объемы работ могут потребоваться в случае г,яубоких сезонных сработок водохранилища. Поэтому в благоприятных геологических условиях заслун<;ивает внимания подземное расположение ГАЭС.

Рис. 3-5. Теребля-PiH<ckaя п Тереблииская ГАЭС (проект).

о - план; б -разрез по напорному тракту Теребля-Рикскоп ГАЭС; s - то же Тереб-линской ГАЭС; / - водоприемник Теребля-Рикской ГЭС; 2 - деривационный туннель ГЭС; 3 -здание ГЭС; 4 - плотина; 5 - водоприемник Теребля-Рикской ГАЭС; Р - подводящие ннзконапорные туннели ГАЭС; 7 - подземный машинный зал ГАЭС; 8 - водо-выпуск ГАЭС; 9 - уравнительные резервуары ГАЭС; /О - подводящие высокопапорныо туннели ГАЭС; -вер.чний бассейн Тереблннскон ГАЭС; 12 - здание Тереблииской ГАЭС; j3 - проектируемые плотина и Березовская ГЭС.

В некоторых случаях ГАЭС располагают на относительно небольших контррегулирующих водохранилищах, предназначенных для выравнивания турбинных расходов речных гидроэлектростанций в суточном разрезе (Днестровская ГАЭС).

При использовании водохранилища в качестве нижнего бассейна ГАЭС можно обеспечить необходимое заглубление агрегатов ГАЭС без устройства глубокого котлована и подземного машинного зала, если имеется возможность разместить здание ГАЭС вблизи низового откоса существующей плотины (проект Тереблииской ГАЭС, см. рис. 4-33).

На НС - ГАЭС Дрейкенсберг (см. рис. 2-7) верхний бассейн образуется путем отделения каменнонабросной плотиной Дриклуф от водохранилища ирригационного назначения Стеркфонтейн. При этом уровень последнего срабатывается в режиме сезонного регулирования на 24 м (1702-1678 м), в то время как

уровень верхнего бассейна ГАЭС с недельным регулированием срабатывается на 19,5 м между отметками 1699,5 и 1680,0 м. Соответственно полезный объем водохранилища Стеркфонтейн составляет 2656 млн. м, а бассейна Дриклуф 26 млн. м.

3-3. компоновки с ПОДЗЕМНЫМ ИЛИ ПОЛУПОДЗЕМНЫМ РАСПОЛОЖЕНИЕМ ЗДАНИЙ ГАЗС

Подземное и полуподземное расположение зданий ГАЭС обычно связано с туннельными подводящими (отводящими) водоводами. Такие компоновки получают в настоящее время все более широкое распространение. Этому способствуют следующие преимущества подземного и полуподземного расположения зданий ГАЭС по сравнению с их назе.мным размещением:

повышение энергетических показателей за счет снижения потерь напора и улучшения работы агрегатов в переходных режимах благодаря сокращению длины подводящих водоводов, а также за счет возможности установки наиболее совершенного гидросилового оборудования, отличающегося значительным заглублением под уровень нижнего бьефа по условиям кавитации;

возможность более свободного выбора планового размещения сооружений;

максимальное сохранение естественного ландшафта и сокращение площади отчуждаемых земель;

снижение эксплуатационных расходов из-за большей долговечности подземных сооружений, в особенности водоводов, по сравнению с открытыми стальными трубопроводами;

исключение необходимости в защите зданий ГАЭС и водоводов от лавин, камнепадов, а также от других воздействий.

Подземное располож;ение основных сооружений ГАЭС связано, однако, с рядом осложнений при их строительстве и эксплуатации:

требуется проведение особо тщательной геологической разведки, так как неточные данные но инженерно-геологическим условиям могут привести к значительным непредвиденным затратам;

подземные строительно-монтажные работы требуют рабочей силы высокой квалификации;

необходимость создания нормальных условий для эксплуатационного персонала (вентиляция, освещение, кондиционирова- . нне воздуха) приводит к некоторому увеличению стоимости эксплуатации подземных ГАЭС.

Каждый из водоводов, соединяющих агрегаты ГАЭС с верхним и нижним бассейнами, в зависимости от режима работы ГАЭС может быть подводящим или отводящим. Нил<;е все водоводы будут именоваться по их работе при турбинном режиме ГАЭС: водоводы меи<ду верхним бассейном и агрегатами

ГАЭС - подводящими, а между ГАЭС н нижним бассейном - отводящими.

По условиям гидравлического режима и обеспечения минимума гидравлических потерь трасса водоводов, как правило, выбирается кратчайшей. Однако по условиям производства подземных работ в некоторых случаях отступают от вышеуказанного правила.

Отводящий туннель выполняется обычно напорным. Только при установке на ГАЭС ковшовых турбин этот тракт (или часть его) должен быть безнапорным Ч Напорный режим отводящих водоводов целесообразен также из-за значительных колебаний уровней воды, которые часто имеют место в нижних бассейнах ГАЭС.

При выборе положения машинного зала следует учесть, что стоимость 1 м длины отводящего низконапорного туннеля обычно существенно ниже соответствующей стоимости высоконапорного подводящего туннеля. Поэтому целесообразно приближать подземный машинный зал к верхнему бассейну, насколько это возможно, по эксплуатационным и строительным условиям.

Окончательное положение машинного зала выбирается в результате технико-экономического сопоставления с учетом геологических факторов, условий эксплуатации, размещения повыси-тельных трансформаторов и т. д.

Так, при выборе трассы подземного водовода ГАЗС Вальдек II (ФРГ) было рассмотрено пять вариантов трассировки водовода между ГАЭС и верхним бассейном. Характерно, что на ГАЭС Вальдек I, построенной в 30-х годах, применена наземная трассировка водоводов, в то время как на современной ГАЭС Вальдек II водоводы и машинный зал находятся под землей. Выбор трассы водовода производился в увязке с выбором расположения подземного машинного зала. Прн этом учитывались гидравлические условия (в частности, необходимость устройства уравнительного резервуара) и другие факторы (рис. 3-6),

На ГАЭС Рэккун Маунтин в США (рис. 3-7) в составе подводящего водовода имеются вертикальная шахта и горизонтальный участок, соединяющиеся коленом.

На ГАЭС (преимущественно смешанного тина) с протяженными туннелями участок туннеля, примыкающий к верхнему бассейну, трассируется таким образом, что ок воспринимает минимально возмол<ный гидростатический напор. Низконапорный участок обычно заканчивается уравнительным резервуаром, за которым следует вертикальный или крутонаклонный высоконапорный участок подводящего тракта.

Новейшие конструкции активных турбин позволяют переходить на напорную схему отвода воды, что достигается подачей сжатого воздуха под герметический кожух рабочего колеса.

Если по топографическим и геологическим условиям верхний бассейн может быть расположен достаточно близко от здания ГАЭС, то от устройства низконапорного участка водовода можно отказаться. Критерием выбора трассы водовода является экономичность проектного решения (см. § 4-3). Основное направление подвода (отвода) воды к агрегатам ГАЭС в плане может осуществляться под различными углами: от О до 90°. В зависимости от

,5д9,г0/ у 7

Рнс. 3-6. ГАЭС Вальдек (ФРГ).

о - план; б - совмещенный продольный разрез по напорным трактам; / - верхний бассейн ГАЭС Вальдек И; 2 - подводящий высоконапорный туннель; 3-машинный зал ГАЭС Вальдек II; 4 - уравнительный резервуар; 5 - транспортный туннель; 6 - отводящий туннель; 7 - водовыпуск-водоприемник; Я - нижний бассейн; S - верхний бассейн ГАЭС Вальдек I; /О - подводящий водовод ГАЭС I; -здание ГАЭС Вальдек I; 12 - варианты трассировки подводящего туннеля ГАЭС Вальдек II.

направления подвода (отвода) и схем оборудования ГАЭС (двух-, трех или четырехмашинной) выполняются различные системы развилок водоводов (рис. 3-8). Возможны также различные комбинации приведенных схем.

Существенное значение для размещения подземного машинного зала ГАЭС имеет схема выдачи (подачи) мощности станции. Расположение трансформаторов под землей связано со значительными капиталовложениями. Поэтому на ГАЭС Ревэн (Франция) с подземным машинным залом, находящимся на глубине 100 м от дневной поверхности, принята наружная установка трансформаторов, соединенных шинопроводами с двига-

Рис. 3-7. ГАЭС Рэккун Маунтин (США). д бассейн; 2-дамба; 3-

?уПжеТ к;равни7ел:н резервуару; 15 - гасители.

Р.. 3-8. схем. подхода) ZL:

L-pSe-Hnl, 7о;;:ГГт у р инном режиме.

показывают