Подземная гидроаккумулирующая электростанция

 

Использование: в подземном гидроэнергетическом строительстве. Сущность изобретения: подземная гидроаккумулирующая электростанция содержит машинный зал, выполненный в скальном массиве в виде соосно расположенных верхней 1 и нижней 2 камер, соединенных между собой шахтами 3, диаметр которых равен внутреннему диаметру генераторных стаканов гидроагрегатов 8, размещенных в нижней камере 2 машинного зала. Пол верхней камеры 1 расположен на одном уровне с полами трансформаторного зала 6 и транспортного туннеля 7, крановое оборудование размещено в верхней камере 1 машинного зала, а вспомогательное оборудование расположено в его нижней камере 2. 4 ил.

Настоящее изобретение относится к области гидротехнического строительства, в частности к подземным гидроаккумулирующим станциям.

При строительстве подземных ГАЭС особое внимание обращается на сооружение подземных выработок, располагаемых в скальном массиве на значительной глубине от дневной поверхности (порядка нескольких сот метров и более), в которых размещают оборудование машинных и трансформаторных залов.

В зависимости от геологических условий, геометрических размеров и формы этих выработок материальные затраты на их возведение бывают очень значительны.

Известна подземная ГАЭС Вальдек II(ФРГ), включающая машинный зал овального сечения с гидроагрегатами, вспомогательное и крановое оборудование, трансформаторный зал, подходной транспортный туннель [1] Известна также подземная гидроаккумулирующая элеткростанция, содержащая машинный зал с обратимыми гидроагрегатами, вспомогательное и крановое оборудование, трансформаторный зал и транспортный туннель [2] Данное техническое решение принято за прототип.

Недостатком известных конструкций являются значительные размеры поперечного сечения камеры машинного зала, требующие сложных исследований и специальных дорогостоящих мероприятий при проходке выработки машинного зала и при эксплуатации ГАЭС для обеспечения ее устойчивости и надежности.

Предлагаемое техническое решение по сравнению с известными решениями позволяет сократить размеры и площадь поперечного сечения подземной выработки, повысить ее надежность, уменьшить объем скальной выломки, уменьшить расходы на дорогостоящее крепление выработки, в том числе количество устанавливаемых преднапряженных (ПНА) и обычных анкеров, что в результате ведет к резкому сокращению материальных затрат на строительство ГАЭС.

Достигается это тем, что согласно изобретению машинный зал выполнен в виде двух соосно расположенных одна под другой камер, соединенных между собой шахтами, диаметр которых равен внутреннему диаметру стаканов двигатель-генераторов, при этом обратимые агрегаты и вспомогательное оборудование размещены в нижней камере машинного зала, а крановое оборудование в верней камере, пол которой расположен на одном уровне с полом трансформаторного зала и транспортного туннеля.

На фиг. 1 показана предлагаемая ГАЭС; на фиг. 2 поперечный разрез по машинному залу предлагаемой ГАЭС; на фиг. то же, по скальному целику; на фиг. 4 продольный разрез машинного зала предлагаемой ГАЭС.

Подземная гидроаккумулирующая электростанция содержит машинный зал, выполненный в скальном массиве в виде соосно расположенных между собой шахтами 3. В верхней камере 1 располагается монтажная площадка 4, на которой производится укрупненная сборка узлов агрегата и осуществляется ремонт агрегатов в период эксплуатации. В камере 1 размещается крановое оборудование 5, обслуживающее также и шахты 3. Пол верхней камеры 1 расположен на одном уровне с полами трансформаторного зала 6 и транспортного туннеля 7.

В нижней камере 2 размещают обратимые гидроагрегаты 8, вода от которых отводится через отсасывающие трубы 9 и специальные туннели 10 в нижний бьеф (при турбинном режиме). Шахты 3, соединяющие камеры 1 и 2, имеют диаметр, равный внутреннему диаметру генераторных стаканов 11 гидроагрегатов 8.

В нижней камере 2 размещено также вспомогательное оборудование.

Работа подземной ГАЭС происходит следующим образом.

В турбинном режиме гидроагрегаты 8 вырабатывают электроэнергию, пропуская через себя определенный расход воды под действием напора, образованного разностью уровней воды в верхнем и нижнем водохранилищах. Электрическая энергия от генераторов передается с помощью токопроводов генераторного напряжения 12 в трансформаторный зал 6 и после повышения напряжения передается на распределительное устройство и далее в сеть.

В насосном режиме агрегаты ГАЭС, потребляя электрическую энергию из сети, перекачивают воду из нижнего водохранилища в верхнее, создавая в нем резерв воды, используемый в нужное для хозяйства время, например, в утренние или вечерние пиковые часы графита нагрузки для выработки электроэнергии и обеспечения требуемой мощности с системе.

Предлагаемая конструкция подземной ГАЭС с машинным залом из двух камер, связанных между собой шахтами, позволяет: уменьшить площадь поперечного сечения подземной выработки и общий объем скальной выломки; уменьшить расходы на дорогостоящее крепление выработки, в том числе количество устанавливаемых ПНА; улучшить общую картину напряженно-деформированного состояния вмещающего скального массива, тем самым повысить надежность всего сооружения; создать широкий фронт для монтажа агрегатов с выигрышем времени на строительстве для пуска агрегатов (сокращение сроков строительства ГАЭС); увеличить общую площадь монтажной площадки и создать удобства при эксплуатации; уменьшить длину подъездного транспортного туннеля.

Формула изобретения

Подземная гидроаккумулирующая электростанция, содержащая машинный зал с обратимыми гидроагрегатами, двигатель-генераторы которых размещены в стаканах, вспомогательное и крановое оборудование, трансформаторный зал и транспортный туннель, отличающаяся тем, что машинный зал выполнен в виде двух соосно расположенных одна под другой камер, соединенных между собой шахтами, диаметр которых равен внутреннему диаметру стаканов двигатель-генераторов, при этом обратимые гидроагрегаты и вспомогательное оборудование размещены в нижней камере машинного зала, а крановое оборудование размещено в верхней камере, пол которой расположен на одном уровне с полом трансформаторного зала и транспортного туннеля.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4