1. Układ elektrowni wodnych
Do typowych układów elektrowni wodnych zalicza się głównie elektrownie zaporowe, elektrownie korytowe i elektrownie przekierowujące.
Elektrownia wodna typu tama: Wykorzystująca zaporę do podniesienia poziomu wody w rzece, w celu skoncentrowania ciśnienia wody. Często budowana w wysokich kanionach górskich w środkowym i górnym biegu rzek, jest to na ogół elektrownia wodna o średnim lub wysokim ciśnieniu. Najczęstszym sposobem rozmieszczenia jest elektrownia wodna zlokalizowana poniżej zapory oporowej w pobliżu miejsca zapory, która jest elektrownią wodną za tamą.
Elektrownia wodna typu korytowego: Elektrownia wodna, w której elektrownia, śluza zatrzymująca wodę i tama są ustawione w rzędzie na dnie rzeki, aby wspólnie zatrzymywać wodę. Często budowana w środkowym i dolnym biegu rzek, jest to zazwyczaj elektrownia wodna o niskim ciśnieniu i wysokim przepływie.
Elektrownia wodna typu diversion: Elektrownia wodna, która wykorzystuje kanał diversion do koncentracji spadku odcinka rzeki w celu utworzenia głowicy generującej energię. Często jest budowana w środkowym i górnym biegu rzek o niskim przepływie i dużym nachyleniu podłużnym rzeki.
2. Skład budynków węzła hydroelektrycznego
Główne budynki projektu węzła elektrowni wodnej obejmują: konstrukcje zatrzymujące wodę, konstrukcje zrzutowe, konstrukcje wlotowe, konstrukcje odwracające i odprowadzające wodę, konstrukcje poziomu wody, budynki do wytwarzania, transformacji i dystrybucji energii elektrycznej itp.
1. Konstrukcje zatrzymujące wodę: Konstrukcje zatrzymujące wodę służą do przechwytywania rzek, skupiania kropel i tworzenia zbiorników wodnych, takich jak tamy, śluzy itp.
2. Konstrukcje umożliwiające uwolnienie wody: Konstrukcje umożliwiające uwolnienie wody służą do uwalniania wody powodziowej, uwalniania wody do dalszego wykorzystania lub uwalniania wody w celu obniżenia poziomu wody w zbiornikach, takich jak przelewy, tunele przelewowe, wyloty dolne itp.
3. Konstrukcja ujęcia wody w elektrowni wodnej: Konstrukcja ujęcia wody w elektrowni wodnej służy do wprowadzania wody do kanału rozdzielczego, takiego jak głęboki i płytki wlot pod ciśnieniem lub otwarty wlot bez ciśnienia.
4. Struktury odpływu i odpływu wody elektrowni wodnych: Struktury odpływu wody elektrowni wodnych służą do transportu wody do wytwarzania energii ze zbiornika do zespołu turbiny prądotwórczej; Struktury odpływu wody służą do odprowadzania wody wykorzystywanej do wytwarzania energii do dolnego koryta rzeki. Typowe budynki obejmują kanały, tunele, rurociągi ciśnieniowe itp., a także budynki poprzeczne, takie jak akwedukty, przepusty, odwrócone syfony itp.
5. Płaskie konstrukcje wodne elektrowni wodnych: Płaskie konstrukcje wodne elektrowni wodnych służą do stabilizacji zmian przepływu i ciśnienia (głębokości wody) spowodowanych zmianami obciążenia elektrowni wodnej w konstrukcjach odwadniających lub dolnych, takich jak komora przelewowa w ciśnieniowym kanale odwadniającym i zbiornik wstępny ciśnieniowy na końcu bezciśnieniowego kanału odwadniającego.
6. Budynki służące do wytwarzania, transformacji i dystrybucji energii elektrycznej, w tym główna elektrownia (wraz z miejscem instalacji) do instalowania zespołów turbiny hydraulicznej i ich sterowania, pomocnicza elektrownia urządzeń pomocniczych, stacja transformatorowa do instalowania transformatorów oraz rozdzielnica wysokiego napięcia do instalowania urządzeń dystrybucyjnych wysokiego napięcia.
7. Inne budynki: takie jak statki, drzewa, ryby, blokady piasku, przepłukiwanie piasku itp.
Powszechna klasyfikacja zapór
Zapora odnosi się do zapory, która zatrzymuje rzeki i blokuje wodę, a także do zapory, która blokuje wodę w zbiornikach, rzekach itp. Zgodnie z różnymi kryteriami klasyfikacji, mogą istnieć różne metody klasyfikacji. Inżynieria jest głównie podzielona na następujące typy:
1. Zapora grawitacyjna
Zapora grawitacyjna to zapora zbudowana z materiałów takich jak beton lub kamień, której stabilność opiera się głównie na ciężarze własnym korpusu zapory.
Zasada działania zapór grawitacyjnych
Pod wpływem ciśnienia wody i innych obciążeń zapory grawitacyjne opierają się głównie na sile antypoślizgowej generowanej przez własny ciężar zapory, aby spełnić wymagania dotyczące stabilności; Jednocześnie naprężenie ściskające generowane przez ciężar własny korpusu zapory jest wykorzystywane do zrównoważenia naprężenia rozciągającego spowodowanego ciśnieniem wody, aby spełnić wymagania dotyczące wytrzymałości. Podstawowy profil zapory grawitacyjnej jest trójkątny. Na płaszczyźnie oś zapory jest zwykle prosta, a czasami w celu dostosowania się do terenu, warunków geologicznych lub spełnienia wymagań układu piasty, może być również ułożona jako linia łamana lub łuk z niewielką krzywizną w górę rzeki.
Zalety zapór grawitacyjnych
(1) Funkcja konstrukcyjna jest jasna, metoda projektowania jest prosta, a zapora jest bezpieczna i niezawodna. Według statystyk wskaźnik awaryjności zapór grawitacyjnych jest stosunkowo niski wśród różnych typów zapór.
(2) Silna adaptacja do terenu i warunków geologicznych. Zapory grawitacyjne można budować w dolinach rzek o dowolnym kształcie.
(3) Problem odprowadzania wody powodziowej w węźle jest łatwy do rozwiązania. Zapory grawitacyjne można przekształcić w konstrukcje przelewowe lub otwory drenażowe można umieścić na różnych wysokościach korpusu zapory. Zasadniczo nie ma potrzeby instalowania kolejnego przelewu lub tunelu drenażowego, a układ węzła jest kompaktowy.
(4) Wygodne do przekierowania budowy. W okresie budowy korpus zapory może być używany do przekierowania i na ogół nie jest wymagany żaden dodatkowy tunel przekierowania.
(5) Wygodna konstrukcja.
Wady zapór grawitacyjnych
(1) Przekrój poprzeczny korpusu zapory jest duży, a ilość wykorzystanego materiału jest duża.
(2) Naprężenie korpusu zapory jest niewielkie, a wytrzymałość materiału nie może być w pełni wykorzystana.
(3) Duża powierzchnia styku korpusu zapory z fundamentem powoduje wysokie ciśnienie wyporu u dołu zapory, co niekorzystnie wpływa na stabilność.
(4) Objętość korpusu zapory jest duża, a ze względu na ciepło hydratacji i skurcz twardnienia betonu w okresie budowy, powstaną niekorzystne naprężenia temperaturowe i skurczowe. Dlatego podczas wylewania betonu wymagane są ścisłe środki kontroli temperatury.
2. Zapora łukowa
Zapora łukowa to przestrzenna konstrukcja skorupowa przymocowana do podłoża skalnego, tworząca wypukły kształt łuku na płaszczyźnie w kierunku góry rzeki, a profil jej korony łukowej prezentuje pionowy lub wypukły kształt krzywej w kierunku góry rzeki.
Zasada działania zapór łukowych
Konstrukcja zapory łukowej łączy w sobie efekt łuku i belki, a obciążenie, które ona przenosi, jest częściowo ściskane w kierunku obu brzegów poprzez działanie łuku, podczas gdy pozostała część jest przenoszona na podłoże skalne na dnie zapory poprzez działanie belek pionowych.
Charakterystyka zapór łukowych
(1) Charakterystyka stabilności. Stabilność zapór łukowych opiera się głównie na sile reakcji na końcach łuku po obu stronach, w przeciwieństwie do zapór grawitacyjnych, które opierają się na ciężarze własnym, aby utrzymać stabilność. Dlatego zapory łukowe mają wysokie wymagania dotyczące terenu i warunków geologicznych miejsca zapory, a także ścisłe wymagania dotyczące obróbki fundamentów.
(2) Charakterystyka konstrukcyjna. Zapory łukowe należą do wyższych rzędów statycznie nieokreślonych konstrukcji, o dużej nośności przeciążeniowej i wysokim poziomie bezpieczeństwa. Gdy obciążenia zewnętrzne wzrastają lub część zapory ulega lokalnemu pęknięciu, działania łuku i belki korpusu zapory dostosowują się, powodując redystrybucję naprężeń w korpusie zapory. Zapora łukowa jest ogólną konstrukcją przestrzenną o lekkim i sprężystym korpusie. Praktyka inżynierska wykazała, że jej odporność na wstrząsy sejsmiczne jest również duża. Ponadto, ponieważ łuk jest konstrukcją parcia, która głównie przenosi nacisk osiowy, moment zginający wewnątrz łuku jest stosunkowo niewielki, a rozkład naprężeń jest stosunkowo jednolity, co sprzyja wywieraniu wytrzymałości materiału. Z perspektywy ekonomicznej zapory łukowe są bardzo lepszym typem zapory.
(3) Charakterystyka obciążenia. Korpus zapory łukowej nie ma stałych połączeń dylatacyjnych, a zmiany temperatury i odkształcenia podłoża skalnego mają znaczący wpływ na naprężenia korpusu zapory. Podczas projektowania konieczne jest uwzględnienie odkształceń podłoża skalnego i uwzględnienie temperatury jako głównego obciążenia.
Ze względu na cienki profil i skomplikowany kształt geometryczny zapory łukowej, wymagania dotyczące jakości konstrukcji, wytrzymałości materiału zapory i zabezpieczenia przed przesiąkaniem są bardziej rygorystyczne niż w przypadku zapór grawitacyjnych.
3. Zapora ziemno-skalna
Zapory ziemno-skalne odnoszą się do zapór wykonanych z lokalnych materiałów, takich jak gleba i kamień, i są najstarszym typem zapór w historii. Zapory ziemno-skalne są najszerzej stosowanym i najszybciej rozwijającym się typem konstrukcji zapór na świecie.
Powody powszechnego stosowania i rozwoju zapór ziemno-skalnych
(1) Materiały można pozyskać lokalnie i w pobliżu, oszczędzając dużą ilość cementu, drewna i stali oraz zmniejszając objętość transportu zewnętrznego na placu budowy. Do budowy tam można użyć niemal każdego materiału ziemnego i kamiennego.
(2) Możliwość dostosowania się do różnych warunków terenowych, geologicznych i klimatycznych. Szczególnie w trudnych klimatach, złożonych warunkach geologiczno-inżynierskich i obszarach o wysokiej intensywności trzęsień ziemi zapory ziemno-skalne są w rzeczywistości jedynym wykonalnym typem zapory.
(3) Rozwój maszyn budowlanych o dużej pojemności, wielofunkcyjnych i wysokiej wydajności zwiększył gęstość zagęszczenia zapór ziemno-skalnych, zmniejszył przekrój poprzeczny zapór ziemno-skalnych, przyspieszył postęp prac budowlanych, obniżył koszty i wsparł rozwój konstrukcji zapór ziemno-skalnych o dużej gęstości.
(4) Dzięki rozwojowi teorii mechaniki geotechnicznej, metod eksperymentalnych i technik obliczeniowych podniesiono poziom analizy i obliczeń, przyspieszono postęp projektowania, a także zagwarantowano bezpieczeństwo i niezawodność konstrukcji zapór.
(5) Kompleksowy rozwój technologii projektowania i budowy na potrzeby wspierania projektów inżynieryjnych, takich jak duże zbocza, podziemne konstrukcje inżynieryjne, rozpraszanie energii przepływu wody o dużej prędkości i zapobieganie erozji zapór ziemno-skalnych, również odegrał ważną rolę w przyspieszeniu budowy i promocji zapór ziemno-skalnych.
4. Zapora z nasypu skalnego
Zapora z nasypu skalnego odnosi się ogólnie do rodzaju zapory zbudowanej przy użyciu metod takich jak rzucanie, wypełnianie i walcowanie materiałów kamiennych. Ponieważ nasyp skalny jest przepuszczalny, konieczne jest użycie materiałów takich jak gleba, beton lub asfaltobeton jako materiałów nieprzepuszczalnych.
Charakterystyka zapór z nasypem skalnym
(1) Charakterystyka strukturalna. Gęstość zagęszczonego nasypu skalnego jest wysoka, wytrzymałość na ścinanie jest wysoka, a nachylenie zapory może być stosunkowo strome. To nie tylko oszczędza ilość wypełnienia zapory, ale także zmniejsza szerokość dna zapory. Długość konstrukcji transportu i odprowadzania wody może być odpowiednio zmniejszona, a układ piasty jest kompaktowy, co dodatkowo zmniejsza ilość prac inżynieryjnych.
(2) Charakterystyka konstrukcji. W zależności od sytuacji naprężeń każdej części korpusu zapory, korpus z nasypu skalnego można podzielić na różne strefy, a różne wymagania dotyczące materiałów kamiennych i zwartości każdej strefy mogą być spełnione. Wydobyte materiały kamienne podczas budowy konstrukcji drenażowych w piaście mogą być w pełni i rozsądnie wykorzystane, co obniża koszty. Budowa zapór z nasypem skalnym z betonową powierzchnią jest mniej zależna od warunków klimatycznych, takich jak pora deszczowa i silne zimno, i może być realizowana w stosunkowo zrównoważony i normalny sposób.
(3) Charakterystyka eksploatacji i konserwacji. Deformacja osiadania zagęszczonego nasypu skalnego jest bardzo mała.
stacja pompująca
1. Podstawowe elementy inżynierii stacji pomp
Projekt stacji pomp składa się głównie z pomieszczeń pomp, rurociągów, budynków wlotowych i wylotowych wody oraz podstacji, jak pokazano na rysunku. W pomieszczeniu pomp zainstalowano jednostkę składającą się z pompy wodnej, urządzenia transmisyjnego i jednostki napędowej, a także sprzętu pomocniczego i elektrycznego. Główne struktury wlotowe i wylotowe wody obejmują urządzenia do poboru i odpływu wody, a także baseny wlotowe i wylotowe (lub wieże ciśnień).
Rurociągi stacji pomp obejmują rury wlotowe i wylotowe. Rura wlotowa łączy źródło wody z wlotem pompy wodnej, podczas gdy rura wylotowa jest rurociągiem łączącym wylot pompy wodnej i krawędź wylotową.
Po uruchomieniu stacji pompowej strumień wody może dostać się do pompy wodnej przez budynek wlotowy i rurę wlotową. Po sprężeniu przez pompę wodną strumień wody zostanie wysłany do basenu wylotowego (lub wieży ciśnień) lub sieci rurociągów, osiągając w ten sposób cel podnoszenia lub transportu wody.
2. Układ węzła stacji pomp
Układ węzła inżynierii stacji pomp ma kompleksowo uwzględniać różne warunki i wymagania, określać rodzaje budynków, racjonalnie rozmieszczać ich względne pozycje i obsługiwać ich wzajemne powiązania. Układ węzła jest głównie rozpatrywany na podstawie zadań podejmowanych przez stację pomp. Różne stacje pomp powinny mieć różne układy dla swoich głównych prac, takich jak pomieszczenia pomp, rurociągi wlotowe i wylotowe oraz budynki wlotowe i wylotowe.
Odpowiednie budynki pomocnicze, takie jak przepusty i bramy kontrolne, powinny być zgodne z głównym projektem. Ponadto, biorąc pod uwagę wymagania dotyczące kompleksowego wykorzystania, jeśli istnieją wymagania dotyczące dróg, żeglugi i przejść dla ryb w obrębie obszaru stacji, należy rozważyć związek między układem mostów drogowych, śluz okrętowych, ścieżek dla ryb itp. a głównym projektem.
W zależności od zadań realizowanych przez stacje pompujące, układ węzłów stacji pompujących obejmuje zazwyczaj kilka typowych form, takich jak stacje pompujące nawadniające, stacje pompujące odwadniające oraz stacje kombinowane nawadniająco-odwadniające.
Śluza wodna to konstrukcja hydrauliczna o niskim ciśnieniu, która wykorzystuje śluzy do zatrzymywania wody i kontrolowania jej wypływu. Często jest budowana na brzegach rzek, kanałów, zbiorników wodnych i jezior.
1. Klasyfikacja powszechnie stosowanych bram wodnych
Klasyfikacja według zadań realizowanych przez śluzy wodne
1. Brama kontrolna: zbudowana na rzece lub kanale w celu blokowania powodzi, regulowania poziomu wody lub kontrolowania przepływu. Brama kontrolna znajdująca się na kanale rzeki jest również znana jako brama blokująca rzekę.
2. Brama wlotowa: Zbudowana na brzegu rzeki, zbiornika lub jeziora w celu kontrolowania przepływu wody. Brama wlotowa jest również znana jako brama wlotowa lub brama główki kanału.
3. Brama odwadniająca: Często budowana po jednej stronie rzeki, służy do odprowadzania wody powodziowej przekraczającej bezpieczną przepustowość rzeki w dół rzeki do obszaru odwadniającego (obszar magazynowania lub zatrzymania powodzi) lub przelewu. Brama odwadniająca przepływa przez wodę w obu kierunkach, a po powodzi woda jest magazynowana i odprowadzana do koryta rzeki.
4. Śluza drenażowa: często budowana wzdłuż brzegów rzek w celu usunięcia podtopień, które są szkodliwe dla upraw na terenach śródlądowych lub nisko położonych. Śluza drenażowa jest również dwukierunkowa. Gdy poziom wody w rzece jest wyższy niż w jeziorze wewnętrznym lub depresji, śluza drenażowa głównie blokuje wodę, aby zapobiec zalaniu gruntów rolnych lub budynków mieszkalnych przez rzekę; Gdy poziom wody w rzece jest niższy niż w jeziorze wewnętrznym lub depresji, śluza drenażowa jest używana głównie do podtopień i drenażu.
5. Brama pływowa: zbudowana w pobliżu estuarium morza, zamykana podczas przypływu, aby zapobiec cofaniu się wody morskiej; Otwarcie bramy w celu uwolnienia wody podczas odpływu ma cechę dwukierunkowego blokowania wody. Bramy pływowe są podobne do bram odwadniających, ale są częściej używane. Gdy przypływ w morzu zewnętrznym jest wyższy niż w rzece wewnętrznej, zamknij bramę, aby zapobiec cofaniu się wody morskiej do rzeki wewnętrznej; Gdy przypływ na otwartym morzu jest niższy niż woda w rzece w morzu wewnętrznym, otwórz bramę, aby uwolnić wodę.
6. Śluza do płukania piasku (śluza do odprowadzania piasku): Zbudowana na mulistym nurcie rzeki, służy do odprowadzania osadów nagromadzonych przed śluzą wlotową, śluzą kontrolną lub systemem kanałów.
7. Ponadto zamontowano śluzy odprowadzające lód i śluzy ściekowe, aby usuwać bryły lodu, pływające przedmioty itp.
Ze względu na formę konstrukcyjną komory bramowej można ją podzielić na typ otwarty, typ ze ścianą osłonową, typ przepustowy itp.
1. Typ otwarty: powierzchnia przepływu wody przez bramę nie jest blokowana, a przepustowość jest duża.
2. Typ muru osłonowego: Nad bramką znajduje się mur osłonowy, który może zmniejszyć siłę działającą na bramkę podczas blokowania wody i zwiększyć amplitudę blokowania wody.
3. Typ przepustu: Przed bramą znajduje się korpus tunelu ciśnieniowy lub bezciśnieniowy, a górna część tunelu jest pokryta ziemią wypełniającą. Stosowany głównie do małych bram wodnych.
W zależności od wielkości przepływu bramkowego można go podzielić na trzy formy: duży, średni i mały.
Duże śluzy wodne o przepływie ponad 1000 m3/s;
Śluza średniej wielkości o przepustowości 100-1000m3/s;
Małe śluzy o przepustowości mniejszej niż 100m3/s.
2. Skład bram wodnych
Brama wodna składa się głównie z trzech części: sekcji przyłączeniowej w górę rzeki, komory bramy i sekcji przyłączeniowej w dół rzeki,
Sekcja połączenia w górę rzeki: Sekcja połączenia w górę rzeki służy do płynnego kierowania przepływu wody do komory śluzy, ochrony obu brzegów i dna rzeki przed erozją oraz, wraz z komorą, do utworzenia podziemnego konturu przeciwprzesiąkowego, aby zapewnić stabilność przeciwprzesiąkową obu brzegów i fundamentu śluzy pod przesiąkaniem. Zazwyczaj obejmuje ona ściany skrzydeł w górę rzeki, podłoże, rowki przeciwerozyjne w górę rzeki i zabezpieczenie skarpy po obu stronach.
Komora śluzy: Jest to główna część śluzy wodnej, której funkcją jest kontrola poziomu i przepływu wody, a także zapobieganie przesiąkaniu i erozji.
W skład konstrukcji komory bramowej wchodzą: brama, filar bramowy, filar boczny (ściana brzegowa), płyta denna, mur oporowy, pomost roboczy, pomost drogowy, podnośnik itp.
Brama służy do kontrolowania przepływu przez bramę; Brama jest umieszczona na dolnej płycie bramy, obejmując otwór i podparta filarem bramy. Brama jest podzielona na bramę konserwacyjną i bramę serwisową.
Zasuwa robocza służy do blokowania wody w czasie normalnej pracy oraz kontrolowania przepływu wylotowego;
Brama konserwacyjna służy do tymczasowego zatrzymania wody na czas prac konserwacyjnych.
Filar bramy służy do rozdzielenia otworu zatoki i podparcia bramy, muru oporowego, mostu roboczego i mostu drogowego.
Filar bramy przenosi ciśnienie wody przenoszone przez bramę, mur oporowy oraz zdolność zatrzymywania wody przez sam filar bramy na płytę dolną;
Mur oporowy instalowany jest nad bramą roboczą, aby pomóc w zatrzymywaniu wody i znacznie zmniejszyć rozmiar bramy.
Mur przeciwpowodziowy może być również ruchomy, a w przypadku katastrofalnych powodzi mur przeciwpowodziowy można otworzyć, aby zwiększyć przepływ wody.
Płyta dolna jest fundamentem komory, używanym do przenoszenia ciężaru i obciążenia górnej konstrukcji komory na fundament. Komora zbudowana na miękkim fundamencie jest stabilizowana głównie przez tarcie między płytą dolną a fundamentem, a płyta dolna ma również funkcje zapobiegające przesiąkaniu i erozji.
Mosty robocze i drogowe służą do instalowania urządzeń dźwigowych, obsługi bram i łączenia ruchu przez cieśninę.
Część przyłączeniowa dolna: stosowana w celu eliminacji pozostałej energii przepływu wody przez zasuwę, kierowania równomierną dyfuzją przepływu wody na zewnątrz zasuwy, regulacji rozkładu prędkości przepływu i spowolnienia prędkości przepływu oraz zapobiegania erozji dolnej po wypłynięciu wody z zasuwy.
Zwykle składa się z basenu uspokajającego, płyty postojowej, płyty postojowej, położonego niżej kanału zapobiegającego rozmyciu, położonych niżej ścian bocznych i zabezpieczenia skarpy po obu stronach.
Czas publikacji: 21-11-2023
