Плоский высоконапорный затвор водопропускных сооружений гэс

 

ПЛОСКИЙ ВЫСОКОНАПОРНЫЙ ЗАТВОР ВОДОПРОПУСКНЫХ СООРУЖЕНИЙ ГЭС, содержаший грузонесушие ригели, водонепроницаемую обшивку, уплотнение и механизмы маневрирования затвором, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности за счет многоступенчатой сработки напора ГЭС, затвор снабжен перфорированными экранами - гасителями энергии потока, расположенными между ригелями последовательно один за другим в направлении течении потока, при этом водонепроницаемая обшивка снабжена дополнительным опоем из антифрикционного материала, размещенным за ней с безнапорной стороны и свободно опертой через этот слой на первый по ходу движения потока перфорированный экран, причем уплотнение затвора расположено на водонепроницаемой обшивке, связанной с механизмом маневрирования через направляющий паз. g (Л со со со оо ел

COOS СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

4(5D E 02 В 7/26; Е 02 В 9/06

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А ВТОРСКОМ .Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ ю.

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3642498/29-15 (22) 16.09.83 (46) 07.01.85. Бюл. № I (72) П. P. Хлопенков (53) 627.83 (088.8) (56) 1. Гидротехнические сооружения. Под ред. М. М. Гришина. М., «Высшая школа», 1979, ч. 2, с. 75, рис. 20.9.

2. Там же, с. 70, рис. 20.1 (прототип). (54) (57) ПЛОСКИЙ ВЫСОКОНАПОРНЫЙ ЗАТВОР ВОДОПРОПУСКНЫХ СООРУЖЕНИЙ ГЭС, содержащий грузонесущие ригели, водонепроницаемую обшивку, уплотнение и механизмы маневрирования затвором, отличающийся тем, что, с целью

„,SU,»1133335 А повышения надежности за счет многоступенчатой сработки напора ГЭС, затвор снабжен перфорированными экранами гасителями энергии потока, расположенными между ригелями последовательно один за другим в направлении течения потока, при этом водонепроницаемая обшивка снабжена дополнительным слоем из антифрикционного материала, размещенным за ней с безнапорной стороны и свободно опертой через этот слой на первый по ходу движения потока перфорированный экран, причем уплотнение затвора расположено на водонепроницаемой обшивке, связанной с механизмом маневрирования через направляющий паз.

1!33335

Изобретение относится к гидроэнерп>строительству и может быть использовано в водопропускных сооружениях ГЭС.

Известен затвор, солерж а щи и вод«непроницаемую сегментную часть с опорами и элементами связи напорной части с оно(!)

Недостаток такого затвора связан с йысокой стоимостью опоры и с ограниченностьк> ее груз«несу!цей способности.

Известен также плоский высоконапорный .затвор водопропускных сооружений

ГЭС, содержа щи и грузонесущие ри гели. вод«непроницаемую обшивку, уплотнения и механизмы маневрирования затвором (2).

Однако в зоне затвора потенциальная энергия высоконапорного потока в один прием преобразуется B кинетическуK) эн ргию высокоскоростного потока, выбрасываемого из-под затвора одной компяктн«й струей, заключающей в себе энергнк> в !О-40 млн кВт. Такой поток обладает громялной разрушающей силой, что вы нуждает гилростроителей облицовывать затворное пространство дорогостоящей толстой броней. Разрушающая способность такого потока резк«возрастает еще из-за Образо ванин в затворном пространстве глубок п>

Вли(к образованию кавитационных режим«в. p(<3K« инте нснфицирjlol!LHx разрушение облицовки, пазов н 33TB«pll«i узла B целом. Кром(того, в ня гальн«й сталин затворы удерживают небольшие напоры и поэтому из-за малых скоростей течения потока они должны иметь очень большую пло(цаль рабочей поверхности.

На последую>цих стадиях напоры, а слеловятельно, и скорости резко возрастают, в результате чего лля пропуска того же расчетного паводково(.о расхода требуются нлогцади водопропуcKIII>lx отверстий в трипять раз меньшие. Вследствие этой îcîбен ности с у Ве я ичением! И 311«ра нагp cç<ê! ня затворы резко возрастают и груз«несу(цая способность затвора с? Яновится H(достаточной, что вынуждает ироектир«вщиков устраивать многоярусныс схемы, d стоимость каждого яруса составляет 10-30 млн., руб. При увеличении няноря на затворы большой ширины резко В«ар3«13 размеры нижнего ригеля, что делает гнлравлику течения потока из-ffo3, затвора неудовлетворительной. К недостатка м относится также то, что даже при интенсивном подводе воздуха в зазатворное пространство пазы и облицовка при высоких напорах на затворе быстро разрушаются, чем вызвана необходимость устройства дорогостоящих воздухоподводящих каналов лля снижения вакуума в затворном пространстве.

25 зо

Цель изобретения — повышение надежности за счет многоступенчатой сработки !

Напора не)н>средственно в элементах затБОРЯ.

Указанная цель лостигается тем, что в пл«ском высоконапорном затворе водопропускных сооружений ГЭС, содержащем грузонесу(цие ри гели, Bog«If«f1 ðîí èöàåìó ю обшивку, уплотнение и механизмы маневрирования затвором, затвор снаожен перфорированными экранами — — гасителями энер< гии пот«ка. рас(н>ложенными между ри гелями послел«нательно один за другим в направлении течения потока, при этом волонепр«ницаемая оошивка снабжена до-. полнительным слоем из антифрикционного материала, размещенным 33 ней с безнапорн«й сT«p«lihl и свободно опертой через этот слои lid первыи по ходу течения потока пер форированный экран, причем уплотнение затвора расп«ложено на водонепроницаемой обшивке. связанной с механизмом маневрирования через направляющий паз.

При таком ре!Ненни напор срабатывается и несколько приемов, благодаря чему резко улучшаются режимы работы за счет многокря п!ого снижения скоростей течеНИ Я f1«TOK f1 Б 11РЕ;1Е 1 3 Х За ГВОРЯ И В ЗЯЗЯТВОРн«м пр«стра (сгве, чем !13 порядок снижаетсн сил«в(,(взаимодействие между потоком и конструктивными элементами, а также у "ip311511«òcH з«ны вакуума, а следонятел (н «, li з(>иы кя виз Яции. Водонепроllllli<1(<М

«11И!)(>ется н 1 груз«несущие элементы затВ«ра всей своей рабочей поверхностью, благодаря чему на два порядка уменьшаются величины контактных напряжений на антифрикционной опоре об(нивки, а это возможность лля использования антифрикцнонного материала с существенно меньШИМИ Ко.эффИЦИЕНтаМИ ТРЕНИЯ СКОЛЬЖЕНИЯ, а c;lелоBательш), и возможность для многократного уменьшения грузоподъемности

М(ХЯНИЗМ«В.

1-13 )ертеже изображен затвор, разрез.

Затвор с«держит грузонесущую решетку (.ри гели ), водонепроницаемую обiHkiil1 2, ).н>тнение 3, механизм 4 маневрирования, перфорированные экраны 5 — 8, второй слой 9 водонепроницаемой обшивки из янтифрикционного материала (например, !Bc;le! f1òÿ), дополнительный механизм 10 маневрирования и паз l.

Затв«;) раб«>ает следующим образом.

На нервом этапе строительства ГЭС затвор llpollóñêàåò бытовые расхолы реки при низких напорах, что требует больших сечений водопропускных,отверстий и 30стигается польемом механизмами 4 маневрирования грузонесущей решетки (ригелей) затвора совместно с водонепроницаемой обшивкой, находящейся по отношению

1133335

Составитель Б. Казаков

Редактор Н. Яцола Техред 11. Верес К; рректо; О Вн,гвк

Заказ 9567/27 Тираж 649 lr днн н„, ВНИИПИ Государственного комитет» СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектнаи. Ч к решетке 1 неподвижно. Поток пропускается при низких напорах с небольшими скоростями, а следовательно, и с безопасными режимами течения потока в пределах затвора и в затворном пространстве.

На втором этапе строительства ГЭС напоры постепенно возрастают из-за заполнения водохранилища. В этих режимах грузонесущая решетка 1 частично открыта для пропуска мусора, вовлекаемого в поток при заполнении водохранилища, а регулировка осуществляется перемещением водонепроницаемой обшивки относительно грузонесущей решетки за счет открытия водонепроницаемой обшивки 2, скользящей своей антифрикционной частью

9 по перфорированному экрану 5. Низкие контактные напряжения на антифрикционной поверхности позволяют использовать материалы с уменьшенным коэффициентом трения, благодаря чему грузоподъемность механизмов 10 в два-три раза меньше, чем в известном затворе. При открытии обшивки 2 открывается перфорация экрана-гасителя 5 и вода, предварительно раздробившись на мелкие струи, попадает во внутренние отсеки 12 грузонесущей решетки затвора, в которых благодаря соударению мелких струй осуществляется второй экран гашения энергии потока. Из отсеков

12 вода проходит через следующий перфорированный экран 6, теряет на нем следующую часть энергии за счет дробления на мелкие струи, которые попадают далее в отсеки 13, где вновь соударяются, за счет этого теряют следующую часть своей энергии и при более низких давлениях взаимодействуют со следующим перфорированным экраном 7, фильтруя через его перфорацию и т. д. до истечения из отверстий последней перфорированной преграды экрана 8 на пути течения потока. Таким образом обеспечивается многоступенчатая сработка напора, благодаря чему гашение энергии потока осуществляется при многократно уменьшенных скоростях и избыточном давлении, чем полностью исключается возможность появления кавитации и чем на два-три порядка уменьшаются динамические воздействия на конструктивные элементы затвора. При этом интенсивность гашения энергии потока тем выше, чем мельче отверстия в экранах, поскольку с уменьшением сечений струй возрастает эффект самогашения энергии потока. В результате поток вытекает в зазатворное пространство через отверстия в экране 8 с небольшими скоростями по всему ссчснн1о равномерно, чем также будет снято вихревое течение, а в сумме благодаря этим двум эффектам устраняется потреб.ность в подводе воздуха в зазатворное пространство, что в свою очередь дает два выигрыша — устранение воздухоподводящих шахт и снижение сечения отводящего туннеля из-за отсутствия воздуха в отво25 лимом от затворов потоке.

Степень затенения экранов 5 --8 определяется соотношением напоров строительного и 31

Низ обшивки 2, обращенный к экрану 5, выполнен из режущего материала.

Основной экономический эффект по срав.нению с базовым объектом-затворами Нурекской ГЭС, связан с сокращением на

35 два числа ярусов стоимостью в 25 млн. руб. и сокращением за счет этого срока строительства на два года.