5 п>о

о о

ГО x

я >, s i s g =. f- = r о

/Ж да

V J ч ; V J V J ;ч > ч J

?5 ,gg I 7,3g I 77,20 J

Piic. 3-10. Машинный зал ГАЭС Вальдек II (ФРГ).

а - продольный разрез; б - план; S - поперечный разрез; / - турбина; 2 - двигатель-генерато!); 3 - насос; 4 - мостовой кран грузоподъемностью 200 т; 5 - трансформатор; б - резервуар воды; 7 - шаровой затвор; 8 - шикопроводы; ЩгО 9 - кабель 380 В; /й -монтажная площадка; - кондиционер для шипопроводов.

Возможно также совмещение этой выработки с помешением для затворов на отводящем тракте. На ГАЭС Вальдек Пи нёко

Рнс. 3-11. Здание ГАЭС Джердап III (Югос.чавия, проект).

/ - двигатель-генератор; 2-обратимая гидромашина; 3 - шаровой затвор; 4 - проемы, соединяющие агрегатные шахты; 5 - мостовой кран; ff - трансформатор.

торых Других станциях трансформаторы установлены в общей выработке с гидросиловым оборудованием (рис. 3-10).

Весьма перспективными для установки на подземных ГАЭС могут быть высоковольтные двигатели-генераторы, являющиеся модификацией высоковольтных генераторов, разработанных впервые в СССР [7], Применение высоковольтных двигателей-генераторов позволит существенно сократить объем подземных выломок.

Для улучшения напряженного состояния скального массива возможно так называемое кустовое расположение гидроагрегатов, при котором машинный зал имеет круглое в плане очертание с купольным перекрытием.

Поскольку разработка крупных подземных полостей для машинных залов и помещений трансформаторов сопряжена со значительными затратами и в некоторых случаях затруднена по геологическим условиям, в последние годы в ряде стран построены ГАЭС полуподземного типа.

При полуподземных компоновках ГАЭС агрегаты могут устанавливаться в ряд (ГАЭС Лангенпроцельтен), или в отдельных колодцах (ГАЭС Джердап HI, рис. 3-11), или в общем колодце большого диаметра с кустовым расположением. Встречаются также одноагрегатные ГАЭС полуподземного типа.

Рис. 3-12. Днепровская ГАЭС (проектные проработки).

Примером проектной проработки полуподземной компоновки ГАЭ(2 является Днепровская ГАЭС (ДнепроГЭС III). Эта станция сможет использовать напор, создаваемый плотиной Днепровской ГЭС имени В, И. Ленина. Верхним бассейном ГАЭС будет служить водохранилище этой гидроэлектростанции, а нижним-водохранилище Каховской ГЭС. Водоприемник ГАЭС предполагается соединить с аванкамерой ГЭС реверсивным каналом (рис. 3-12).

3-4. КОМПОНОВКИ с ПОДЗЕМНЫМИ БАССЕЙНАМИ

Впервые проект ГАЭС с подземным расположением нижнего бассейна был предложен шведскими инженерами на VII Мировой энергетической конференции в 1968 г. В настоящее время имеются предложения о строительстве ГАЭС такого типа в Канаде и США.

Устройство искусственных нижних бассейнов на большой глубине может быть оправдано тогда, когда отсутствуют естественные перепады рельефа, необходимые для создания эффективных ГАЭС, и имеются благоприятные геологические условия для устройства крупных подземных сооружений. Как показывает

гоом

Рис. 3-13. Компоновка ГАЭС с подземным расположением нижнего бассейна.

а - одноступенчатая установка с оборудованием по трехмашинной схеме- б - двухступенчатая схема; / - верхний бассейн; 2 - водоприемник; 3 - шахтный водовод; 4 - машинный зал; 5 -помещение трансформаторов; б - нижний бассейн; 7 - шахта для выдачи мощности; S - транспортная шахта; 3 - промежуточный бассейн; /О - вентиляционная и строительная шахта

При современном уровне гидромашиностроения практически всегда можно ориентироваться на одностуненчатую схему, так как уже созданы обратимые гидроагрегаты на напоры до 930 м, а трехмашинные и четырехмашинные схемы оборудования позволяют использовать напоры до 1500 м.

Исходя из условий напряженного состояния горных пород, предельно возможной глубиной заложения ГАЭС с подземным бассейном в настоящее время следует считать 1200-1300 м. При этом надо иметь в виду, что подземные бассейны будут располагаться в прочных породах и, несмотря на значительные размеры (оптимальное сечение примерно 20x30 м), не потребуется устройство бетонной обделки.

В течение последних лет проводятся исследования по созданию ГАЭС с подземными бассейнами мощностью 1000-1200 МВт при напорах 1000-1500 м в европейской части СССР [33]. Наиболее благоприятными для строительства таких ГАЭС признаны районы к северо-западу от Ленинграда, где кристаллические породы -Балтийского щита, в основном граниты, наиболее близки к поверхности; районы Белоруссии южнее г. Минска; район близ г. Запорожье (граниты Украинского щита), районы Воронежской области и др.

- Благодаря тому, что при сооружении серии ГАЭС с подземным бассейном напор может приниматься стандартным, имеется возможность полной типизации таких ГАЭС в части оборудования, конструкций и методов производства строительно-монтажных работ. Поскольку оптимальный напор ГАЭС с подземным бассейном в 10 раз и более превышает возможный напор ГАЭС с открытыми бассейнами в центральных и северо-западных районах европейской части СССР, размеры отчуждения земель для создания их поверхностных (верхних) бассейнов соответственно значительно меньше, чем для ГАЭС обычного типа.

Глава четвертая

КОНСТРУКЦИИ и КОМПОНОВКИ ОаОРУЖЕНИЙ

анализ стоимости ГАЭС мощностью 1000 МВт при наземном и подземном расположении нижних бассейнов, последние более эффективны, если напор ГАЭС примерно в 3 раза превышает напор сравниваемого наземного варианта [81] (см. рис. 7-7).

Принципиальное компоновочное решение ГАЭС с подземными бассейнами может быть выполнено но одностуненчатой (рис. 3-13,а), двухступенчатой (рис. 3-13,6) и многоступенчатой схеме.

4-1. ВЕРХНИЕ БАССЕЙНЫ

Верхние бассейны ГАЭС, аккумулирующие энергию в виде потенциальной энергии некоторого объема воды, могут характеризоваться ее величиной, выраженной в киловатт-часах. Запас энергии в верхнем бассейне может быть определен по формуле (1-10).

Верхние бассейны ГАЭС сооружаются либо на всю проектную мощность станции, либо по очередям. В последнем случае