1. Formular de amplasare a centralelor hidroelectrice
Formele tipice de amplasare a hidrocentralelor includ în principal centrale hidroelectrice de tip baraj, centrale hidroelectrice de tip albie și centrale hidroelectrice de tip derivație.
Centrală hidroelectrică de tip baraj: Utilizează un baraj pentru a ridica nivelul apei din râu, în scopul concentrării coloanei de apă. Adesea construită în canioane montane înalte, în cursurile mijlocii și superioare ale râurilor, este în general o centrală hidroelectrică cu coloane de apă medii spre mari. Cea mai comună metodă de amplasare este o centrală hidroelectrică situată în aval de barajul de retenție, în apropierea amplasamentului barajului, care este o centrală hidroelectrică în spatele barajului.
Hidrocentrală de tip albie: O hidrocentrală în care centrala, ecluza de reținere a apei și barajul sunt dispuse în rând pe albia râului pentru a reține împreună apa. Adesea construită în cursurile mijlocii și inferioare ale râurilor, este în general o hidrocentrală cu căi de apă joase și debit mare.
Centrală hidroelectrică de tip deviere: O centrală hidroelectrică care utilizează un canal de deviere pentru a concentra căderea de apă a unei secțiuni de râu și a forma o capere de generare a energiei. Aceasta este adesea construită în cursurile mijlocii și superioare ale râurilor cu debit redus și pantă longitudinală mare a râului.
2. Compoziția clădirilor centrului hidroelectric
Principalele clădiri ale proiectului centrală hidroelectrică includ: structuri de reținere a apei, structuri de descărcare, structuri de admisie, structuri de deviere și canal de aval, structuri de nivelare a apei, clădiri de generare, transformare și distribuție a energiei electrice etc.
1. Structuri de reținere a apei: Structurile de reținere a apei sunt utilizate pentru a intercepta râurile, a concentra picăturile și a forma rezervoare, cum ar fi baraje, porți etc.
2. Structuri de eliberare a apei: Structurile de eliberare a apei sunt utilizate pentru a elibera inundațiile sau pentru a elibera apa pentru utilizare în aval sau pentru a coborî nivelul apei din rezervoare, cum ar fi deversoarele, tunelurile deversoarelor, gurile de evacuare de la fundul apei etc.
3. Structura de admisie a apei a unei centrale hidroelectrice: Structura de admisie a apei a unei centrale hidroelectrice este utilizată pentru a introduce apa în canalul de deviere, cum ar fi o admisie adâncă și puțin adâncă cu presiune sau o admisie deschisă fără presiune.
4. Structuri de deviere a apei și de canalizare a apei din centralele hidroelectrice: Structurile de deviere a apei din centralele hidroelectrice sunt utilizate pentru a transporta apa de generare a energiei electrice de la rezervor la unitatea turbinei-generatoare; Structura apei din canalizare este utilizată pentru a descărca apa utilizată pentru generarea energiei electrice în canalul din aval al râului. Clădirile comune includ canale, tuneluri, conducte de presiune etc., precum și clădiri transversale, cum ar fi apeducte, podețe, sifoane inversate etc.
5. Structuri hidroelectrice cu ape line: Structurile hidroelectrice cu ape line sunt utilizate pentru a stabiliza modificările debitului și presiunii (adâncimea apei) cauzate de modificările sarcinii centralei hidroelectrice în structurile de deviere sau de aval, cum ar fi camera de compensare din canalul de deviere presurizat și bazinul de presiune de la capătul canalului de deviere nepresurizat.
6. Clădiri de generare, transformare și distribuție a energiei electrice: inclusiv centrala electrică principală (inclusiv locul de instalare) pentru instalarea unităților turbinei hidraulice și a comenzii acestora, centrala electrică auxiliară pentru echipamente auxiliare, curtea de transformare pentru instalarea transformatoarelor și tabloul de distribuție de înaltă tensiune pentru instalarea dispozitivelor de distribuție de înaltă tensiune.
7. Alte clădiri: cum ar fi nave, copaci, pești, blocarea nisipului, spălarea nisipului etc.
Clasificarea comună a barajelor
Un baraj se referă la un baraj care interceptează râuri și blochează apa, precum și la un baraj care blochează apa din rezervoare, râuri etc. Conform diferitelor criterii de clasificare, pot exista diferite metode de clasificare. Ingineria este împărțită în principal în următoarele tipuri:
1. Barajul gravitațional
Un baraj gravitațional este un baraj construit din materiale precum betonul sau piatra, care se bazează în principal pe greutatea proprie a corpului barajului pentru a menține stabilitatea.
Principiul de funcționare al barajelor gravitaționale
Sub acțiunea presiunii apei și a altor sarcini, barajele gravitaționale se bazează în principal pe forța antiderapantă generată de greutatea proprie a barajului pentru a îndeplini cerințele de stabilitate; în același timp, tensiunea de compresiune generată de greutatea proprie a corpului barajului este utilizată pentru a compensa tensiunea de tracțiune cauzată de presiunea apei, pentru a îndeplini cerințele de rezistență. Profilul de bază al barajului gravitațional este triunghiular. Pe plan, axa barajului este de obicei dreaptă, iar uneori, pentru a se adapta la teren, condițiile geologice sau pentru a îndeplini cerințele de amplasare a butucului, poate fi aranjat și sub formă de linie frântă sau arc cu o mică curbură spre amonte.
Avantajele barajelor gravitaționale
(1) Funcția structurală este clară, metoda de proiectare este simplă și este sigură și fiabilă. Conform statisticilor, rata de cedare a barajelor gravitaționale este relativ scăzută printre diferitele tipuri de baraje.
(2) Adaptabilitate puternică la teren și la condițiile geologice. Barajele gravitaționale pot fi construite în orice formă de vale fluvială.
(3) Problema deversării apelor uzate la nivelul nodului hidrografic este ușor de rezolvat. Barajele gravitaționale pot fi transformate în structuri de deversare sau se pot amplasa orificii de drenaj la diferite înălțimi ale corpului barajului. În general, nu este nevoie să se instaleze un alt deversor sau tunel de drenaj, iar amplasamentul nodului hidrografic este compact.
(4) Convenabil pentru devierea în timpul construcției. În perioada de construcție, corpul barajului poate fi utilizat pentru deviere și, în general, nu este necesar un tunel de deviere suplimentar.
(5) Construcție convenabilă.
Dezavantaje ale barajelor gravitaționale
(1) Dimensiunea secțiunii transversale a corpului barajului este mare și se utilizează o cantitate mare de material.
(2) Tensiunea corpului barajului este scăzută, iar rezistența materialului nu poate fi utilizată pe deplin.
(3) Suprafața mare de contact dintre corpul barajului și fundație are ca rezultat o presiune de ridicare ridicată la baza barajului, ceea ce este nefavorabil pentru stabilitate.
(4) Volumul corpului barajului este mare, iar din cauza căldurii de hidratare și a contracției la întărire a betonului în perioada de construcție, vor fi generate solicitări adverse de temperatură și contracție. Prin urmare, sunt necesare măsuri stricte de control al temperaturii la turnarea betonului.
2. Barajul Arch
Un baraj arcuit este o structură spațială de tip cochilie fixată pe roca de bază, formând o formă de arc convex pe plan spre amonte, iar profilul coroanei sale arcuite prezintă o formă de curbă verticală sau convexă spre amonte.
Principiul de funcționare al barajelor arc
Structura unui baraj arcuit are atât efecte de arc, cât și de grindă, iar sarcina pe care o suportă este comprimată parțial spre ambele maluri prin acțiunea arcului, în timp ce cealaltă parte este transmisă rocii de bază de la baza barajului prin acțiunea grinzilor verticale.
Caracteristicile barajelor arcuite
(1) Caracteristici stabile. Stabilitatea barajelor arcuite se bazează în principal pe forța de reacție la capetele arcului de pe ambele părți, spre deosebire de barajele gravitaționale care se bazează pe greutatea proprie pentru a menține stabilitatea. Prin urmare, barajele arcuite au cerințe ridicate privind terenul și condițiile geologice ale amplasamentului barajului, precum și cerințe stricte pentru tratamentul fundației.
(2) Caracteristici structurale. Barajele arcuite aparțin structurilor static nedeterminate de ordin superior, cu o capacitate mare de supraîncărcare și siguranță ridicată. Atunci când încărcările externe cresc sau o parte a barajului prezintă fisuri locale, acțiunile arcului și grinzii corpului barajului se vor ajusta, provocând redistribuirea tensiunilor în corpul barajului. Barajul arcuit este o structură spațială generală, cu un corp ușor și rezistent. Practica inginerească a demonstrat că rezistența sa seismică este, de asemenea, puternică. În plus, deoarece un arc este o structură de împingere care suportă în principal presiune axială, momentul de încovoiere din interiorul arcului este relativ mic, iar distribuția tensiunilor este relativ uniformă, ceea ce contribuie la exercitarea rezistenței materialului. Dintr-o perspectivă economică, barajele arcuite sunt un tip de baraj foarte superior.
(3) Caracteristicile încărcării. Corpul barajului arcuit nu are rosturi de dilatare permanente, iar schimbările de temperatură și deformarea rocilor de bază au un impact semnificativ asupra solicitărilor din corpul barajului. La proiectare, este necesar să se ia în considerare deformarea rocilor de bază și să se includă temperatura ca sarcină principală.
Datorită profilului subțire și formei geometrice complexe a barajului arcuit, calitatea construcției, rezistența materialului barajului și cerințele anti-infiltrații sunt mai stricte decât cele ale barajelor gravitaționale.
3. Baraj de pământ-rocă
Barajele din pământ-rocă se referă la baraje realizate din materiale locale, cum ar fi solul și piatra, și sunt cel mai vechi tip de baraj din istorie. Barajele din pământ-rocă sunt cel mai utilizat și cel mai rapid tip de construcție a barajelor din lume.
Motivele aplicării și dezvoltării pe scară largă a barajelor de pământ
(1) Este posibilă obținerea materialelor la nivel local și în apropiere, economisind o cantitate mare de ciment, lemn și oțel și reducând volumul transportului extern pe șantier. Aproape orice material de pământ și piatră poate fi folosit pentru construirea barajelor.
(2) Capabile să se adapteze la diverse condiții de teren, geologice și climatice. În special în zone cu climă aspră, condiții geologice complexe și zone cu seismuri de mare intensitate, barajele din pământ-rocă sunt de fapt singurul tip de baraj fezabil.
(3) Dezvoltarea utilajelor de construcții de mare capacitate, multifuncționale și de înaltă eficiență a crescut densitatea de compactare a barajelor din pământ-rocă, a redus secțiunea transversală a barajelor din pământ-rocă, a accelerat progresul construcției, a redus costurile și a promovat dezvoltarea construcției de baraje din pământ înalt.
(4) Datorită dezvoltării teoriei mecanicii geotehnice, a metodelor experimentale și a tehnicilor de calcul, nivelul de analiză și calcul a fost îmbunătățit, progresul proiectării a fost accelerat, iar siguranța și fiabilitatea proiectării barajelor au fost garantate în continuare.
(5) Dezvoltarea cuprinzătoare a tehnologiei de proiectare și construcție pentru susținerea proiectelor inginerești, cum ar fi pante mari, structuri inginerești subterane, disiparea energiei fluxului de apă de mare viteză și prevenirea eroziunii barajelor din piatră de pământ a jucat, de asemenea, un rol important de promovare în accelerarea construcției și promovării barajelor din piatră de pământ.
4. Baraj de anrocamente
Barajul din anrocamente se referă, în general, la un tip de baraj construit folosind metode precum aruncarea, umplerea și rostogolirea materialelor din piatră. Deoarece anrocamentele sunt permeabile, este necesar să se utilizeze materiale precum pământ, beton sau beton asfaltic ca materiale impermeabile.
Caracteristicile barajelor de anrocamente
(1) Caracteristici structurale. Densitatea anrocamentelor compactate este mare, rezistența la forfecare este mare, iar panta barajului poate fi făcută relativ abruptă. Acest lucru nu numai că economisește cantitatea de umplere a barajului, dar reduce și lățimea fundului barajului. Lungimea structurilor de transport și descărcare a apei poate fi redusă în mod corespunzător, iar amplasarea butucului este compactă, reducând și mai mult volumul de proiectare.
(2) Caracteristici constructive. În funcție de situația de solicitare a fiecărei părți a corpului barajului, corpul de anrocamente poate fi împărțit în diferite zone, putând fi îndeplinite cerințe diferite privind materialele din piatră și compactitatea fiecărei zone. Materialele din piatră excavate în timpul construcției structurilor de drenaj din centru pot fi aplicate complet și rezonabil, reducând costurile. Construcția barajelor de anrocamente cu apărătoare din beton este mai puțin afectată de condițiile climatice, cum ar fi sezonul ploios și frigul sever, putând fi realizată într-un mod relativ echilibrat și normal.
(3) Caracteristici de operare și întreținere. Deformarea prin tasare a anrocamentelor compactate este foarte mică.
stație de pompare
1. Componentele de bază ale ingineriei stațiilor de pompare
Proiectul stației de pompare constă în principal din săli de pompe, conducte, clădiri de admisie și evacuare a apei și substații, așa cum se arată în figură. În sala pompelor este instalată o unitate formată dintr-o pompă de apă, un dispozitiv de transmisie și o unitate de alimentare, precum și echipamente auxiliare și echipamente electrice. Principalele structuri de admisie și evacuare a apei includ instalații de admisie și deviere a apei, precum și bazine de admisie și evacuare (sau turnuri de apă).
Conductele stației de pompare includ conducte de admisie și evacuare. Conducta de admisie conectează sursa de apă la intrarea pompei de apă, în timp ce conducta de evacuare este o conductă care leagă ieșirea pompei de apă și marginea de evacuare.
După punerea în funcțiune a stației de pompare, debitul de apă poate intra în pompa de apă prin clădirea de admisie și conducta de admisie. După ce este presurizată de pompa de apă, debitul de apă va fi trimis către bazinul de evacuare (sau turnul de apă) sau rețeaua de conducte, atingând astfel scopul de a ridica sau transporta apa.
2. Amplasarea centrului stației de pompare
Structura centrală a stațiilor de pompare trebuie să ia în considerare în mod cuprinzător diverse condiții și cerințe, să determine tipurile de clădiri, să aranjeze în mod rezonabil pozițiile lor relative și să gestioneze interrelațiile dintre ele. Structura centrală este considerată în principal pe baza sarcinilor îndeplinite de stația de pompare. Stațiile de pompare diferite ar trebui să aibă aranjamente diferite pentru lucrările lor principale, cum ar fi camerele pompelor, conductele de admisie și evacuare și clădirile de admisie și evacuare.
Clădirile auxiliare corespunzătoare, cum ar fi podețele și porțile de control, ar trebui să fie compatibile cu proiectul principal. În plus, luând în considerare cerințele pentru o utilizare completă, dacă există cerințe pentru drumuri, transport maritim și trecerea peștilor în zona stației, ar trebui luată în considerare relația dintre amplasarea podurilor rutiere, ecluzelor pentru nave, căilor de acces pentru pești etc. și proiectul principal.
În funcție de diferitele sarcini îndeplinite de stațiile de pompare, amplasarea nodurilor stațiilor de pompare include, în general, mai multe forme tipice, cum ar fi stații de pompare pentru irigații, stații de pompare pentru drenaj și stații combinate de irigații cu drenaj.
O ecluză este o structură hidraulică cu înălțime redusă care folosește ecluze pentru a reține apa și a controla debitul. Adesea este construită pe malurile râurilor, canalelor, rezervoarelor și lacurilor.
1. Clasificarea porților de apă utilizate în mod obișnuit
Clasificare după sarcinile îndeplinite de porțile de apă
1. Ecluză de control: construită pe un râu sau canal pentru a bloca inundațiile, a regla nivelurile apei sau a controla debitul. Ecluza de control situată pe albia râului este cunoscută și sub denumirea de ecluză de blocare a râului.
2. Poartă de admisie: Construită pe malul unui râu, rezervor sau lac pentru a controla debitul apei. Poarta de admisie este cunoscută și sub numele de poartă de admisie sau poartă de la capătul canalului.
3. Ecluză de deviere a inundațiilor: Adesea construită pe o parte a râului, aceasta este utilizată pentru a descărca apa provenită din inundații care depășește capacitatea de deversare sigură a râului din aval în zona de deviere a inundațiilor (zona de stocare sau de retenție a inundațiilor) sau în deversor. Ecluza de deviere a inundațiilor trece prin apă în ambele direcții, iar după inundație, apa este stocată și deversată în albia râului de aici.
4. Ecluză de drenaj: adesea construită de-a lungul malurilor râurilor pentru a elimina inundarea cu apă, dăunătoare culturilor din zonele interioare sau joase. Ecluza de drenaj este, de asemenea, bidirecțională. Când nivelul apei râului este mai mare decât cel al lacului sau depresiunii interioare, ecluza de drenaj blochează în principal apa pentru a împiedica inundarea terenurilor agricole sau a clădirilor rezidențiale de către râu; Când nivelul apei râului este mai mic decât cel al lacului sau depresiunii interioare, ecluza de drenaj este utilizată în principal pentru inundarea și drenajul apei.
5. Ecluză mareică: construită lângă estuarul mării, închisă în timpul mareei înalte pentru a împiedica refluxul apei de mare; Deschiderea ecluzei pentru eliberarea apei la reflux are caracteristica de blocare bidirecțională a apei. Ecluzele mareice sunt similare cu ecluzele de drenaj, dar sunt acționate mai frecvent. Când mareea în marea exterioară este mai mare decât cea din râul interior, închideți ecluza pentru a împiedica refluxul apei de mare în râul interior; Când mareea în largul mării este mai mică decât nivelul apei râului în marea interioară, deschideți ecluza pentru a elibera apa.
6. Poartă de evacuare a nisipului (poartă de descărcare a nisipului): Construită pe un curs noroios de râu, aceasta este utilizată pentru evacuarea sedimentelor depuse în fața porții de admisie, a porții de control sau a sistemului de canale.
7. În plus, există porți de evacuare a gheții și porți de canalizare instalate pentru a îndepărta blocurile de gheață, obiectele plutitoare etc.
Conform formei structurale a camerei porții, aceasta poate fi împărțită în tip deschis, tip perete lateral și tip podeț etc.
1. Tip deschis: Suprafața de curgere a apei prin poartă nu este obstrucționată, iar capacitatea de descărcare este mare.
2. Tipul de perete de protecție: Există un perete de protecție deasupra porții, care poate reduce forța asupra porții în timpul blocării apei și poate crește amplitudinea blocării apei.
3. Tip podeț: În fața porții se află un corp de tunel presurizat sau nepresurizat, iar partea superioară a tunelului este acoperită cu pământ de umplere. Se utilizează în principal pentru porți mici de apă.
În funcție de mărimea debitului porții, acesta poate fi împărțit în trei forme: mare, mediu și mic.
Porți mari de apă cu un debit de peste 1000 m³/s;
O poartă de apă de dimensiuni medii, cu o capacitate de 100-1000 m3/s;
Ecluze mici cu o capacitate mai mică de 100 m³/s.
2. Compoziția porților de apă
Poarta de apă include în principal trei părți: secțiunea de conectare în amonte, camera porții și secțiunea de conectare în aval.
Secțiune de conectare în amonte: Secțiunea de conectare în amonte este utilizată pentru a ghida fluxul de apă lin în camera porții, pentru a proteja ambele maluri și albia râului de eroziune și, împreună cu camera, formează un contur subteran anti-infiltrații pentru a asigura stabilitatea anti-infiltrații a ambelor maluri și a fundației porții sub infiltrații. În general, aceasta include pereți laterali în amonte, pat de pat, caneluri anti-eroziune în amonte și protecție a pantei pe ambele părți.
Camera porții: Este partea principală a porții de apă și funcția sa este de a controla nivelul și debitul apei, precum și de a preveni infiltrațiile și eroziunea.
Structura secțiunii camerei porții include: poarta, pilonul porții, pilonul lateral (peretele de țărm), placa de fund, peretele de pietoni, podul de lucru, podul de circulație, elevatorul etc.
Poarta este utilizată pentru a controla debitul prin poartă; Poarta este plasată pe placa inferioară a porții, traversând orificiul și fiind susținută de pilonul porții. Poarta este împărțită în poartă de întreținere și poartă de serviciu.
Poarta de lucru este utilizată pentru blocarea apei în timpul funcționării normale și controlul debitului de refulare;
Poarta de întreținere este utilizată pentru retenția temporară a apei în timpul întreținerii.
Pilonul porții este utilizat pentru a separa gaura travei și a susține poarta, peretele de la piept, podul de lucru și podul de circulație.
Pilonul porții transmite presiunea apei suportată de poartă, peretele de deasupra și capacitatea de reținere a apei a pilonului porții către placa de fund;
Peretele de protecție este instalat deasupra porții de lucru pentru a ajuta la reținerea apei și a reduce considerabil dimensiunea porții.
Peretele de deasupra capului poate fi, de asemenea, de tip mobil, iar în cazul inundațiilor catastrofale, acesta poate fi deschis pentru a crește debitul de descărcare.
Placa de bază este fundația camerei, utilizată pentru a transmite greutatea și sarcina structurii superioare a camerei către fundație. Camera construită pe o fundație moale este stabilizată în principal prin frecarea dintre placa de bază și fundație, iar placa de bază are și funcții anti-infiltrare și anti-abraziune.
Podurile de lucru și podurile de circulație sunt utilizate pentru instalarea echipamentelor de ridicare, acționarea porților și conectarea traficului transstrâmtoare.
Secțiune de conectare în aval: utilizată pentru a elimina energia rămasă din fluxul de apă care trece prin poartă, pentru a ghida difuzia uniformă a fluxului de apă în afara poartei, pentru a regla distribuția vitezei de curgere și a încetini viteza de curgere și pentru a preveni eroziunea în aval după ce apa curge prin poartă.
În general, include un bazin de calmare, un șorț, un șorț, un canal anti-escavație în aval, pereți laterali în aval și protecție la pantă pe ambele părți.
Data publicării: 21 noiembrie 2023
