ПРОЕКТИРОВАНИЕ ПАТОМСКОГО ГИДРОУЗЛА НА РЕКЕ БОЛЬШОЙ ПАТОМ. СТАРЕНИЕ БЕТОННЫХ ПЛОТИН
|
Сокращенный паспорт Патомского гидроузла 6
Введение 8
1 Сведения о районе строительства 9
1.1 Общая характеристика района строительства 9
2 Водноэнергетические расчеты 10
2.1 Регулирование стока 10
2.1.1 Выбор расчетного средневодного и маловодного года 10
2.1.2 Приведение и корректировка расходов заданной обеспеченности 14
2.2 Выбор установленной мощности на основе водноэнергетических расчетов 16
2.2.1 Расчет режимов работы ГЭС без регулирования с учетом требований
водохозяйственной системы 16
2.2.2. Водноэнергетические расчеты режима работы ГЭС в маловодном и средневодном году 19
2.2.3 Построение суточных графиков нагрузки энергосистемы 22
2.2.4 Построение годовых графиков нагрузки энергосистемы 24
2.2.5 Режимное поле турбины с учетом всех ограничений 26
2.2.6 Определение установленной мощности ГЭС и планирование капитальных
ремонтов 28
3. Основное и вспомогательное оборудование 30
3.1 Выбор гидротурбин по главным универсальным характеристика 30
3.1.2 Определение заглубления рабочего колеса гидротурбины для обеспечения
ее бескавитационной работы 33
3.2 Расчет и построение металлической спиральной камеры 35
3.2.1 Расчет эллиптических сечений 35
3.2.2 Расчет отсасывающей трубы 39
3.3 Разработка схемы установки 43
3.3.1 Выбор типа гидрогенератора 43
3.3.2 Выбор маслонапорной установки 44
3.3.3 Выбор электрогидравлического регулятора 44
3.3.4 Расчет вала на прочность 44
3.3.5 Определение основных параметров машинного зала 45
4. Компоновка и сооружения гидроузла 46
4.1 Определение ширины водосливного фронта 46
4.1.2 Определение отметки гребня водослива 47
4.1.3 Проверка на пропуск поверочного расхода 49
4.1.4 Расчет сопряжения бьефов 50
4.1.5 Расчет гасителя энергии с помощью отброса струи 52
4.1.6 Построение профиля водосливной грани 54
4.2 Конструирование плотины 55
4.2.1 Определение ширины подошвы плотины 56
4.3 Конструктивные элементы подземного контура 56
4.3.1 Конструирование цементационной завесы 56
4.4 Определение основных нагрузок на плотину 57
4.4.1 Вес сооружения и механизмов 57
4.4.2 Сила гидростатического давления воды 59
4.4.3 Равнодействующая взвешенного давления 61
4.4.4 Сила фильтрационного давления 62
4.4.5 Давление грунта 62
4.4.4 Волновое давление 63
4.5 Статические расчеты 64
4.5.1 Оценка прочности плотины 64
4.6 Критерии прочности плотины 68
5. Организация строительства 71
5.1 Гидрологические данные и описание гидроузла 71
5.2 Компоновка гидроузла и состав сооружений 72
5.3 Первый этап 73
5.3.1 Расчет перемычек первой очереди с учетом пропуска строительных
расходов через стесненное русло 73
5.3.2 Определяем тип и конструкцию перемычек 74
5.3.3 Осушение котлована 1-й очереди 76
5.3.4 Разработка котлована под водосливную плотину 77
5.3.5 Бетонные работы на 1 этапе 78
5.3.6 Расчет пропуска расчетного строительного расхода 78
через глубинные отверстия на втором этапе 78
5.4 Второй этап 79
5.4.1 Возведение перемычек второй очереди 80
5.4.2 Осушение котлована 2-й очереди 80
5.4.3 Разработка котлована под станционную часть плотины 80
5.4.4 Бетонные работы в нижней части станционной плотины и глухих секций 81
5.5 Третий этап 81
5.5.1 Разработка котлованов под береговые участки плотины 81
5.5.2 Бетонные работы по всему напорному фронту отметки 240:270 82
5.6 Четвертый этап 82
5.6.1 Бетонные работы по всему напорному фронту 270 : 300 82
5.7.1 Бетонные работы по всему напорному фронту 300:330 83
6 Объёмы производства электроэнергии и расходы в период эксплуатации 86
6.1 Оценка объёмов реализации электроэнергии 86
6.2 Текущие расходы по гидроузлу 86
6.3 Налоговые расходы 89
6.4 Оценка суммы прибыли от реализации электроэнергии и мощности 90
6.5 Оценка инвестиционного проекта 91
6.6 Коммерческая эффективность 92
6.7 Бюджетная эффективность 92
6.8 Анализ чувствительности 93
7. Старение бетонных плотин 96
7.1 Методы повышения несущей способности бетонных плотин 96
7.2 Разрушение бетона в зоне переменного уровня 99
7.3 Технология ремонта бетона с созданием защитного экрана из геокомпозитной
ПВХ мембраны 100
7.5 Ремонт разрушений бетона конструкций в зоне переменного уровня воды с
устройством гидро-теплоизоляции 102
Заключение 104
Список использованных источников 105
Приложение А Водно - энергетический расчет 90% 107
Приложение Б Водно - энергетический расчет 50% 108
Приложение В Интегральная кривая нагрузки зимние сутки 109
Приложение Г Интегральная кривая нагрузки летние сутки 110
Введение 8
1 Сведения о районе строительства 9
1.1 Общая характеристика района строительства 9
2 Водноэнергетические расчеты 10
2.1 Регулирование стока 10
2.1.1 Выбор расчетного средневодного и маловодного года 10
2.1.2 Приведение и корректировка расходов заданной обеспеченности 14
2.2 Выбор установленной мощности на основе водноэнергетических расчетов 16
2.2.1 Расчет режимов работы ГЭС без регулирования с учетом требований
водохозяйственной системы 16
2.2.2. Водноэнергетические расчеты режима работы ГЭС в маловодном и средневодном году 19
2.2.3 Построение суточных графиков нагрузки энергосистемы 22
2.2.4 Построение годовых графиков нагрузки энергосистемы 24
2.2.5 Режимное поле турбины с учетом всех ограничений 26
2.2.6 Определение установленной мощности ГЭС и планирование капитальных
ремонтов 28
3. Основное и вспомогательное оборудование 30
3.1 Выбор гидротурбин по главным универсальным характеристика 30
3.1.2 Определение заглубления рабочего колеса гидротурбины для обеспечения
ее бескавитационной работы 33
3.2 Расчет и построение металлической спиральной камеры 35
3.2.1 Расчет эллиптических сечений 35
3.2.2 Расчет отсасывающей трубы 39
3.3 Разработка схемы установки 43
3.3.1 Выбор типа гидрогенератора 43
3.3.2 Выбор маслонапорной установки 44
3.3.3 Выбор электрогидравлического регулятора 44
3.3.4 Расчет вала на прочность 44
3.3.5 Определение основных параметров машинного зала 45
4. Компоновка и сооружения гидроузла 46
4.1 Определение ширины водосливного фронта 46
4.1.2 Определение отметки гребня водослива 47
4.1.3 Проверка на пропуск поверочного расхода 49
4.1.4 Расчет сопряжения бьефов 50
4.1.5 Расчет гасителя энергии с помощью отброса струи 52
4.1.6 Построение профиля водосливной грани 54
4.2 Конструирование плотины 55
4.2.1 Определение ширины подошвы плотины 56
4.3 Конструктивные элементы подземного контура 56
4.3.1 Конструирование цементационной завесы 56
4.4 Определение основных нагрузок на плотину 57
4.4.1 Вес сооружения и механизмов 57
4.4.2 Сила гидростатического давления воды 59
4.4.3 Равнодействующая взвешенного давления 61
4.4.4 Сила фильтрационного давления 62
4.4.5 Давление грунта 62
4.4.4 Волновое давление 63
4.5 Статические расчеты 64
4.5.1 Оценка прочности плотины 64
4.6 Критерии прочности плотины 68
5. Организация строительства 71
5.1 Гидрологические данные и описание гидроузла 71
5.2 Компоновка гидроузла и состав сооружений 72
5.3 Первый этап 73
5.3.1 Расчет перемычек первой очереди с учетом пропуска строительных
расходов через стесненное русло 73
5.3.2 Определяем тип и конструкцию перемычек 74
5.3.3 Осушение котлована 1-й очереди 76
5.3.4 Разработка котлована под водосливную плотину 77
5.3.5 Бетонные работы на 1 этапе 78
5.3.6 Расчет пропуска расчетного строительного расхода 78
через глубинные отверстия на втором этапе 78
5.4 Второй этап 79
5.4.1 Возведение перемычек второй очереди 80
5.4.2 Осушение котлована 2-й очереди 80
5.4.3 Разработка котлована под станционную часть плотины 80
5.4.4 Бетонные работы в нижней части станционной плотины и глухих секций 81
5.5 Третий этап 81
5.5.1 Разработка котлованов под береговые участки плотины 81
5.5.2 Бетонные работы по всему напорному фронту отметки 240:270 82
5.6 Четвертый этап 82
5.6.1 Бетонные работы по всему напорному фронту 270 : 300 82
5.7.1 Бетонные работы по всему напорному фронту 300:330 83
6 Объёмы производства электроэнергии и расходы в период эксплуатации 86
6.1 Оценка объёмов реализации электроэнергии 86
6.2 Текущие расходы по гидроузлу 86
6.3 Налоговые расходы 89
6.4 Оценка суммы прибыли от реализации электроэнергии и мощности 90
6.5 Оценка инвестиционного проекта 91
6.6 Коммерческая эффективность 92
6.7 Бюджетная эффективность 92
6.8 Анализ чувствительности 93
7. Старение бетонных плотин 96
7.1 Методы повышения несущей способности бетонных плотин 96
7.2 Разрушение бетона в зоне переменного уровня 99
7.3 Технология ремонта бетона с созданием защитного экрана из геокомпозитной
ПВХ мембраны 100
7.5 Ремонт разрушений бетона конструкций в зоне переменного уровня воды с
устройством гидро-теплоизоляции 102
Заключение 104
Список использованных источников 105
Приложение А Водно - энергетический расчет 90% 107
Приложение Б Водно - энергетический расчет 50% 108
Приложение В Интегральная кривая нагрузки зимние сутки 109
Приложение Г Интегральная кривая нагрузки летние сутки 110
Гидроэнергетика является одной из наиболее перспективных отраслей современной энергетики. Наша страна обладает огромным гидроэнергетическим потенциалом, однако степень его освоения значительно ниже, чем в других развитых странах, причём существует значительная неравномерность его освоения. В то время, как для центра характерна высокая степень освоения гидроресурсов ( 50%) , в таких регионах как Сибирь и Дальний Восток гидроэнергетический потенциал рек освоен на 20% и на 3% соответственно. Поэтому этому вопросу следует уделять пристальное внимание и развивать эту отрасль современной энергетики.
Целью дипломного проекта является проработка основных этапов проектирования гидроэлектростанции с применением и закреплением теоретических знаний, а также путем инженерной мысли и творческого подхода к решению конкретных задач, найти оптимальные проектные решения.
Целью дипломного проекта является проработка основных этапов проектирования гидроэлектростанции с применением и закреплением теоретических знаний, а также путем инженерной мысли и творческого подхода к решению конкретных задач, найти оптимальные проектные решения.
При расчете дипломного проекта были основные элементы и параметры Паотомского гидроузла на реке Большой Патом.
Патомская ГЭС является сооружением I класса.
В водноэнергетических расчетах на основе исходных данных по гидрологии и мощности энергосистемы была определена установленная мощность Патомского гидроузла. Установленная мощность составляет 308 МВт. Патомский ГУ работает в базовом режиме. В результате расчетов регулирования стока были определены отметки НПУ =322 м, УМО = 283 м и ФПУ = 323 м.
В качестве основного гидрологического оборудования приняли к установке турбину РО 115 - В , работающая при минимальном напоре 71,40 и максимальном напоре 112 м. Количество агрегатов приняли равным 4.
Компоновка гидроузла принята приплотинная. Напорный фронт образован бетонной гравитационной плотиной.
В состав сооружения входят: станционная бетонная плотина длинной 63 м; водосбросная бетонная плотина длинной 31,5 м;
Для гашения энергии водного потока при пропуске через водосливную плотину, приняли носок - трамплин.
В качестве противофильтрационного элемента в основании плотины приняли цементационную завесу глубиной 66,3 м.
В соответствии с действующим законодательством рассмотрены мероприятия организации безопасности ГТС. Также перечислены мероприятия по охране окружающей среды в период возведения и эксплуатации гидроузла.
Строительство Патомского ГУ является актуальным и экономически обоснованно для энергетике Иркутской области.
В результате расчета технико-экономических показателей получили следующие значения:
Срок окупаемости составляет 6,4 года;
Чистый приведенный доход составляет- 10 515,431 млн.руб.;
Себестоимость - 0,048 КВт*ч;
Удельные капиталовложения - 75314,52 ;
В качестве спецвопроса было рассмотрено старение бетонных плотин
Патомская ГЭС является сооружением I класса.
В водноэнергетических расчетах на основе исходных данных по гидрологии и мощности энергосистемы была определена установленная мощность Патомского гидроузла. Установленная мощность составляет 308 МВт. Патомский ГУ работает в базовом режиме. В результате расчетов регулирования стока были определены отметки НПУ =322 м, УМО = 283 м и ФПУ = 323 м.
В качестве основного гидрологического оборудования приняли к установке турбину РО 115 - В , работающая при минимальном напоре 71,40 и максимальном напоре 112 м. Количество агрегатов приняли равным 4.
Компоновка гидроузла принята приплотинная. Напорный фронт образован бетонной гравитационной плотиной.
В состав сооружения входят: станционная бетонная плотина длинной 63 м; водосбросная бетонная плотина длинной 31,5 м;
Для гашения энергии водного потока при пропуске через водосливную плотину, приняли носок - трамплин.
В качестве противофильтрационного элемента в основании плотины приняли цементационную завесу глубиной 66,3 м.
В соответствии с действующим законодательством рассмотрены мероприятия организации безопасности ГТС. Также перечислены мероприятия по охране окружающей среды в период возведения и эксплуатации гидроузла.
Строительство Патомского ГУ является актуальным и экономически обоснованно для энергетике Иркутской области.
В результате расчета технико-экономических показателей получили следующие значения:
Срок окупаемости составляет 6,4 года;
Чистый приведенный доход составляет- 10 515,431 млн.руб.;
Себестоимость - 0,048 КВт*ч;
Удельные капиталовложения - 75314,52 ;
В качестве спецвопроса было рассмотрено старение бетонных плотин