1. Raspored hidroelektrana
Tipični oblici rasporeda hidroelektrana uglavnom uključuju hidroelektrane tipa brane, hidroelektrane tipa riječnog korita i hidroelektrane tipa derivacije.
Hidroelektrana tipa brane: Korištenje brane za podizanje razine vode u rijeci, kako bi se koncentrirao vodeni tlak. Često se gradi u visokoplaninskim kanjonima u srednjem i gornjem toku rijeka, općenito je hidroelektrana srednjeg do visokog tlaka. Najčešći način rasporeda je hidroelektrana smještena nizvodno od potporne brane u blizini mjesta brane, koja je hidroelektrana iza brane.
Hidroelektrana s riječnim koritom: Hidroelektrana u kojoj su elektrana, zadržavanje vode i brana raspoređeni u nizu na riječnom koritu kako bi zajedno zadržavali vodu. Često se gradi u srednjem i donjem toku rijeka, općenito je to hidroelektrana niskog pada i visokog protoka.
Hidroelektrana derivacionog tipa: Hidroelektrana koja koristi derivacijski kanal za koncentriranje pada riječnog dijela kako bi se formirao svod za proizvodnju električne energije. Često se gradi u srednjem i gornjem toku rijeka s niskim protokom i velikim uzdužnim nagibom rijeke.
2. Sastav zgrada hidroelektrane
Glavne zgrade projekta čvorišta hidroelektrane uključuju: građevine za zadržavanje vode, ispusne građevine, ulazne građevine, građevine za preusmjeravanje i odvodne kanale, građevine za izravnu vodu, zgrade za proizvodnju, transformaciju i distribuciju električne energije itd.
1. Vodootporne konstrukcije: Vodootporne konstrukcije koriste se za presretanje rijeka, koncentriranje kapljica i stvaranje rezervoara, kao što su brane, ustavne brane itd.
2. Građevine za ispuštanje vode: Građevine za ispuštanje vode koriste se za ispuštanje poplava, ispuštanje vode za nizvodnu upotrebu ili ispuštanje vode za snižavanje razine vode u akumulacijama, kao što su preljev, preljevni tunel, temeljni ispust itd.
3. Struktura vodozahvata hidroelektrane: Struktura vodozahvata hidroelektrane koristi se za uvođenje vode u kanal za preusmjeravanje, kao što je duboki i plitki ulaz s tlakom ili otvoreni ulaz bez tlaka.
4. Građevine za preusmjeravanje vode i odvodne cijevi hidroelektrana: Građevine za preusmjeravanje vode hidroelektrana koriste se za transport vode za proizvodnju energije iz rezervoara do turbine; Građevina odvodne cijevi koristi se za ispuštanje vode koja se koristi za proizvodnju energije u nizvodni riječni kanal. Uobičajene građevine uključuju kanale, tunele, tlačne cjevovode itd., kao i poprečne građevine poput akvadukta, propusta, obrnutih sifona itd.
5. Hidroelektrane na ravnim vodama: Hidroelektrane na ravnim vodama koriste se za stabilizaciju promjena protoka i tlaka (dubine vode) uzrokovanih promjenama opterećenja hidroelektrane u derivacijskim ili donjim vodama, kao što su komora za usporavanje u tlačnom derivacijskom kanalu i tlačni prednji bazen na kraju netlačnog derivacijskog kanala.
6. Zgrade za proizvodnju, transformaciju i distribuciju električne energije: uključujući glavnu strojarnicu (uključujući mjesto ugradnje) za ugradnju hidrauličnih turbogeneratora i njihovo upravljanje, pomoćnu strojarnicu s pomoćnom opremom, transformatorsko dvorište za ugradnju transformatora i visokonaponski razvodni uređaj za ugradnju visokonaponskih distribucijskih uređaja.
7. Ostale građevine: kao što su brodovi, drveće, ribe, blokiranje pijeska, ispiranje pijeska itd.
Uobičajena klasifikacija brana
Brana se odnosi na branu koja presreće rijeke i blokira vodu, kao i na branu koja blokira vodu u akumulacijama, rijekama itd. Prema različitim kriterijima klasifikacije, mogu postojati različite metode klasifikacije. Inženjerstvo se uglavnom dijeli na sljedeće vrste:
1. Gravitacijska brana
Gravitacijska brana je brana izgrađena od materijala poput betona ili kamena, koja se uglavnom oslanja na vlastitu težinu tijela brane kako bi održala stabilnost.
Princip rada gravitacijskih brana
Pod djelovanjem tlaka vode i drugih opterećenja, gravitacijske brane se uglavnom oslanjaju na silu protiv klizanja koju stvara vlastita težina brane kako bi zadovoljile zahtjeve stabilnosti; istovremeno, tlačno naprezanje koje stvara vlastita težina tijela brane koristi se za kompenzaciju vlačnog naprezanja uzrokovanog tlakom vode, kako bi se zadovoljili zahtjevi čvrstoće. Osnovni profil gravitacijske brane je trokutast. U ravnini je os brane obično ravna, a ponekad, kako bi se prilagodila terenu, geološkim uvjetima ili zadovoljila zahtjevi rasporeda središta, može biti postavljena i kao isprekidana linija ili luk s malom zakrivljenošću prema uzvodno.
Prednosti gravitacijskih brana
(1) Strukturna funkcija je jasna, metoda projektiranja je jednostavna, a sigurna je i pouzdana. Prema statistikama, stopa kvarova gravitacijskih brana relativno je niska među različitim vrstama brana.
(2) Snažna prilagodljivost terenu i geološkim uvjetima. Gravitacijske brane mogu se graditi u bilo kojem obliku riječne doline.
(3) Problem ispuštanja poplavnih voda na čvorištu je lako riješiti. Gravitacijske brane mogu se pretvoriti u preljevne strukture ili se drenažni otvori mogu postaviti na različitim visinama tijela brane. Općenito, nema potrebe za ugradnjom dodatnog preljeva ili drenažnog tunela, a raspored čvorišta je kompaktan.
(4) Pogodno za preusmjeravanje tijekom gradnje. Tijekom razdoblja gradnje, tijelo brane može se koristiti za preusmjeravanje i općenito nije potreban dodatni tunel za preusmjeravanje.
(5) Prikladna konstrukcija.
Nedostaci gravitacijskih brana
(1) Veličina poprečnog presjeka tijela brane je velika i upotrijebljena je velika količina materijala.
(2) Naprezanje tijela brane je nisko i čvrstoća materijala se ne može u potpunosti iskoristiti.
(3) Velika kontaktna površina između tijela brane i temelja rezultira visokim tlakom uzgona na dnu brane, što je nepovoljno za stabilnost.
(4) Volumen tijela brane je velik, a zbog hidratacijske topline i skupljanja betona tijekom izgradnje, nastat će nepovoljna temperaturna naprezanja i naprezanja skupljanja. Stoga su prilikom izlijevanja betona potrebne stroge mjere kontrole temperature.
2. Luka brana
Lučna brana je prostorna ljuskasta struktura pričvršćena za temeljnu stijenu, koja tvori konveksni oblik luka na ravnini prema uzvodno, a profil njezine krune luka ima vertikalni ili konveksni oblik krivulje prema uzvodno.
Princip rada lučnih brana
Struktura lučne brane ima i lučne i gredne učinke, a opterećenje koje nosi djelomično se komprimira prema obje obale djelovanjem luka, dok se drugi dio prenosi na temeljnu stijenu na dnu brane djelovanjem vertikalnih greda.
Karakteristike lučnih brana
(1) Stabilne karakteristike. Stabilnost lučnih brana uglavnom se oslanja na silu reakcije na krajevima luka s obje strane, za razliku od gravitacijskih brana koje se oslanjaju na vlastitu težinu kako bi održale stabilnost. Stoga lučne brane imaju visoke zahtjeve za teren i geološke uvjete lokacije brane, kao i stroge zahtjeve za obradu temelja.
(2) Strukturne karakteristike. Lučne brane pripadaju visokom statički neodređenom obliku konstrukcija, s velikom nosivošću preopterećenja i visokom sigurnošću. Kada se vanjska opterećenja povećaju ili dio brane doživi lokalne pukotine, djelovanje luka i grede tijela brane će se prilagoditi, uzrokujući preraspodjelu naprezanja u tijelu brane. Lučna brana je prostorna konstrukcija s laganim i otpornim tijelom. Inženjerska praksa pokazala je da je i njezina seizmička otpornost jaka. Osim toga, budući da je luk potisna konstrukcija koja uglavnom nosi aksijalni tlak, moment savijanja unutar luka je relativno mali, a raspodjela naprezanja relativno jednolika, što pogoduje iskazivanju čvrstoće materijala. S ekonomskog gledišta, lučne brane su vrlo superiorna vrsta brane.
(3) Karakteristike opterećenja. Tijelo lučne brane nema trajne dilatacijske spojeve, a promjene temperature i deformacija temeljne stijene imaju značajan utjecaj na naprezanje tijela brane. Prilikom projektiranja potrebno je uzeti u obzir deformaciju temeljne stijene i uključiti temperaturu kao glavno opterećenje.
Zbog tankog profila i složenog geometrijskog oblika lučne brane, kvaliteta gradnje, čvrstoća materijala brane i zahtjevi protiv procjeđivanja su stroži nego kod gravitacijskih brana.
3. Brana od zemljanog kamena
Brane od zemljanog kamena odnose se na brane izrađene od lokalnih materijala poput tla i kamena te su najstarija vrsta brana u povijesti. Brane od zemljanog kamena najčešće su korištena i najbrže razvijajuća vrsta gradnje brana u svijetu.
Razlozi za široku primjenu i razvoj zemljanih kamenih brana
(1) Moguće je nabaviti materijale lokalno i u blizini, čime se štedi velika količina cementa, drva i čelika te smanjuje volumen vanjskog prijevoza na gradilištu. Gotovo svaki zemljani i kameni materijal može se koristiti za izgradnju brana.
(2) Sposobnost prilagodbe različitim terenskim, geološkim i klimatskim uvjetima. Posebno u teškim klimama, složenim inženjerskogeološkim uvjetima i područjima visokog intenziteta potresa, brane od zemljanih stijena zapravo su jedina izvediva vrsta brana.
(3) Razvoj građevinskih strojeva velikog kapaciteta, višenamjenskih i visokoučinkovitih, povećao je gustoću zbijenosti zemljano-kamenih brana, smanjio poprečni presjek zemljano-kamenih brana, ubrzao napredak izgradnje, smanjio troškove i potaknuo razvoj izgradnje visokih zemljano-kamenih brana.
(4) Razvojem teorije geotehničke mehanike, eksperimentalnih metoda i računalnih tehnika poboljšana je razina analize i izračuna, ubrzan je napredak u projektiranju, a sigurnost i pouzdanost projektiranja brana dodatno su zajamčene.
(5) Sveobuhvatan razvoj tehnologije projektiranja i izgradnje za potporu inženjerskim projektima kao što su visoki nagibi, podzemne inženjerske konstrukcije te rasipanje energije protoka vode velike brzine i sprječavanje erozije zemljanih kamenih brana također je odigrao važnu promotivnu ulogu u ubrzavanju izgradnje i promociji zemljanih kamenih brana.
4. Brana od kamenog nasipa
Brana od kamenog nasipa općenito se odnosi na vrstu brane izgrađene metodama poput bacanja, nasipanja i valjanja kamenih materijala. Budući da je kameni nasip propustan, potrebno je koristiti materijale poput tla, betona ili asfaltnog betona kao nepropusne materijale.
Karakteristike kamenih brana
(1) Strukturne karakteristike. Gustoća zbijenog kamenog nasipa je visoka, čvrstoća na smicanje je visoka, a nagib brane može biti relativno strm. To ne samo da štedi količinu punjenja brane, već i smanjuje širinu dna brane. Duljina vododovodnih i ispusnih konstrukcija može se odgovarajuće smanjiti, a raspored središta je kompaktan, što dodatno smanjuje količinu inženjerskih radova.
(2) Karakteristike gradnje. Prema stanju naprezanja svakog dijela tijela brane, tijelo nasipanog kamenja može se podijeliti u različite zone, a mogu se ispuniti različiti zahtjevi za kamene materijale i zbijenost svake zone. Iskopani kameni materijali tijekom izgradnje drenažnih konstrukcija u središtu mogu se u potpunosti i razumno primijeniti, smanjujući troškove. Izgradnja nasipanih brana s betonskim obrubom manje je pod utjecajem klimatskih uvjeta poput kišne sezone i jake hladnoće te se može izvoditi na relativno uravnotežen i normalan način.
(3) Karakteristike rada i održavanja. Deformacija slijeganja zbijenog kamenog nasipa je vrlo mala.
crpna stanica
1. Osnovne komponente inženjerstva crpnih stanica
Projekt crpne stanice uglavnom se sastoji od crpnih stanica, cjevovoda, zgrada za dovod i odvod vode i trafostanica, kao što je prikazano na slici. U crpnoj stanici ugrađena je jedinica koja se sastoji od vodene pumpe, prijenosnog uređaja i energetske jedinice, kao i pomoćne opreme i električne opreme. Glavne strukture za dovod i odvod vode uključuju objekte za dovod i odvod vode, kao i dovodne i odvodne bazene (ili vodotornjeve).
Cjevovodi crpne stanice uključuju ulazne i izlazne cijevi. Ulazna cijev spaja izvor vode s ulazom vodene pumpe, dok je izlazna cijev cjevovod koji spaja izlaz vodene pumpe i izlazni rub.
Nakon što se crpna stanica pusti u rad, protok vode može ući u vodenu pumpu kroz ulaznu zgradu i ulaznu cijev. Nakon što je vodena pumpa pod tlakom, protok vode će se poslati u izlazni bazen (ili vodotoranj) ili cjevovodnu mrežu, čime se postiže svrha podizanja ili transporta vode.
2. Raspored čvorišta crpne stanice
Raspored čvorišta u inženjerstvu crpne stanice treba sveobuhvatno razmotriti različite uvjete i zahtjeve, odrediti vrste zgrada, razumno rasporediti njihove relativne položaje i upravljati njihovim međusobnim odnosima. Raspored čvorišta se uglavnom razmatra na temelju zadataka koje crpna stanica obavlja. Različite crpne stanice trebaju imati različite rasporede za svoje glavne radove, kao što su crpne stanice, ulazni i izlazni cjevovodi te ulazne i izlazne zgrade.
Odgovarajuće pomoćne zgrade poput propusta i kontrolnih vrata trebaju biti kompatibilne s glavnim projektom. Osim toga, uzimajući u obzir zahtjeve za sveobuhvatno korištenje, ako postoje zahtjevi za ceste, brodarstvo i prolaz riba unutar područja stanice, treba uzeti u obzir odnos između rasporeda cestovnih mostova, brodskih prevodnica, ribljih staza itd. i glavnog projekta.
Prema različitim zadacima koje obavljaju crpne stanice, raspored čvorišta crpnih stanica općenito uključuje nekoliko tipičnih oblika, kao što su crpne stanice za navodnjavanje, crpne stanice za odvodnju i kombinirane stanice za odvodnju i navodnjavanje.
Vodena brana je hidraulička građevina niskog tlaka koja koristi vrata za zadržavanje vode i kontrolu ispuštanja. Često se gradi na obalama rijeka, kanala, akumulacijskih jezera i jezera.
1. Klasifikacija uobičajeno korištenih vodenih vrata
Klasifikacija prema zadacima koje obavljaju vodene brane
1. Kontrolna vrata: izgrađena na rijeci ili kanalu za sprječavanje poplava, regulaciju vodostaja ili kontrolu protoka ispuštanja. Kontrolna vrata smještena na riječnom koritu poznata su i kao riječna blokada.
2. Ulazna vrata: Izgrađena na obali rijeke, akumulacijskog jezera ili jezera radi kontrole protoka vode. Ulazna vrata poznata su i kao ulazna vrata ili vrata kanala.
3. Ustava za preusmjeravanje poplave: Često se gradi na jednoj strani rijeke i koristi se za ispuštanje poplave koja prelazi sigurni kapacitet ispuštanja nizvodne rijeke u područje preusmjeravanja poplave (područje za skladištenje ili zadržavanje poplave) ili preljev. Ustava za preusmjeravanje poplave prolazi kroz vodu u oba smjera, a nakon poplave voda se pohranjuje i ispušta u korito rijeke odavde.
4. Drenažna vrata: često se grade uz obale rijeka kako bi se uklonilo nakupljanje vode koje je štetno za usjeve u unutrašnjosti ili nizinskim područjima. Drenažna vrata su također dvosmjerna. Kada je vodostaj rijeke viši od vodostaja unutarnjeg jezera ili depresije, drenažna vrata uglavnom blokiraju vodu kako bi spriječila poplavljivanje poljoprivrednog zemljišta ili stambenih zgrada; kada je vodostaj rijeke niži od vodostaja unutarnjeg jezera ili depresije, drenažna vrata se uglavnom koriste za nakupljanje vode i odvodnju.
5. Plimna vrata: izgrađena su u blizini estuarija mora, zatvorena su tijekom plime kako bi se spriječio povratak morske vode; Otvaranje vrata radi ispuštanja vode za vrijeme oseke ima karakteristiku dvosmjernog blokiranja vode. Plimna vrata slična su odvodnim vratima, ali se češće koriste. Kada je plima u vanjskom moru viša od one u unutarnjoj rijeci, zatvorite vrata kako biste spriječili povratak morske vode u unutarnju rijeku; Kada je plima na otvorenom moru niža od riječne vode u unutarnjem moru, otvorite vrata radi ispuštanja vode.
6. Zapornica za ispiranje pijeska (zapornica za ispuštanje pijeska): Izgrađena na muljevitom riječnom toku, koristi se za ispuštanje sedimenta taloženog ispred ulazne zapornice, kontrolne zapornice ili sustava kanala.
7. Osim toga, postavljeni su otvori za ispuštanje leda i otvori za kanalizaciju za uklanjanje ledenih blokova, plutajućih predmeta itd.
Prema strukturnom obliku komore vrata, može se podijeliti na otvoreni tip, tip prsnog zida i tip propusta itd.
1. Otvoreni tip: Površina protoka vode kroz vrata nije blokirana, a kapacitet ispuštanja je velik.
2. Vrsta prsnog zida: Iznad vrata nalazi se prsni zid koji može smanjiti silu na vratima tijekom blokiranja vode i povećati amplitudu blokiranja vode.
3. Vrsta propusta: Ispred vrata nalazi se tijelo tunela pod tlakom ili bez tlaka, a vrh tunela je prekriven zemljom za nasip. Uglavnom se koristi za male vodene brane.
Prema veličini protoka kroz vrata, može se podijeliti u tri oblika: veliki, srednji i mali.
Velike vodene brane s protokom preko 1000m3/s;
Srednje velika vodena brana kapaciteta 100-1000m3/s;
Male ustave kapaciteta manjeg od 100 m3/s.
2. Sastav vodenih vrata
Vodena vrata uglavnom se sastoje od tri dijela: uzvodnog spojnog dijela, komore vrata i nizvodnog spojnog dijela.
Uzvodni spojni dio: Uzvodni spojni dio koristi se za nesmetano usmjeravanje toka vode u komoru vrata, zaštitu obje obale i korita rijeke od erozije te zajedno s komorom tvori podzemnu konturu protiv procjeđivanja kako bi se osigurala stabilnost obje obale i temelja vrata pod utjecajem procjeđivanja. Općenito, uključuje uzvodne bočne zidove, podlogu, uzvodne utore protiv erozije i zaštitu pokosa s obje strane.
Zaporna komora: Glavni je dio vodene brane, a njezina je funkcija kontrola razine i protoka vode, kao i sprječavanje procjeđivanja i erozije.
Struktura dijela komore vrata uključuje: vrata, stup vrata, bočni stup (obalni zid), donju ploču, prsni zid, radni most, prometni most, dizalicu itd.
Zapornica se koristi za kontrolu protoka kroz zapornicu; zapornica se postavlja na donju ploču zapornice, premošćujući otvor i poduprt je stupom zapornice. Zapornica je podijeljena na zapornicu za održavanje i servisnu zapornicu.
Radni zatvarač se koristi za blokiranje vode tijekom normalnog rada i kontrolu protoka ispuštanja;
Vrata za održavanje koriste se za privremeno zadržavanje vode tijekom održavanja.
Ulazni stup koristi se za odvajanje otvora zaljeva i podupiranje vrata, prsnog zida, radnog mosta i prometnog mosta.
Ulazni stup prenosi tlak vode koji nose vrata, prsni zid i sposobnost zadržavanja vode samog ulaznog stupa na donju ploču;
Prsni zid je postavljen iznad radnih vrata kako bi se zadržala voda i znatno smanjila veličina vrata.
Prsni zid također se može izraditi u pokretnom tipu, a u slučaju katastrofalnih poplava, prsni zid se može otvoriti kako bi se povećao protok ispuštanja.
Donja ploča je temelj komore i koristi se za prijenos težine i opterećenja gornje konstrukcije komore na temelj. Komora izgrađena na mekom temelju uglavnom je stabilizirana trenjem između donje ploče i temelja, a donja ploča također ima funkcije protiv procjeđivanja i protiv ispiranja.
Radni mostovi i prometni mostovi koriste se za postavljanje opreme za dizanje, upravljanje vratima i povezivanje prometa preko tjesnaca.
Nizvodni spojni dio: koristi se za uklanjanje preostale energije protoka vode koja prolazi kroz vrata, usmjeravanje ravnomjerne difuzije protoka vode iz vrata, podešavanje raspodjele brzine protoka i usporavanje brzine protoka te sprječavanje erozije nizvodno nakon što voda istekne iz vrata.
Općenito, uključuje bazen za smirivanje, platformu, platformu, nizvodni kanal protiv ispiranja, nizvodne bočne zidove i zaštitu pokosa s obje strane.
Vrijeme objave: 21. studenog 2023.
