1、Hidroelektrik santrallerinin yerleşim şekli
Hidroelektrik santrallerin tipik yerleşim biçimleri esas olarak baraj tipi hidroelektrik santraller, nehir yatağı tipi hidroelektrik santraller ve derivasyon tipi hidroelektrik santrallerdir.
Baraj tipi hidroelektrik santrali: Su seviyesini yükseltmek için bir baraj kullanarak nehirdeki su seviyesini yoğunlaştırmak. Genellikle nehirlerin orta ve üst kesimlerindeki yüksek dağ kanyonlarına inşa edilen bu santraller genellikle orta ila yüksek başlıklı hidroelektrik santralleridir. En yaygın yerleşim yöntemi, baraj sahasının yakınında, tutma barajının aşağı akışında bulunan ve barajın arkasında bir hidroelektrik santrali olan bir hidroelektrik santralidir.
Nehir yatağı tipi hidroelektrik santrali: Elektrik santrali, su tutma kapısı ve barajın nehir yatağında bir sıra halinde düzenlenerek suyu birlikte tuttuğu bir hidroelektrik santrali. Genellikle nehirlerin orta ve alt kesimlerine inşa edilen bu santral, genellikle düşük başlıklı, yüksek akışlı bir hidroelektrik santralidir.
Sapma tipi hidroelektrik santrali: Bir nehir bölümünün düşüşünü bir güç üretim başlığı oluşturmak için yoğunlaştırmak için bir saptırma kanalı kullanan bir hidroelektrik santrali. Genellikle düşük akışa ve nehrin büyük uzunlamasına eğimine sahip nehirlerin orta ve üst kesimlerine inşa edilir.
2、 Hidroelektrik Santral Binalarının Kompozisyonu
HES merkez projesinin ana yapıları; su tutma yapıları, deşarj yapıları, giriş yapıları, derivasyon ve kuyruk suyu yapıları, seviye su yapıları, enerji üretim, dönüştürme ve dağıtım binaları vb.'den oluşmaktadır.
1. Su tutma yapıları: Su tutma yapıları, nehirleri kesmek, damlaları yoğunlaştırmak ve baraj, kapı vb. gibi rezervuarlar oluşturmak için kullanılır.
2. Su tahliye yapıları: Su tahliye yapıları, taşkınları tahliye etmek, aşağı akış kullanımı için su bırakmak veya savak, savak tüneli, dip çıkışı vb. gibi rezervuarların su seviyesini düşürmek için su bırakmak amacıyla kullanılır.
3. Bir hidroelektrik santralinin su alma yapısı: Bir hidroelektrik santralinin su alma yapısı, basınçlı derin ve sığ giriş veya basınçsız açık giriş gibi, derivasyon kanalına su vermek için kullanılır.
4. Hidroelektrik santrallerinin su yönlendirme ve kuyruk suyu yapıları: Hidroelektrik santrallerinin su yönlendirme yapıları, güç üretim suyunu rezervuardan türbin jeneratör ünitesine taşımak için kullanılır; kuyruk suyu yapısı, güç üretimi için kullanılan suyu aşağı akıştaki nehir kanalına boşaltmak için kullanılır. Yaygın yapılar arasında kanallar, tüneller, basınçlı boru hatları vb. ve su kemerleri, menfezler, ters sifonlar vb. gibi çapraz yapılar bulunur.
5. Hidroelektrik düz su yapıları: Hidroelektrik düz su yapıları, basınçlı derivasyon kanalındaki dalgalanma odası ve basınçsız derivasyon kanalının sonundaki basınçlı ön havuz gibi, hidroelektrik santral yükündeki değişikliklerden kaynaklanan akış ve basınçtaki (su derinliği) değişiklikleri, derivasyon veya kuyruk suyu yapılarında dengelemek için kullanılır.
6. Elektrik üretim, dönüştürme ve dağıtım binaları: Hidrolik türbin jeneratör ünitelerinin kurulumu ve kontrolü için ana santral binası (kurulum sahası dahil), yardımcı ekipman yardımcı santral binası, trafo kurulumu için trafo sahası ve yüksek gerilim dağıtım cihazlarının kurulumu için yüksek gerilim şalt tesisleri.
7. Diğer yapılar: gemiler, ağaçlar, balıklar, kum blokları, kum yıkama vb.
Barajların genel sınıflandırılması
Baraj, nehirleri kesen ve suyu bloke eden bir barajın yanı sıra rezervuarlarda, nehirlerde vb. suyu bloke eden bir barajı ifade eder. Farklı sınıflandırma kriterlerine göre farklı sınıflandırma yöntemleri olabilir. Mühendislik esas olarak aşağıdaki türlere ayrılır:
1. Yerçekimi Barajı
Ağırlık barajı, stabiliteyi sağlamak için çoğunlukla baraj gövdesinin kendi ağırlığına dayanan, beton veya taş gibi malzemelerle inşa edilen bir barajdır.
Yerçekimi barajlarının çalışma prensibi
Su basıncı ve diğer yüklerin etkisi altında, yerçekimi barajları esas olarak barajın kendi ağırlığının oluşturduğu kaymayı önleyici kuvvete güvenerek kararlılık gereksinimlerini karşılar; aynı zamanda, baraj gövdesinin kendi ağırlığının oluşturduğu basınç gerilimi, su basıncının neden olduğu çekme gerilimini telafi etmek için kullanılır, böylece mukavemet gereksinimlerini karşılar. Yerçekimi barajının temel profili üçgendir. Düzlemde, barajın ekseni genellikle düzdür ve bazen araziye, jeolojik koşullara uyum sağlamak veya göbek düzeni gereksinimlerini karşılamak için, yukarı akışa doğru küçük eğriliğe sahip kırık bir çizgi veya kemer olarak da düzenlenebilir.
Yerçekimi barajlarının avantajları
(1) Yapısal fonksiyon açıktır, tasarım yöntemi basittir ve güvenli ve güvenilirdir. İstatistiklere göre, çeşitli baraj tipleri arasında yerçekimi barajlarının arıza oranı nispeten düşüktür.
(2) Arazi ve jeolojik koşullara güçlü uyum. Yerçekimi barajları herhangi bir nehir vadisi şekline inşa edilebilir.
(3) Göbekteki taşkın deşarjı sorunu kolayca çözülebilir. Yerçekimi barajları taşma yapılarına dönüştürülebilir veya baraj gövdesinin farklı yüksekliklerine drenaj delikleri açılabilir. Genellikle başka bir savak veya drenaj tüneli kurmaya gerek yoktur ve göbek düzeni kompakttır.
(4) İnşaat yönlendirmesi için uygundur. İnşaat süresince baraj gövdesi yönlendirme için kullanılabilir ve genellikle ek yönlendirme tüneli gerekmez.
(5) Kullanışlı yapı.
Yerçekimi barajlarının dezavantajları
(1) Baraj gövdesinin kesit boyutu büyüktür ve çok miktarda malzeme kullanılmıştır.
(2) Baraj gövdesinin gerilimi düşüktür ve malzeme dayanımından tam olarak yararlanılamaz.
(3) Baraj gövdesi ile temel arasındaki geniş temas alanı, baraj tabanında stabilite açısından olumsuz olan yüksek kaldırma basıncına neden olur.
(4) Baraj gövdesinin hacmi büyüktür ve inşaat süresince betonun su tutma ısısı ve sertleşme büzülmesi nedeniyle olumsuz sıcaklık ve büzülme gerilmeleri oluşacaktır. Bu nedenle beton dökülürken sıkı sıcaklık kontrol önlemleri gereklidir.
2. Kemer Barajı
Kemer baraj, ana kayaya sabitlenmiş, akış yukarısına doğru düzlemde dışbükey bir kemer şekli oluşturan, kemer taç profili ise akış yukarısına doğru düşey veya dışbükey bir eğri şekli sunan mekansal bir kabuk yapısıdır.
Kemer barajların çalışma prensibi
Kemer barajın yapısı hem kemer hem de kiriş etkilerine sahip olup, taşıdığı yükün bir kısmı kemerin etkisiyle her iki yakaya doğru sıkıştırılırken, diğer kısmı da düşey kirişlerin etkisiyle barajın tabanındaki temel kayaya iletilir.
Kemer barajların özellikleri
(1) Kararlı özellikler. Kemer barajların kararlılığı, kararlılığı korumak için kendi ağırlığına güvenen yerçekimi barajlarının aksine, esas olarak her iki taraftaki kemer uçlarındaki tepki kuvvetine dayanır. Bu nedenle, kemer barajların baraj sahasının arazisi ve jeolojik koşulları için yüksek gereksinimlerinin yanı sıra temel işlemi için de katı gereksinimleri vardır.
(2) Yapısal özellikler. Kemer barajlar, güçlü aşırı yük kapasitesi ve yüksek güvenlik ile yüksek mertebeden statik olarak belirsiz yapılara aittir. Dış yükler arttığında veya barajın bir kısmı yerel çatlamalar yaşadığında, baraj gövdesinin kemer ve kiriş hareketleri kendilerini ayarlayarak baraj gövdesinde gerilim yeniden dağılımına neden olur. Kemer baraj, hafif ve esnek bir gövdeye sahip genel bir mekansal yapıdır. Mühendislik uygulamaları, sismik direncinin de güçlü olduğunu göstermiştir. Ek olarak, kemer esas olarak eksenel basınç taşıyan bir itme yapısı olduğundan, kemerin içindeki eğilme momenti nispeten küçüktür ve gerilim dağılımı nispeten düzgündür, bu da malzemenin mukavemetini uygulamaya elverişlidir. Ekonomik bir bakış açısından, kemer barajlar çok üstün bir baraj türüdür.
(3) Yük özellikleri. Kemer baraj gövdesi kalıcı genleşme derzlerine sahip değildir ve sıcaklık değişimleri ve temel kaya deformasyonu baraj gövdesinin stresi üzerinde önemli bir etkiye sahiptir. Tasarım yaparken temel kaya deformasyonunu dikkate almak ve sıcaklığı ana yük olarak dahil etmek gerekir.
Kemer barajların ince profili ve karmaşık geometrik şekli nedeniyle, inşaat kalitesi, baraj malzemesinin dayanımı ve sızma önleme gereksinimleri, yerçekimi barajlarına göre daha katıdır.
3. Toprak-kaya barajı
Toprak-kaya barajları, toprak ve taş gibi yerel malzemelerden yapılmış barajları ifade eder ve tarihin en eski baraj türüdür. Toprak-kaya barajları, dünyada en yaygın kullanılan ve hızla gelişen baraj inşaat türüdür.
Toprak kaya barajlarının yaygın olarak uygulanmasının ve geliştirilmesinin nedenleri
(1) Malzemeleri yerel ve yakın çevreden elde etmek, büyük miktarda çimento, odun ve çelik tasarrufu sağlamak ve inşaat sahasındaki dış nakliye hacmini azaltmak mümkündür. Baraj inşa etmek için hemen hemen her türlü toprak ve taş malzemesi kullanılabilir.
(2) Çeşitli arazi, jeolojik ve iklim koşullarına uyum sağlayabilme. Özellikle sert iklimlerde, karmaşık mühendislik jeolojisi koşullarında ve yüksek yoğunluklu deprem bölgelerinde, toprak-kaya barajları aslında uygulanabilir tek baraj türüdür.
(3) Büyük kapasiteli, çok işlevli ve yüksek verimli inşaat makinelerinin geliştirilmesi, toprak-kaya barajlarının sıkıştırma yoğunluğunu artırmış, toprak-kaya barajlarının kesitini küçültmüş, inşaat ilerlemesini hızlandırmış, maliyetleri düşürmüş ve yüksek toprak-kaya baraj inşaatının gelişimini teşvik etmiştir.
(4) Jeoteknik mekanik teorisinin, deneysel yöntemlerin ve hesaplama tekniklerinin gelişmesiyle birlikte analiz ve hesaplama düzeyi iyileştirilmiş, tasarım ilerlemesi hızlandırılmış ve baraj tasarımının emniyeti ve güvenilirliği daha da garanti altına alınmıştır.
(5) Yüksek eğimler, yer altı mühendislik yapıları ve yüksek hızlı su akışı enerjisinin dağıtılması ve toprak kaya barajlarının erozyonunun önlenmesi gibi mühendislik projelerini desteklemek için tasarım ve inşaat teknolojisinin kapsamlı bir şekilde geliştirilmesi de toprak kaya barajlarının inşasının ve tanıtımının hızlandırılmasında önemli bir teşvik edici rol oynamıştır.
4. Kaya dolgu barajı
Kaya dolgu barajı genellikle taş malzemelerin atılması, doldurulması ve yuvarlanması gibi yöntemler kullanılarak inşa edilen bir baraj türünü ifade eder. Kaya dolgusu geçirgen olduğundan, geçirimsiz malzemeler olarak toprak, beton veya asfalt beton gibi malzemeler kullanmak gerekir.
Kaya Dolgulu Barajların Özellikleri
(1) Yapısal özellikler. Sıkıştırılmış kaya dolgusunun yoğunluğu yüksektir, kesme dayanımı yüksektir ve baraj eğimi nispeten dik yapılabilir. Bu, yalnızca barajın dolgu miktarından tasarruf etmekle kalmaz, aynı zamanda baraj tabanının genişliğini de azaltır. Su iletim ve deşarj yapılarının uzunluğu buna uygun şekilde azaltılabilir ve göbeğin düzeni kompakt olup, mühendislik miktarını daha da azaltır.
(2) Yapı özellikleri. Baraj gövdesinin her bir parçasının stres durumuna göre, kaya dolgu gövdesi farklı bölgelere ayrılabilir ve her bölgenin taş malzemeleri ve sıkılığı için farklı gereksinimler karşılanabilir. Göbekteki drenaj yapılarının inşası sırasında kazılan taş malzemeler tam ve makul bir şekilde uygulanabilir ve maliyeti düşürür. Beton kaplı kaya dolgu barajların inşası, yağmur mevsimi ve şiddetli soğuk gibi iklim koşullarından daha az etkilenir ve nispeten dengeli ve normal bir şekilde gerçekleştirilebilir.
(3) İşletme ve bakım özellikleri. Sıkıştırılmış kaya dolgusunun çökme deformasyonu çok küçüktür.
pompa istasyonu
1、 Pompa istasyonu mühendisliğinin temel bileşenleri
Pompa istasyonu projesi, şekilde gösterildiği gibi, esas olarak pompa odaları, boru hatları, su giriş ve çıkış binaları ve trafo merkezlerinden oluşur. Pompa odasına, bir su pompası, iletim cihazı ve güç ünitesinden oluşan bir ünite ve yardımcı ekipman ve elektrik ekipmanı kurulur. Ana su giriş ve çıkış yapıları, su alım ve yönlendirme tesislerinin yanı sıra giriş ve çıkış havuzlarını (veya su kulelerini) içerir.
Pompa istasyonunun boru hatları giriş ve çıkış borularını içerir. Giriş borusu su kaynağını su pompasının girişine bağlarken, çıkış borusu su pompasının çıkışını ve çıkış kenarını bağlayan bir boru hattıdır.
Pompa istasyonu faaliyete geçtikten sonra, su akışı giriş binası ve giriş borusu aracılığıyla su pompasına girebilir. Su pompası tarafından basınçlandırıldıktan sonra, su akışı çıkış havuzuna (veya su kulesine) veya boru hattı şebekesine gönderilecek ve böylece suyun kaldırılması veya taşınması amacına ulaşılacaktır.
2、 Pompa istasyonu göbeğinin düzeni
Pompa istasyonu mühendisliğinin merkez düzeni, çeşitli koşulları ve gereksinimleri kapsamlı bir şekilde ele almak, bina türlerini belirlemek, bunların göreceli konumlarını makul bir şekilde düzenlemek ve bunların karşılıklı ilişkilerini ele almaktır. Merkezin düzeni esas olarak pompa istasyonunun üstlendiği görevlere göre değerlendirilir. Farklı pompa istasyonlarının pompa odaları, giriş ve çıkış boru hatları ve giriş ve çıkış binaları gibi ana işleri için farklı düzenlemeleri olmalıdır.
Menfez ve kontrol kapıları gibi ilgili yardımcı binalar ana proje ile uyumlu olmalıdır. Ayrıca, kapsamlı kullanım gereklilikleri göz önünde bulundurularak, istasyon alanı içinde yol, nakliye ve balık geçişi gereklilikleri varsa, yol köprüleri, gemi kilitleri, balık yolları vb. düzeni ile ana proje arasındaki ilişki dikkate alınmalıdır.
Pompa istasyonlarının üstlendiği farklı görevlere göre pompa istasyonu merkezlerinin yerleşimi genellikle sulama pompa istasyonları, drenaj pompa istasyonları ve drenaj sulama kombinasyon istasyonları gibi birkaç tipik formdan oluşur.
Su kapısı, suyu tutmak ve deşarjı kontrol etmek için kapılar kullanan düşük başlı bir hidrolik yapıdır. Genellikle nehirlerin, kanalların, rezervuarların ve göllerin kıyılarına inşa edilir.
1、 Yaygın olarak kullanılan su kapılarının sınıflandırılması
Su kapılarının üstlendiği görevlere göre sınıflandırma
1. Kontrol kapısı: Taşkınları engellemek, su seviyelerini düzenlemek veya deşarj akışını kontrol etmek için bir nehir veya kanal üzerine inşa edilir. Nehir kanalında bulunan kontrol kapısına nehir blokaj kapısı da denir.
2. Giriş kapısı: Bir nehrin, rezervuarın veya gölün kıyısına su akışını kontrol etmek için inşa edilmiştir. Giriş kapısı, giriş kapısı veya kanal başı kapısı olarak da bilinir.
3. Taşkın yönlendirme kapısı: Genellikle bir nehrin bir tarafına inşa edilir, aşağı akıştaki nehrin güvenli deşarj kapasitesini aşan taşkını taşkın yönlendirme alanına (taşkın depolama veya tutma alanı) veya savaklara boşaltmak için kullanılır. Taşkın yönlendirme kapısı suyun içinden her iki yönde geçer ve taşkından sonra su depolanır ve buradan nehir kanalına boşaltılır.
4. Drenaj kapısı: genellikle iç kesimlerde veya alçak alanlarda ekinlere zarar veren su taşkınlarını gidermek için nehir kıyılarına inşa edilir. Drenaj kapısı ayrıca çift yönlüdür. Nehrin su seviyesi iç göl veya çöküntüden daha yüksek olduğunda, drenaj kapısı esas olarak nehrin tarım arazilerini veya konut binalarını su basmasını önlemek için suyu bloke eder; Nehrin su seviyesi iç göl veya çöküntüden daha düşük olduğunda, drenaj kapısı esas olarak su basması ve drenaj için kullanılır.
5. Gelgit kapısı: deniz ağzına yakın inşa edilir, gelgit sırasında deniz suyunun geri akmasını önlemek için kapatılır; gelgit sırasında suyu boşaltmak için kapıyı açmak, çift yönlü su blokajı özelliğine sahiptir. Gelgit kapıları drenaj kapılarıyla benzerdir, ancak daha sık çalıştırılırlar. Dış denizdeki gelgit, iç nehirdekinden daha yüksek olduğunda, deniz suyunun iç nehre geri akmasını önlemek için kapıyı kapatın; Açık denizdeki gelgit, iç denizdeki nehir suyundan daha düşük olduğunda, suyu boşaltmak için kapıyı açın.
6. Kum boşaltma kapağı (kum tahliye kapağı): Çamurlu nehir akışı üzerine inşa edilen, giriş kapağı, kontrol kapağı veya kanal sisteminin önüne biriken tortuları boşaltmak için kullanılır.
7. Ayrıca buz blokları, yüzen cisimler vb.'nin uzaklaştırılması için buz tahliye kapakları ve pis su kapakları kurulmuştur.
Kapı odasının yapısal formuna göre açık tip, göğüs duvarı tipi ve menfez tipi vb. olarak ayrılabilir.
1. Açık tip: Kapıdan su akış yüzeyi engellenmez ve deşarj kapasitesi büyüktür.
2. Göğüs duvarı tipi: Kapının üstünde, su blokajı sırasında kapıya uygulanan kuvveti azaltabilen ve su blokajının genliğini artırabilen bir göğüs duvarı vardır.
3. Menfez tipi: Kapının önünde basınçlı veya basınçsız tünel gövdesi bulunur ve tünelin üstü dolgu toprağı ile kaplanır. Genellikle küçük su kapıları için kullanılır.
Kapı akışının büyüklüğüne göre büyük, orta ve küçük olmak üzere üç forma ayrılabilir.
1000m3/sn üzeri debiye sahip büyük su kapakları;
100-1000m3/s kapasiteli orta büyüklükte su kapısı;
Kapasitesi 100m3/s'den az olan küçük su bentleri.
2、 Su kapılarının bileşimi
Su kapısı esas olarak üç bölümden oluşur: yukarı akış bağlantı bölümü, kapı odası ve aşağı akış bağlantı bölümü,
Yukarı akış bağlantı bölümü: Yukarı akış bağlantı bölümü, su akışını düzgün bir şekilde kapı odasına yönlendirmek, her iki kıyıyı ve nehir yatağını erozyondan korumak ve oda ile birlikte sızıntıya karşı yeraltı konturu oluşturarak sızıntı altında her iki kıyının ve kapı temelinin sızıntıya karşı stabilitesini sağlamak için kullanılır. Genellikle, yukarı akış kanat duvarları, yataklama, yukarı akış erozyon önleyici oluklar ve her iki tarafta eğim koruması içerir.
Kapı Odası: Su kapısının ana kısmıdır ve görevi su seviyesini ve akışını kontrol etmek, sızıntı ve erozyonu önlemektir.
Kapı bölmesi bölümünün yapısı şunları içerir: kapı, kapı ayağı, yan ayak (sahil duvarı), dip sacı, göğüs duvarı, çalışma köprüsü, trafik köprüsü, vinç vb.
Kapı, kapıdan geçen akışı kontrol etmek için kullanılır; Kapı, kapının alt plakasına yerleştirilir, deliği kaplar ve kapı ayağı tarafından desteklenir. Kapı, bakım kapısı ve servis kapısı olarak ikiye ayrılır.
Çalışma kapağı, normal çalışma esnasında suyun bloke edilmesi ve deşarj akışının kontrol edilmesi amacıyla kullanılır;
Bakım kapısı bakım sırasında geçici su tutulması için kullanılır.
Kapı iskelesi, körfez deliğini ayırmak ve kapıyı, göğüs duvarını, çalışma köprüsünü ve trafik köprüsünü desteklemek için kullanılır.
Kapı ayağı, kapının, göğüs duvarının ve kapı ayağının su tutma kapasitesinin taşıdığı su basıncını alt plakaya iletir;
Göğüs duvarı, suyun tutulmasına yardımcı olmak ve kapının boyutunu büyük ölçüde küçültmek için çalışma kapısının üstüne yerleştirilir.
Göğüs duvarı hareketli tipte de yapılabilir ve büyük sellerle karşılaşıldığında göğüs duvarı açılarak debi arttırılabilir.
Alt plaka, odanın temelidir ve odanın üst yapısının ağırlığını ve yükünü temele iletmek için kullanılır. Yumuşak bir temel üzerine inşa edilen oda, esas olarak alt plaka ile temel arasındaki sürtünme ile stabilize edilir ve alt plaka ayrıca sızıntı önleme ve aşınma önleme işlevlerine sahiptir.
Çalışma köprüleri ve trafik köprüleri, kaldırma ekipmanlarının yerleştirilmesi, kapıların çalıştırılması ve boğazlar arası trafiğin birbirine bağlanması amacıyla kullanılır.
Aşağı akış bağlantı bölümü: Kapıdan geçen su akışının kalan enerjisini ortadan kaldırmak, su akışının kapıdan düzgün bir şekilde yayılmasını sağlamak, akış hızı dağılımını ayarlamak ve akış hızını yavaşlatmak, su kapıdan çıktıktan sonra aşağı akış erozyonunu önlemek için kullanılır.
Genel olarak dinlendirme havuzu, önlük, apron, akış aşağısı aşınma önleyici kanal, akış aşağısı kanat duvarları ve her iki tarafta eğim korumasından oluşur.
Gönderi zamanı: 21-Kas-2023
