1, Распоред хидроелектрана
Типични облици распореда хидроелектрана углавном укључују хидроелектране типа бране, хидроелектране типа речног корита и хидроелектране типа деривације.
Хидроелектрана типа бране: Користи брану за подизање нивоа воде у реци, како би се концентрисао водени пад. Често се гради у високопланинским кањонима у средњем и горњем току река, генерално је хидроелектрана средњег до високог пада. Најчешћи метод распореда је хидроелектрана која се налази низводно од потпорне бране близу локације бране, а то је хидроелектрана иза бране.
Хидроелектрана типа речног корита: Хидроелектрана у којој су електрана, задржавајућа брана и брана распоређени у низу на речном кориту како би заједно задржали воду. Често се гради у средњем и доњем току река, углавном је хидроелектрана ниског пада и великог протока.
Хидроелектрана преусмерног типа: Хидроелектрана која користи преусмерни канал за концентрацију пада речног дела и формирање главе за производњу електричне енергије. Често се гради у средњим и горњим токовима река са малим протоком и великим уздужним нагибом реке.
2. Састав зграда хидроелектрана
Главне зграде пројекта чворишта хидроелектране укључују: објекте за задржавање воде, објекте за испуштање, улазне објекте, објекте за преусмеравање и одводне канале, објекте за нивелисање воде, зграде за производњу, трансформацију и дистрибуцију електричне енергије итд.
1. Конструкције за задржавање воде: Конструкције за задржавање воде користе се за пресретање река, концентрисање капи и формирање акумулација, као што су бране, капије итд.
2. Структуре за испуштање воде: Структуре за испуштање воде користе се за испуштање поплава, или испуштање воде за низводну употребу, или испуштање воде ради снижавања нивоа воде у акумулацијама, као што су преливно поље, преливни тунел, доњи испуст итд.
3. Структура за унос воде хидроелектране: Структура за унос воде хидроелектране користи се за увођење воде у канал за преусмеравање, као што је дубоки и плитки улаз са притиском или отворени улаз без притиска.
4. Структуре за преусмеравање воде и одводне цеви хидроелектрана: Структуре за преусмеравање воде хидроелектрана користе се за транспорт воде за производњу електричне енергије од акумулације до турбинског генератора; Структура одводне воде користи се за испуштање воде која се користи за производњу електричне енергије у низводно речно корито. Уобичајене зграде укључују канале, тунеле, цевоводе под притиском итд., као и попречне зграде као што су аквадукти, цевоводи, обрнути сифони итд.
5. Хидроелектричне структуре са равним водама: Хидроелектричне структуре са равним водама користе се за стабилизацију промена протока и притиска (дубине воде) изазваних променама оптерећења хидроелектране у обртним или задњим водама, као што су комора за успоравање воде у каналу за обртање под притиском и предњи залив са притиском на крају канала за обртање без притиска.
6. Зграде за производњу, трансформацију и дистрибуцију електричне енергије: укључујући главну машинску зграду (укључујући место инсталације) за инсталирање хидрауличних турбогенераторских јединица и њихово управљање, помоћну машинску зграду за помоћну опрему, трансформаторско двориште за инсталирање трансформатора и високонапонско расклопно постројење за инсталирање високонапонских дистрибутивних уређаја.
7. Остале зграде: као што су бродови, дрвеће, рибе, блокирање песка, испирање песка итд.
Уобичајена класификација брана
Брана се односи на брану која пресреће реке и блокира воду, као и на брану која блокира воду у акумулацијама, рекама итд. Према различитим критеријумима класификације, могу постојати различите методе класификације. Инжењерство се углавном дели на следеће типове:
1. Гравитациона брана
Гравитациона брана је брана изграђена од материјала као што су бетон или камен, која се углавном ослања на сопствену тежину тела бране како би одржала стабилност.
Принцип рада гравитационих брана
Под дејством притиска воде и других оптерећења, гравитационе бране се углавном ослањају на силу против клизања коју ствара сопствена тежина бране како би испуниле захтеве стабилности; Истовремено, компресивни напон који ствара сопствена тежина тела бране користи се за компензацију затезног напрезања изазваног притиском воде, како би се испунили захтеви чврстоће. Основни профил гравитационе бране је троугаоног облика. У равни, оса бране је обично права, а понекад, како би се прилагодила терену, геолошким условима или да би се испунили захтеви распореда чворишта, може бити распоређена и као изломљена линија или лук са малом закривљеношћу према узводно.
Предности гравитационих брана
(1) Структурна функција је јасна, метод пројектовања је једноставан, а безбедан је и поуздан. Према статистици, стопа отказа гравитационих брана је релативно ниска међу различитим типовима брана.
(2) Јака прилагодљивост терену и геолошким условима. Гравитационе бране могу се градити у било ком облику речне долине.
(3) Проблем испуштања поплавних вода на чворишту је лако решити. Гравитационе бране могу се претворити у преливне структуре или се дренажни отвори могу поставити на различитим висинама тела бране. Генерално, нема потребе за постављањем још једног преливног система или дренажног тунела, а распоред чворишта је компактан.
(4) Погодно за преусмеравање воде током изградње. Током периода изградње, тело бране може се користити за преусмеравање воде и генерално није потребан додатни тунел за преусмеравање воде.
(5) Погодна конструкција.
Недостаци гравитационих брана
(1) Попречни пресек тела бране је велики и коришћена је велика количина материјала.
(2) Напрезање тела бране је ниско и чврстоћа материјала се не може у потпуности искористити.
(3) Велика контактна површина између тела бране и темеља резултира високим притиском узгона на дну бране, што је неповољно за стабилност.
(4) Запремина тела бране је велика и због топлоте хидратације и скупљања бетона услед очвршћавања током периода изградње, створиће се неповољни температурни напони и напони скупљања. Стога су потребне строге мере контроле температуре приликом изливања бетона.
2. Арч брана
Лучна брана је просторна љускаста структура причвршћена за темељну стену, која формира конвексни облик лука на равни према узводно, а њен профил круне лука представља вертикални или конвексни облик криве према узводно.
Принцип рада лучних брана
Структура лучне бране има и лучне и гредне ефекте, а оптерећење које носи делимично се компресује према обе обале дејством лука, док се други део преноси на темељну стену на дну бране дејством вертикалних греда.
Карактеристике лучних брана
(1) Стабилне карактеристике. Стабилност лучних брана углавном се ослања на силу реакције на крајевима лука са обе стране, за разлику од гравитационих брана које се ослањају на сопствену тежину да би одржале стабилност. Стога, лучне бране имају високе захтеве за терен и геолошке услове локације бране, као и строге захтеве за обраду темеља.
(2) Структурне карактеристике. Лучне бране припадају статички неодређеним структурама високог реда, са великом носивошћу преоптерећења и високом безбедношћу. Када се спољна оптерећења повећају или део бране доживи локалне пукотине, дејства лука и греде тела бране ће се сама прилагодити, што узрокује прерасподелу напона у телу бране. Лучна брана је свеобухватна просторна структура, са лаганим и отпорним телом. Инжењерска пракса је показала да је њена сеизмичка отпорност такође јака. Поред тога, пошто је лук потисна структура која углавном носи аксијални притисак, момент савијања унутар лука је релативно мали, а расподела напона је релативно равномерна, што погодује испољавању чврстоће материјала. Са економске перспективе, лучне бране су веома супериорна врста бране.
(3) Карактеристике оптерећења. Тело лучне бране нема трајне дилатационе спојеве, а промене температуре и деформација темељне стене имају значајан утицај на напрезање тела бране. Приликом пројектовања, потребно је узети у обзир деформацију темељне стене и укључити температуру као главно оптерећење.
Због танког профила и сложеног геометријског облика лучне бране, квалитет изградње, чврстоћа материјала бране и захтеви за заштиту од процеђивања су строжији него код гравитационих брана.
3. Брана од земљаног камена
Бране од земљаног камена односе се на бране направљене од локалних материјала као што су земља и камен и најстарији су тип бране у историји. Бране од земљаног камена су најшире коришћени и најбрже развијајући тип изградње брана у свету.
Разлози за широку примену и развој брана од земљаних камена
(1) Могуће је набавити материјале локално и у близини, чиме се штеди велика количина цемента, дрвета и челика и смањује обим спољног транспорта на градилишту. Готово сваки земљани и камени материјал може се користити за изградњу брана.
(2) Способност прилагођавања различитим теренским, геолошким и климатским условима. Посебно у суровим климатским условима, сложеним инжењергеолошким условима и подручјима са високим интензитетом земљотреса, бране од земљаног камена су заправо једини изводљив тип бране.
(3) Развој грађевинских машина великог капацитета, мултифункционалних и високоефикасних, повећао је густину збијања брана од земљаних стена, смањио попречни пресек брана од земљаних стена, убрзао напредак изградње, смањио трошкове и промовисао развој изградње високих брана од земљаних стена.
(4) Захваљујући развоју теорије геотехничке механике, експерименталних метода и рачунарских техника, ниво анализе и прорачуна је побољшан, напредак пројектовања је убрзан, а безбедност и поузданост пројектовања брана су додатно загарантоване.
(5) Свеобухватни развој технологије пројектовања и изградње за подршку инжењерским пројектима као што су високи нагиби, подземне инжењерске структуре и расипање енергије протока воде велике брзине и спречавање ерозије брана од земљаних камена такође је одиграо важну промотивну улогу у убрзавању изградње и промоције брана од земљаних камена.
4. Брана од каменог насипа
Брана од каменог насипа се генерално односи на врсту бране изграђене методама као што су бацање, пуњење и ваљање камених материјала. Пошто је камени насип пропустан, неопходно је користити материјале као што су земља, бетон или асфалтни бетон као непропусне материјале.
Карактеристике брана од каменог насипа
(1) Структурне карактеристике. Густина збијеног каменог насипа је велика, чврстоћа на смицање је висока, а нагиб бране може бити релативно стрм. Ово не само да штеди количину пуњења бране, већ и смањује ширину дна бране. Дужина водоводних и испуштачких структура може се сходно томе смањити, а распоред чворишта је компактан, што додатно смањује инжењерске трошкове.
(2) Карактеристике конструкције. У складу са стањем напрезања сваког дела тела бране, тело насипаног камена може се поделити у различите зоне, а могу се испунити различити захтеви за камени материјал и компактност сваке зоне. Ископани камени материјали током изградње дренажних структура у чворишту могу се у потпуности и разумно применити, смањујући трошкове. Изградња насипаних брана са бетонским облогом је мање погођена климатским условима као што су кишна сезона и јаке хладноће, и може се изводити на релативно уравнотежен и нормалан начин.
(3) Карактеристике рада и одржавања. Деформација слегања збијеног каменог насипа је веома мала.
црпна станица
1, Основне компоненте инжењеринга пумпних станица
Пројекат пумпне станице се углавном састоји од пумпних просторија, цевовода, зграда за довод и одвод воде и подстаница, као што је приказано на слици. У пумпној просторији је инсталирана јединица која се састоји од водене пумпе, преносног уређаја и агрегата за напајање, као и помоћне опреме и електричне опреме. Главне структуре за довод и одвод воде укључују објекте за усисавање и преусмеравање воде, као и базене за довод и одвод (или водоторњеве).
Цевоводи пумпне станице обухватају улазне и излазне цеви. Улазна цев повезује извор воде са улазом водене пумпе, док је излазна цев цевовод који повезује излаз водене пумпе и излазну ивицу.
Након што се пумпна станица пусти у рад, проток воде може ући у водену пумпу кроз улазну зграду и улазну цев. Након што је водена пумпа притисне, проток воде ће бити усмерен ка излазном базену (или водоторању) или цевоводној мрежи, чиме се постиже сврха подизања или транспорта воде.
2、 Распоред чворишта пумпне станице
Распоред чворишта у инжењерству црпних станица треба да свеобухватно узме у обзир различите услове и захтеве, одреди врсте зграда, разумно распореди њихове релативне положаје и управља њиховим међусобним односима. Распоред чворишта се углавном разматра на основу задатака које црпна станица обавља. Различите црпне станице треба да имају различите распореде за своје главне радове, као што су пумпне просторије, улазни и излазни цевоводи и улазне и излазне зграде.
Одговарајуће помоћне зграде као што су пропусти и контролне капије треба да буду компатибилне са главним пројектом. Поред тога, узимајући у обзир захтеве за свеобухватно коришћење, ако постоје захтеви за путеве, бродарство и пролаз рибе унутар подручја станице, треба размотрити однос између распореда друмских мостова, бродских преводница, рибљих стаза итд. и главног пројекта.
У складу са различитим задацима које обављају црпне станице, распоред чворишта црпних станица генерално укључује неколико типичних облика, као што су црпне станице за наводњавање, црпне станице за одводњавање и комбиноване станице за наводњавање са одводњавањем.
Водена брана је хидраулична структура ниског притиска која користи запорне отворе за задржавање воде и контролу испуштања. Често се гради на обалама река, канала, акумулација и језера.
1, Класификација најчешће коришћених водених капија
Класификација по задацима које обављају водене капије
1. Контролна капија: изграђена на реци или каналу ради спречавања поплава, регулисања нивоа воде или контроле протока испуштања. Контролна капија која се налази на речном кориту позната је и као речна блокирајућа капија.
2. Усисна капија: Изграђена на обали реке, акумулације или језера ради контроле протока воде. Усисна капија је позната и као усисна капија или капија канала.
3. Преграда за скретање поплава: Често се гради на једној страни реке и користи се за испуштање поплавне воде која прелази безбедни капацитет протока низводне реке у подручје за скретање поплава (подручје за складиштење или задржавање поплава) или прелив. Преграда за скретање поплава пролази кроз воду у оба смера, а након поплаве, вода се складишти и одавде испушта у речно корито.
4. Дренажна капија: често се гради дуж обала река како би се уклонило накупљање воде које је штетно за усеве у унутрашњости или нижим подручјима. Дренажна капија је такође двосмерна. Када је ниво воде реке виши од нивоа унутрашњег језера или депресије, дренажна капија углавном блокира воду како би спречила реку да поплави пољопривредно земљиште или стамбене зграде; Када је ниво воде реке нижи од нивоа унутрашњег језера или депресије, дренажна капија се углавном користи за накупљање воде и одводњавање.
5. Плимна капија: изграђена близу естуара мора, затворена током плиме како би се спречило враћање морске воде; Отварање капије ради испуштања воде током осеке има карактеристику двосмерног блокирања воде. Плимне капије су сличне дренажним капијама, али се чешће користе. Када је плима у спољашњем мору виша од оне у унутрашњој реци, затворите капију како бисте спречили враћање морске воде у унутрашњу реку; Када је плима на отвореном мору нижа од речне воде у унутрашњем мору, отворите капију да бисте испустили воду.
6. Капија за испирање песка (капија за испуштање песка): Изграђена на мутном речном току, користи се за испуштање седимента таложеног испред улазне капије, контролне капије или система канала.
7. Поред тога, постоје капије за испуштање леда и капије за канализацију постављене за уклањање ледених блокова, плутајућих предмета итд.
Према структурном облику капијске коморе, може се поделити на отворени тип, тип грудног зида и тип пропуста итд.
1. Отворени тип: Површина протока воде кроз капију није блокирана, а капацитет пражњења је велики.
2. Тип грудног зида: Изнад капије се налази грудни зид, који може смањити силу на капији током блокирања воде и повећати амплитуду блокирања воде.
3. Тип пропуста: Испред капије се налази тело тунела под притиском или без притиска, а врх тунела је прекривен земљом за пуњење. Углавном се користи за мале водене капије.
Према величини протока капије, може се поделити на три облика: велики, средњи и мали.
Велике водене капије са протоком преко 1000m3/s;
Водена брана средње величине капацитета 100-1000 м3/с;
Мале бранске отворе капацитета мањег од 100 м3/с.
2, Састав водених капија
Водена капија се углавном састоји од три дела: узводног прикључног дела, коморе капије и низводног прикључног дела.
Узводни прикључни део: Узводни прикључни део се користи за глатко усмеравање протока воде у комору капије, заштиту обе обале и речног корита од ерозије и, заједно са комором, формира подземну контуру против процеђивања како би се осигурала стабилност обе обале и темеља капије од процеђивања. Генерално, укључује узводне зидове крила, подлогу, узводне жлебове против ерозије и заштиту косине са обе стране.
Запорна комора: Главни је део водене капије, а њена функција је контрола нивоа и протока воде, као и спречавање цурења и ерозије.
Структура дела капијске коморе обухвата: капију, капијски стуб, бочни стуб (обални зид), доњу плочу, грудни зид, радни мост, саобраћајни мост, дизалицу итд.
Капија се користи за контролу протока кроз капију; Капија се поставља на доњу плочу капије, премошћује отвор и ослања се на стуб капије. Капија је подељена на капију за одржавање и сервисну капију.
Радна капија се користи за блокирање воде током нормалног рада и контролу протока испуштања;
Капија за одржавање се користи за привремено задржавање воде током одржавања.
Капијски стуб се користи за одвајање отвора залива и подупирање капије, грудног зида, радног моста и саобраћајног моста.
Стуб капије преноси притисак воде који носе капија, грудни зид и капацитет задржавања воде самог стуба капије на доњу плочу;
Грудни зид је постављен изнад радне капије како би се задржала вода и значајно смањила величина капије.
Грудни зид се такође може направити у покретном типу, а када се суоче са катастрофалним поплавама, грудни зид се може отворити како би се повећао проток испуштања.
Доња плоча је темељ коморе, који се користи за пренос тежине и оптерећења горње структуре коморе на темељ. Комора изграђена на меком темељу је углавном стабилизована трењем између доње плоче и темеља, а доња плоча такође има функције спречавања цурења и отицања.
Радни мостови и саобраћајни мостови се користе за инсталирање опреме за дизање, управљање капијама и повезивање саобраћаја преко мореуза.
Низводни део за повезивање: користи се за елиминисање преостале енергије протока воде која пролази кроз капију, вођење равномерне дифузије протока воде из капије, подешавање расподеле брзине протока и успоравање брзине протока, као и спречавање ерозије низводно након што вода истекне из капије.
Генерално, укључује базен за смиривање, платформу за одводњавање, платформу за одводњавање, низводни канал против ерозије, низводне зидове крила и заштиту косине са обе стране.
Време објаве: 21. новембар 2023.
