Водоприемник гидротехнического сооружения

 

1. ВОДОПРИЕМНИК ГИДРОТЕХНИ ЧЕСКОГО СООРУЖЕНИЯ, включающий забральную стенку, сороудерживающую решетку, затворы и входной оголовок напорного водовода, отличающийся тем, что, с целью уменьшения потерь напора в водоприемнике на различных режимах его работы путем изменения геометрии стенок входного оголовка напорного водовода, он снабжен эластичными оболочками, плоскими рамами и силовыми элементами с управляемыми регулирующими устройствами для изменения длины силовых элементов, верхняя и нижняя грани входного оголовка выполнены плоскими, причем к верхней и нижней граням оголовка прикреплены рамы и эластичные оболочки с образованием полостей между гранями и оболочками, а силовые элементы размещены в этих полостях и соединены своими концами с рамами и оболочками . 2.Водоприемник по п. 1, отличающийся тем, что верхняя рама установлена на шарнире с возможностью регулирования угла ее наклона к горизонту. 3.Водоприемник по п. 1, отличающийся тем, что пространство между гранями и обо® лочками заполнено жидкостью. 4. Водоприемник по пп. 1 и 2, отличаю (Л щийся тем, что эластичные оболочки разделены на отдельные герметичные отсеки, запа/1ненные воздухом, каждый из которых соединен с системой регулирования давления воздуха. ел сд О5 О5 СД

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК ф(59 Е 02 В 904

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPGH0MY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

bMk 11ЯО Я Я

pBb — м

Фиг 1

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3671768/29-15 (22) 13. 12.83 (46) 15.05.85. Бюл. № 18 (72) Ю. С. Васильев, А. Б. Коновалов, В. А. Кукушкин, С. Н. Хлебников и М. И. Бальзанников (71) Ленинградский ордена Ленина политехнический институт им. М. И. Калинина (53) 627.83 (088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР № 666243, кл. Е 02 В 9/04, 1977.

2. Авторское свидетельство СССР № 866040, кл. Е 02 В 9/04, 1979. (54) (57) 1. ВОДОПРИЕМНИК ГИДРОТЕХНИЧЕСКОГО СООРУЖЕНИЯ, включающий забральную стенку, сороудерживающую решетку, затворы и входной оголовок напорного водовода, отличающийся тем, что, с целью уменьшения потерь напора в водоприемнике на различных режимах его работы путем изменения геометрии стенок входного оголовка напорного водовода, он снабжен эластичными оболочками, плоскими

„SU„„1155665 А рамами и силовыми элементами с управляемыми регулирующими устройствами для изменения длины силовых элементов, верхняя и нижняя грани входного оголовка выполнены плоскими, причем к верхней и нижней граням оголовка прикреплены рамы и эластичные оболочки с образованием полостеи между гранями и оболочками, а силовые элементы размещены в этих полостях и соединены своими концами с рамами и оболочками.

2. Водоприемник по п, 1, отличающийся тем, что верхняя рама установлена на шарнире с возможностью регулирования угла ее наклона к горизонту.

3. Водоприемник по п. 1, отличающийся тем, что пространство между гранями и оболочками заполнено жидкостью.

4. Водоприемник по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что эластичные оболочки разделены на отдельные герметичные отсеки, заполненные воздухом, каждый из которых соединен с системой регулирования давления воздуха.

1155665

Изобретение относится к гидротехническому строительству, в частности к водоприемным сооружениям гидроэлектростанций, гидроаккумулирующих электростанций и водосбросам плотин.

Известен водоприемник из водоемов с переменным уровнем, включающий пролетное строение с забральной балкой и,сороудерживающей решеткой (1) .

Недостаток этой конструкции заключается в значительных потерях напора в водоприеМнике в связи с тем, что меняется только положение забральной балки без изменения очертаний входной части водоприемника.

Известен также водоприемник гидроэлектростанции, включающий забральную стенку, сороудерживаюшую решетку, затворы и входной оголовок напорного водовода (2) .

Недостатком е-о являются существенные потери напора в водоприемнике, так как не меняется очертание входной части в зависимости от уровня верхнего бьефа, направления движения воды (в случае ГАЭС) и расхода.

Цель изобретения — уменьшение потерь напора в водоприемнике на различных режимах его работы путем изменения геометрии стенок входного оголовка напорного водовода.

Поставленная цель достигается тем, что водоприемник гидротехнического сооружения, включающий забральную стенку, сороудерживающую решетку, затворы и входной оголовок напорного водовода, снабжен эластичными оболочками, плоскими рамами и силовыми элементами с управляемыми регулирующими устройствами для изменения длины силовых элементов, верхняя и нижняя грани входного оголовка выполнены плоскими, причем к верхней и нижней rраням оголовка прикреплены рамы и эластичные оболочки с образованием полостей между гранями и оболочками, а силовые элементы размещены в этих полостях и соединены своими концами с рамами и оболочками.

Верхняя рама установлена на шарнире с возможностью регулирования угла ее наклона к горизонту.

Кроме того, пространство между гранями и оболочками может быть заполнено жидкостью.

Эластичные оболочки могут быть разделены на отдсльн::lQ герметичные отсеки, заполненные воздухом, каждый из которых соединен с системой регулирования давления воздуха.

На фиг. 1 представлено устройство, продольный разрез; на фиг. 2 — верхняя грань оголовка напорного водовода, разрез; на фиг. 3 — нижняя грань оголовка, разрез; на фиг. 4 — регулирующий клапан, разрез.

Водоприемник гидротехнического сооружения включает разделительный бычок 1, 50

30 С

45 забральную стенку 2, козырек 3, паз ремонтного затвора 4, сороудерживающую решетку

5, паз аварийного затвора 6, напорный водовод 7. Эластичные оболочки 8, образующие верхнюю и низовую грани входного напорного водовода, опираются посредством силовых элементов 9 на верхнюю 10 и нижнюю 11 упорные рамы 1 с помощью шарниров 12. Устройство 13, осуществляющее передвижение и изменение длины силового элемента 14, соединено с помощью шарнира 15 с верхним концом верхней упорной рамы 10, а нижний конец верхней упорной рамы закреплен в шарнире 16. Нижняя упорная рама !1 жестко прикреплена к основанию водоприемника.

Силовые элементы 9 эластичных оболочек 8 соединены с регуляторами 17 и 18 посредством коммуникаций 19 и 20.

В зависимости от уровней воды в водоеме и пропускаемого расхода необходимое очертание верхней и низовой граней входа в напорный водовод обеспечивается путем изменения длины силовых элементов 9, связанных с эластичными оболочками 8. Верхняя упорная рама 10 в зависимости от уровня воды в водоеме изменяет угол своего наклона, поворачиваясь в шарнире 16, посредством регулирующего устройства 13, осуществляющего перемещение (или поворот) и изменение длины силового элемента 14.

Изменение длины силовых элементов 9 и !4 возможно по принципу работы гидроподъемников или механическим путем.

Изменение длины силовых элементов 9 и 14 и поворот верхней рамы 10 осуществляется регулирующими устройствами 13 и 17 по специально заданной программе, которая составляется на основе расчетов оптимального очертания входного отверстия в зависимости от уровня воды в водоеме и пропускаемого расхода. Количество силовых элементов 9, размещаемых на верхней и нижней упорных рамах, определяется в зависимости от материала оболочки к ее жесткости, размеров входного отверстия напорного водовода, его заглубления и т. и.

С целью уменьшения нагрузки на эластичные оболочки 8, силовые элементы 9 и упорные рамы 10 и 11 возможно за .îëíåíèå водой или другой жидкой средой (маслом) пространства между эластичными оболочками 8 и упорными рамами 10 и 11.

Конструкция верхней и нижней грани оголовка напорного водовода с эластичным и оболочками без силовых элементов представлена на фиг. 2 и 3.

Бетонная часть 21 оголовка выполнена простейшей геометрической конфигурации.

Оболочки 8 разделены перегородками 22 на отдельные герметичные отсеки 23, заполненные сжатым воздухом. Каждый отсек соединен воздуховодом 24 с системой регулирования давления, состоящей из регули1155665

Фиг. 2 рующего клапана 25 и распределителя 26 высокого давления.

Регулирующий клапан 25 (см. фиг. 4) состоит из золотника 27, перемещающегося в цилиндре 28. В нейтральном положении золотник 27 перекрывает .воздуховод 29 распределителя 26 высокого давления и патрубок 30, сообщающийся с атмосферным воздухом. При перемещении золотника 27 вправо воздух под давлением из распределителя 26 высокого давления через воздуховоды

29 и 24 поступает в отсек 23 и увеличивает его объем. При перемещении золотника 27 влево воздуховод 29 распределителя 26 высокого давления остается перекрытым, а воздух из отсека 23 через воздуховод 24 и патрубок 30 выходит в атмосферу. Объем отсека при этом уменьшается. Отсеки могут ограничиваться бетонной частью (см. фиг. 3) или рамой с обшивкой 31 (см. фиг. 2).

При работе гидроаккумулирующей электростанции в турбинном режиме очертание оголовка водовода с помощью системы регулирования давления устанавливается таким, как показано на фиг. 2 и 3 сплошными линиями, т. е. с углом раструбности, равным 40 — 60, так как при этом конфузорность оголовка имеет наименьшие потери напора. Перед включением электростанции в насосном режиме очертание оголовка изменяют системой регулирования давления в сторону уменьшения раструбности, так как при этом потери напора диффузорного участка уменьшаются, и устанавливают угол раструбности равным 6 — 8, как показано пунктирной линией 32 на фиг. 2 и 3. Возможны и промежуточные положения.

Таким образом, применение предлагаемого водоприемника гидротехнического сооружения позволит устанавливать оптимальное очертание, характеризующееся наименьшими потерями напора, при работе гидротехнического сооружения в разных режимах, с различной величиной расхода и разными уровнями воды в водохранилище. Это приведет к исключению водоворотных зон, вызывающих потери напора, и улучшит кавитационные свойства водопрнемншка.

Положительный эффект от использования изобретения заключается в снижении потерь напора в водоприемнике гидроаккумулирующей электростанции в турбинном режиме до 5 /o, в насосном — до 4,5 /р.

Ожидаемый экономический эффект от внедрения предлагаемого устройства на одной гидроаккумулирующей электростанции составит более 68 тыс. руб. в год.

1155665

Составитель Г. Орехов

Редактор Л. Веселовская Техред И. Верес Корректор Л. Пилипенко

За каз 3058/26 Тираж 649 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4