Способ пропуска воды через плотину из водохранилища в нижний бьеф

 

Использование: в гидротехничесч ком строительстве, в частности в модернизации плотин и гидроэлектростанций Сущность изобретения: для сохранения в реке ихтиофауны и повышения долговечности водовода за счет предотвращения кавитационной эрозии элементов его внутренней поверхности проводят измерение общего воздухосодержания воды на разных глубинах водохранилища и выбирают оптимальную глубину водозабора по максимальному значению общего воздухосодержания воды, 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СО ЦИАЛ И СТИЧ Е С К ИХ

РЕСПУБЛИК (g()g F 0? В 9/04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) (21) 4775934/15 (22) 02.01.90 (46) 30.11.92, Бюл. и 44 (71):Нау Ао"производственное об.ьединение по исследованию и проектированию энергетического оборулования им. И.И. Ползунова (72) Р.Х. Минасян, Б,А. Беркман, В.С, Алексеев и В.А. Цибин (56) Авторское свидетельство СССР

1188236, кл. Е 02 В 9/04, 1984.

Изобретение относится к области гидротехники и может быть использова" но при проектировании сооружений и модернизации плотин гидротехнических сооружений и гидроэлектростанций.

Известен способ пропуска воды че" рез плотину гидротехнического сооруже» ния, включающий забор воды из верхнего бьефа и подачу ее по водоводу в ниж" ний бьеф водохранилища. В случае ес" ли плотина используется на. гидроэлектростанции, вода из водовода подается на лопасти гидротурбины, а затем в нижний бьеф водохранилища. Забор воды осуществляется через водозаборное от" верстие водовода, расположенное на оп» ределенной отметке плотины.

При таком способе пропуска воды в зависимости от степени наполнения водохранилища и от уровня его верхнего

„„SU „„1778228 А1 (54) СПОСОБ ПРОПУСКА ВОДЫ ЕРЕ8 l1fl0"

ТИНУ ИЗ ВОДОХРАНИЛИЩ}А В НИЖНИЙ БЬЕФ (57) Исаппьзование: в гидротехничес.с ком строительстве, в частности в мо" дернизации плотин и гидроэлектростанций. Сущность изобретения: для сохранения в реке ихтиофауны и повышения долговечности водовода за счет предот" вращения кавитационной эрозии элемен" тов его внутренней поверхности проводят измерение общего воздухосодержа" ния воды на разных глубинах водохрани" лища и выбирают оптимальную глубину водозабора. по максимальному значению общего воздухосодержания воды. 2 ил. бьефа забор воды производится с разных глубин водохранилища верхнего . бьефа, общее воздухосодержание в кото-, рых различно. В частности, при высо" ком уровне верхнего бьефа забор воды производится из глубинных слоев верх" 4 него бьефа, имеющих пониженное возду" СО . хосодержание. Это, как известно из те" Ы ории кавитации, приводит к повышенно" ) . му кавитационному разрушению обтекае- QO мой поверхности водовода, а также ло" пастей и деталей проточной части, ус" тановленной в водоводе гидротурбин.

: Кроме того, низкое содержание воздуха в .забираемой из верхнего бьефа воды приводит к столь же низкому воздухо" содержанию воды в нижнем бьефе гидро" технического сооружения, что наносит большой ущерб ихтиофауне реки.

177о22В

Известен также способ пропуска воды через плотину из верхнего бьефа в нижний при котором с целью сохранения микроклимата и температурного режима воды, а также сохранения ихтиофауны в нижнем бьефе гидросооружения, вна" чале замеряют температуру на разных глубинах водохранилища, а затем осуще" ствляют. селективный водозабор со стра" 0 го определенной глубины, имеющей апти" мальную величину. Однако в этом спасо" бе не производится оптимизация общего воздухосодержания воды и, поэтому наб" людается повышенная кавитационная эро"15 эия элементов внутренней поверхности водовода и установлено в нем гидро" турбинного оборудовайия, а также не". достаточное снабжение кислородом их" тиофауны„ 20

Целью изобретения является сохра" нение ихтиофауны в реке, а также умень-" шение кавитационной эрозии элементов внутренней поверхности водовода и установленного в нем гидротехнического оборудования.

Поставленная цель достигается тем, что в способе пропуска воды через платину гидротехнического сооружения иэ верхнего в нижний бьеф, включающем g0 забор воды из верхнего бьефа и подачу ее по водоводу, производят измерения общего воздухосодержания воды на раэ" ных глубинах водохранилища, определяют

его оптимальную глубину, соответству" ющую максимальному значению общего воздухосодержания воды, после чего осуществляют забор воды с оптимальной глубины водохранилища.

По сравнению с известными способа" ми пропуска воды через плотину в пред" лагаемом способе предварительно находят оптимальную глубину водохранили" ща, соответствующую максимальному зна" чению общего воэдухосодержания воды, после чего осуществляют забор воды с оптимальной глубины водохранилища. Та" ким образом, предложенный способ и устройства для его осуществления .являются новым и- соответствующими кри" терию "существенные отличия".

Сущность изобретения поясняется

Фигурами 1 и 2„

На фиг. 1 сплошной линией приведен, характерный вид зависимости общего воздухосодержания воды (06) от глубины 5 водохранилища (х), полученный на водо» хранилище Красноярской ГЭС при помощи прибора Ван-Слайка. Из графика видно, на поверхности водохранилища общее воздухосодержание воды равно 2,09р по мере увеличения глубины общее воздуха" содержание увеличивается и на глубине

9,5 м достигает максимального эначе" ния;равного 4,54, по мере дальнейшего.

"увеличения глубины общее воздухосо" держание воды уменьшается. На Фиг. 1 пунктирной линией построен график зависимости относительной величины кавитационной эрозии (?) алюминиевых образцов от глубины. забора воды иэ верхнего бьефа водохранилища (х). Мини" мальное значение кавитационной эрозии. соответствует глубине забора воды,равно" 9,5 м. Таким образом, для водохра" нилища Красноярской ГЭС оптимальная глубина водохранилища на момент испытаний равнялась 9,5 м, Следовательно, водозабор для Красноярской ГЭС целе" сообразно осуществить с оптимальной. глубины, равной 9,5 м, в то время как реально при максимальном наполнении водохранилища водозабор осуществляет" ся с глубины 35 м.

Из кривых на фиг. 1 также видно, что в диапазоне изменения глубины водохранилища от 5 до 14 м общее возду". хосодержание воды М и относительная кавитационная эрозия 7. изменяются не более чем на 7 от их экстремальных значений. Таким образом, оптимальное значение глубины забора воды иэ водо-, хранилища может. быть принято в диапазоне Х = (5-14) м.

Можно предположить, что аналогич" ная зависимость распределения общего воздухосодержания воды по глубине име-. ет. место и на других крупных водохра" нилищах.

На Фиг. 2 представлено устройство, позволяющее осуществить предлагаемый способ пропуска воды через плотину гидротехнического сооружения. Устрой" ство содержит плотину 1, водовод 2, воздухозаборные отверстия 3, гидрозатворы 4, верхний бьеф 5, нижний бьеф 6.

При. работе гидротехнического со" оружения в верхнем бьефе 5 устанавливается уровень верхнего бьефа УВБ, а в нижнем бьефе 6 - уровень нижнего бьефа УНБ. Эти уровни являются переменными, зависящими от многих Факто" ров, например, от степени наполнения водохранилища, от потребностей воды на орошение полей, от нагрузки гидроагрегатов и т.п. Вода из верхнего

177822

5 бьеФа 5 через водозаборные отверстия

3 и через водовод 2 подается в нижний бьеФ 6. Замеряют общее воздухосодержание воды на разных глубинах водохранилища Х, отсчитываемых от

УВБ, и строят зависимость воздухосо" держания от глубины, представленную на фиг. 1. В зависимости от получен" ной из граФика Фиг. 1 величины оптимальной глубины X „, соответствующей максимальному значению общего воэду" хосодержания воды, оставляют откры" тым тот иэ гидрозатворов 4, который соответствует глубине Х, . На Фиг.2 -15 это гидрозатвор 4, установленный в . среднем по высоте плотины водозабор" ном отверстии 3. Остальные гидрозат" воры должны быть закрыты (на Фиг. 2 " верхний и нижний). В результате это" ®0 го по водоводу 2 в нижний бьеФ 6 пода ется вода, имеющая максимальное общее воздухосодержание, что сохраняет в реке ихтиофауну и уменьшает кавита" ционные разрушения обтекаемой поверхности водовода 2, а также установлен" ного в нем гидротехнического оборудования гидростанций.

Технико"экономическая зфФектив" . ность предлагаемого способа определя" З0 ется сохранением в реке ихтиоФауны и уменьшением кавитационного разруше ния обтекаемой поверхности водовода, а также установленного в нем гидро" технического оборудования гидростанции.

Предлагаемый способ может быть при" менен как на проектируемых, так и на действующих гидротехнических сооружениях..

Формула и зоб ретения

Способ пропуска воды через плотину из водохранилища в нижний бьеФ, при котором предварительно измеряют Физические параметры воды на разных глубинах водохранилища, осуществляют се" лективный водозабор с глубины, соот" ветствующей оптимальному значвиию иэ" меренных Физических параметров, и подают воду по водоводу в нижний бьеФ, отличающийся тем, что, с . целью сохранения B реке ихтиоФауны и повышения долговечности водовода пу" тем предотвращения кавитационной эрозии элементов его внутренней поверхности, измеряют общее воздухосодержа" ние воды. на разных глубинах водохранилища и выбирают. оптимальную глубину водозабора по максимальному значению общего воздухосодержания воды.

1778 г8

Составитель Б, Беркман

Техред М, Иоргентал Корректор А.Козориз

Редактор мее

Заказ 4167 Тираж Поаписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, )1(-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r.Óæãîðîä, ул. Гагарина, 101