Водоприемник гидроэлектростанции

 

Использование: водоприемники гидроэлектростанций , обеспечивающие забор поверхностных слоев воды. Сущность изобретения: при понижении уровня воды в водохранилище поплавок опускается одновременно с гибкой связью. За счет удлинения гибкой связи и увеличения ее массы со стороны шторы усилие, передаваемое гибкой связью на опорную балку, увеличивается , Происходит перекатывание опорной балки вследствие выполнения ее нижней поверхности криволинейной, чем обеспечивается самоуравновешивание системы. Поплавок при этом погружается в воду до уровня, обеспечивающего стабильное состояние системы, противовес поднимается. При повышении уровня воды стабильное состояние системы осуществляется перекатыванием опорной балки с подъемом поплавка и опусканием противовеса. 4 ил. (Л С

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 Е 02 В 9!04

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ CCCP) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ. СВИДЕТЕЛЬСТ8У

k (21) 4919214/15 . (22) 25,01.91 (46) 28.02.93, Бюл. t4 8 (71) Ленинградское отделение Всесоюзного проектно-изыскательского и научно-исследовательского института "Гидропроект" им.С.Я. Жука (72) Ю,И.Евстратов, B.Â.Áû÷êîâ, Ю.Ф.Екимов, B.M.Áîÿðcêèé и B,Ä,Hosoæåíèí (56) Авторское свидетельство СССР

М 1117375, кл. Е 02 В 9/04, 1983.

Чертеж Ленгидропроекта Я 1279 20-4

"бурейская ГЭС на р.Бурее", 1990 г. (54) ВОДОПРИЕМНИК ГИДРОЭЛЕКТРОСТАНЦИИИ (57) Использование: водоприемники гидроэлектростайций; обеспечивающие забор поИзобретение относится к гидротехническому строительству, в частностй к конструкциям селективных водозаборов водоприемников турбинных водоводов гидроэлектростанций (ГЭС).

Целью изобретения является снижение материалоемкости, повышение надежности и упрощение эксплуатации водозабора.

На фиг.1 изображен поперечный разрез на оси водозабора; на фиг,2 — план водозабора; на фиг.З- узел I на фиг,1, представляющий собой конструкцию опорной балки; на фиг.4- работа опорной балки в процессе работы устройства.

Селективный водозабор водоприемни.ка турбинного водовода 1 гидроэлектро,,5U, „1798428 А1 верхностных слоев воды, Сущность изобретения: при понижении уровня воды в водохранилище поплавок опускается одновременно с гибкой связью. 3а счет удлинения гибкой связи и увеличения ее массы со стороны шторы усилие, передаваемое гибкой связью на опорную балку, увеличивается, Происходит перекатывание опорной балки вследствие выполнения ее нижней поверхности криволинейной, чем обеспечивается самоуравновешивание системы. Поплавок при этом погружается в воду до уровня, обеспечивающего стабильное состояние системы, противовес поднимается, При повышении уровня воды стабильное состояние системы осуществляется перекатыванием опорной балки с подъемом поплавка и опусканием противовеса. 4 ил.

О станции включает затвор 2, секциойную QQ штору 3 с водонепроницаемой обшивкой в Дь, нижней части и сороудерживающей решеткой в верхней части, которая уравнове- Ор шена посредством поплавкового устройства 4 и груза — противовеса 5, соединенного со шторой гибкой связью 6, сопряженной через систему блоков 7 с опорной балкой 8, размещенной на верхней горизонтальной поверхности рамной конструкции 9, имеющей водопропускные отверстия 10. Опорная балка выполнена в виде балайсирного сегмента, нижняя поверхность 11 которого выполнена криволинейной и orирается на закладную опорную плиту 12, заложенную в бетон на

1798428 верхней поверхности рамной конструкции

Устройство работает следующим образом.

При неизменном уровне воды в водохранилище система находится в равновесии, ста.. бильность которого поддерживается поплавком 4, расположенным в верхней части шторы 3.

При понижении уровня водохранилища поплавок 4 зависает, в результате чего усилие, передаваемое гибкой связью 6 на опорную балку 8, увеличивается. Происходит перекатывание опорной балки 8, что приводит к опусканию шторы 3 с.поплавком 4 и подъему противовеса 5. Поплавок 4 при этом разгружается в воду до уровня, обеспечивающего стабильное состояние системы, противовес 5 поднимается.

При повышении уровня воды в водохранилище разгружается плечо опорной балки

8 со стороны шторы 1, т.к. увеличивается выталкивающая сила, действующая на поплавок 4. Происходит самоуравновешивание системы в результате перекатывания опорной балки 8, подъема шторы 3 и опускания противовеса 5.

Теоретически работу устройства можно описать с помощью чертежа, изображенного на фиг,4.

Здесь приняты следующие обозначения:

Ршт- усилие, передаваемое от селективной шторы на рычаг опорной балки;

Pnp — усилие, передаваемое от противовеса на рычаг опорной балки, L — расстояние между ()-ками лрило>ке ния сил Ршт и Рпр ! шт, !шт + Л вЂ” плечо усилия Ршт относительно точки опоры рычага в зависимости от изменения Ршт, Л Ршт — увеличение усилия Рш, связанное с удлинением гибкой связи;

4Pnp —. уменьшение усилия Рпр, связанное с укорочением гибкой связи;

Л вЂ” изменение плеча усилия; () А — тачка опоры балки с поверхностью плиты в исходном состоянии системы; () В и () С вЂ” то же, лри увеличении и . уменьшении силы соответственно.

Здесь сплошной линией показана опорная балка с криволинейной нижней поверхностью в момент, когда силы Ршт (от массы шторы) и Рпр (от массы груза — противовеса) уравновешены, а пунктирной линией— опорная балка в момент, когда штора опу стилась и к ее массе добавилась масса удлиненного отрезка гибкой связи, Ввиду того. что нижняя поверхность опорной балки выполнена криволинейной, то при наклоне ее силой опорная балка перекатывается нижней криволйнейной поверхностью по опорной плите.

При этом точка опоры балки с поверхностью плиты 12 перемещается из положения

А в положение В, а плечо сил со стороны шторы уменьшается, на величину, а со сто10 роны противовеса увеличивается на такую же величину. Аналогичное явление происходит при удлинении гибкой связи со стороны противовеса. В результате автоматически устанавливается равновесие, отвечающее одному из трех нижеследующих уравнений, 15

Ршт !шт = Pnp (!=!шт) (1) Э (Ршт+ ЛРшт)(!шт Л!)=Pnp(!:(!шт Л!) (2) Э (Р - ЛРшт)(!ш + Л!)=Рnp (!=(! + Л!)) (3) 20 и штора или противовес не могут самопроизвольно "провалиться" под воздействием

25 избыточной силы от массы удлиняющейся гибкой связи с той или с другой стороны.

Постоянное превышение массы шторы над массой противовеса, обеспечивающее стабильное ее опускание или подъем при

30 колебании уровня водохранилища, компенсируется выталкивающей силой, действующей на поплавок, представляющий собой пустотелую конструкцию ограниченной емко.сти.

Использование предлагаемого технического решения обеспечивает следующие технико-экономическое преимущества по сравнению с прототипом: повышается селективность водозабора за счет обеспе40 чения автоматического самоуравновешивания системы в результата перекатывания опорной балки по закладной опорной плите при колебаниях воды в водохранилище; уменьшается материалоемкость, повышает45 ся надежность и упрощается эксплуатация водозабора, т.к. устраняется необходимость в использований каких-либо подъемных устройств и существенно уменьшается масса противовеса.

Указанные .преимущества особенно ощутимы при использовании заявляемого решения на Минской ГЗС, где предъявляется жесткое требование по соблюдению экологических условий в заповедных районах, 55 расположенных в нижнем бъефе ГЭС.

По данным исследований ВНИИГ им,Б.Е.Веденеева понижение в осенне-зимнее время температуры воды в нижнем бъефе гидроэлектростанции на 1ОС сокращает

1798428 длину незамерзающей поверхности воды на 50 км.

В связи с тем, что температура воды.в водохранилище на уровне глубинного водо-забора постоянна и составляет+4ОС, а темпе- 5 ратура воды на поверхности водохранилища гораздо ниже, то использование технического решения по предполагаемому изобретению позволяет значительно понизить температуру воды, сбрасываемой в нижний 10 бьеф, обеспечивая тем самым более благоприятную льдотермическую обстановку в нижнем бьефе..

Предложение не создает прямого экономического эффекта, поэтому расчет тех- 15 нико-экономической эффективности не приводится.

Формула изобретения

Водоприемник гидроэлектростанции, включающий секционную штору с водонепроницаемой обшивкой в нижней части и сороудерживающей решеткой в верхней части, уравновешенную посредством груза, соединенного со шторой гибкой связью, перекинутой через опорную балку, на блоки которой опирается гибкая. связь, причем опорная балка установлена на верхней горизонтальной поверхности рамной конст-. рукции водоприемника, отличающийся тем, что, с целью снижения материалоемкости и повышения эффективности работы, опорная балка выполнена в виде балансирного сегмента с криволинейной нижней поверхностью.

1798428

1798428

Составитель Ю. Евстратов .

Редактор Л. Павлова Техред M. Моргентал Корректор А. Козориз

Заказ 755 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 415

Проиееодстеенно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101