Помощь студентам в учебе
ПРОЕКТИРОВАНИЕ СРЕДНЕ-УЧУРСКОЙ ГЭС НА РЕКЕ УЧУР. ПРИМЕНЕНИЕ 3D МОДЕЛИРОВАНИЯ ПРИ СТРОИТЕЛЬСТВЕ ГЭС С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ПО AUTODESK AUTOCAD
|
ВВЕДЕНИЕ
1 Общая часть
1.1 Природные условия
1.2 Гидрологические данные
1.3 Инженерно - геологические условия
1.4 Характеристики пород
2.1 Исходные данные
2.2 Определение расходов маловодного и средневодного года в заданном створе
2.3 Обработка данных по энергосистеме
2.4 Определение рабочей мощности ГЭС
2.5 Расчет резервов и определение установленной мощности, проектируемой ГЭС, расчет баланса мощностей
3 Основное и вспомогательное оборудование
3.1 Построение режимного поля
3.2 Выбор числа и типа гидроагрегатов
3.3 Определение заглубления рабочего колеса гидротурбины для обеспечения ее бескавитационной работы
3.4 Расчет и построение металлической спиральной камеры
3.5 Подбор и расчет отсасывающей трубы
3.6 Определение геометрических параметров машинного зала
3.7 Выбор серийного типа гидрогенератора
3.8 Выбор типа и габаритных размеров маслонапорной установки. Выбор электрогидравлического регулятора
3.9 Выбор электрогидравлического регулятора
3.10 Расчет вала на прочность. Расчет подшипника
3.11 Расчет подшипника
3.12 Подбор подъёмно-транспортного оборудования водоприемников головного узла
3.13 Заглубление водозабора на величину воронкообразования
4.1 Компоновка гидроузла
4.2 Определение отметки гребня водослива
4.3 Проверка на пропуск поверочного расхода при поверочном расчетном случае
4.4 Построение профиля водосливной плотины
4.5 Расчёт сопряжения бьефов
4.6. Гашение энергии способом свободно отброшенной струи
4.7 Определение ширины подошвы плотины
4.8 Разрезка плотины швами
4.9 Конструктивные швы
4.10 Устройство дренажа в теле плотины и основании
4.11 Противофильтрационная завеса
4.12 Быки
4.13 Устои
4.14 Определение основных нагрузок на плотину
4.15 Расчет устойчивости плотины на сдвиг по основанию
5 Организация и производство гидротехнических работ
5.1 Этапы возведения сооружений и схемы пропуска строительных расходов на различных этапах
5.2. Расчёт пропуска строительных расходов
5.3 Расчёт донных отверстий
5.4 Определение минимальных отметок напорного фронта для каждого этапа
5.5 Графические схемы этапов в разрезе и объёмы бетонных работ
5.6 Объем грунтовых работ
5.7 Организация и технология работ по возведению перемычек
5.8 Организация и технология работ по водоотливу
5.9 Выбор способа перекрытия
5.10 Определение способов производства основных видов работ
6 Охрана труда и противопожарная безопасность. Мероприятия по охране окружающей среды
6.1 Охрана труда
6.2 Противопожарная безопасность
6.3 Мероприятия по охране окружающей среды
6.3.1 Период строительства
7 Оценка объемов продаж и текущих затрат
7.1 Оценка объемов продаж электроэнергии
7.2 Текущие затраты по проекту
7.3 Налоговые расходы
7.4 Оценка суммы прибыли
7.6 Анализ чувствительности
8 Применение 3D моделирования при строительстве ГЭС с использованием ПО AutodeskAutoCAD
8.1 Основная работа
8.2 Вывод
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
ПРИЛОЖЕНИЕ
1 Общая часть
1.1 Природные условия
1.2 Гидрологические данные
1.3 Инженерно - геологические условия
1.4 Характеристики пород
2.1 Исходные данные
2.2 Определение расходов маловодного и средневодного года в заданном створе
2.3 Обработка данных по энергосистеме
2.4 Определение рабочей мощности ГЭС
2.5 Расчет резервов и определение установленной мощности, проектируемой ГЭС, расчет баланса мощностей
3 Основное и вспомогательное оборудование
3.1 Построение режимного поля
3.2 Выбор числа и типа гидроагрегатов
3.3 Определение заглубления рабочего колеса гидротурбины для обеспечения ее бескавитационной работы
3.4 Расчет и построение металлической спиральной камеры
3.5 Подбор и расчет отсасывающей трубы
3.6 Определение геометрических параметров машинного зала
3.7 Выбор серийного типа гидрогенератора
3.8 Выбор типа и габаритных размеров маслонапорной установки. Выбор электрогидравлического регулятора
3.9 Выбор электрогидравлического регулятора
3.10 Расчет вала на прочность. Расчет подшипника
3.11 Расчет подшипника
3.12 Подбор подъёмно-транспортного оборудования водоприемников головного узла
3.13 Заглубление водозабора на величину воронкообразования
4.1 Компоновка гидроузла
4.2 Определение отметки гребня водослива
4.3 Проверка на пропуск поверочного расхода при поверочном расчетном случае
4.4 Построение профиля водосливной плотины
4.5 Расчёт сопряжения бьефов
4.6. Гашение энергии способом свободно отброшенной струи
4.7 Определение ширины подошвы плотины
4.8 Разрезка плотины швами
4.9 Конструктивные швы
4.10 Устройство дренажа в теле плотины и основании
4.11 Противофильтрационная завеса
4.12 Быки
4.13 Устои
4.14 Определение основных нагрузок на плотину
4.15 Расчет устойчивости плотины на сдвиг по основанию
5 Организация и производство гидротехнических работ
5.1 Этапы возведения сооружений и схемы пропуска строительных расходов на различных этапах
5.2. Расчёт пропуска строительных расходов
5.3 Расчёт донных отверстий
5.4 Определение минимальных отметок напорного фронта для каждого этапа
5.5 Графические схемы этапов в разрезе и объёмы бетонных работ
5.6 Объем грунтовых работ
5.7 Организация и технология работ по возведению перемычек
5.8 Организация и технология работ по водоотливу
5.9 Выбор способа перекрытия
5.10 Определение способов производства основных видов работ
6 Охрана труда и противопожарная безопасность. Мероприятия по охране окружающей среды
6.1 Охрана труда
6.2 Противопожарная безопасность
6.3 Мероприятия по охране окружающей среды
6.3.1 Период строительства
7 Оценка объемов продаж и текущих затрат
7.1 Оценка объемов продаж электроэнергии
7.2 Текущие затраты по проекту
7.3 Налоговые расходы
7.4 Оценка суммы прибыли
7.6 Анализ чувствительности
8 Применение 3D моделирования при строительстве ГЭС с использованием ПО AutodeskAutoCAD
8.1 Основная работа
8.2 Вывод
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
ПРИЛОЖЕНИЕ
Гидроэнергетика - одно из наиболее эффективных направлений энергетики.
Гидроресурсы - возобновляемый и наиболее экологичный источник энергии, использование которого позволяет снижать выбросы в атмосферу тепловых электростанций и сохранять запасы углеводородного топлива для будущих поколений.
Гидроэнергетика решает ряд важных для общества вопросов, таких как: создание систем питьевого и промышленного водоснабжения, развитие судоходства, рыборазведение, регулирование стока рек. В настоящее время на территории России работают 102 гидростанции.
В данной выпускной квалификационной работе рассмотрен проект Средне-Учурской ГЭС на реке Учур.
Целью бакалаврской работы является проектирование сооружений, выбор основного и вспомогательного оборудования, разработка правил охраны труда и окружающей среды, технико - экономическое обоснование эффективности проекта, разработка технологической карты и составление календарного плана строительства гидроузла.
Гидроресурсы - возобновляемый и наиболее экологичный источник энергии, использование которого позволяет снижать выбросы в атмосферу тепловых электростанций и сохранять запасы углеводородного топлива для будущих поколений.
Гидроэнергетика решает ряд важных для общества вопросов, таких как: создание систем питьевого и промышленного водоснабжения, развитие судоходства, рыборазведение, регулирование стока рек. В настоящее время на территории России работают 102 гидростанции.
В данной выпускной квалификационной работе рассмотрен проект Средне-Учурской ГЭС на реке Учур.
Целью бакалаврской работы является проектирование сооружений, выбор основного и вспомогательного оборудования, разработка правил охраны труда и окружающей среды, технико - экономическое обоснование эффективности проекта, разработка технологической карты и составление календарного плана строительства гидроузла.
В результате выполнения дипломного проекта было произведено проектирование Средне-Учурской ГЭС на реке Учур. Средне-Учурская ГЭС позволит нормализовать перебои электроэнергии в Якутии, а так же позволит развивать золотодобывающие компании.
Река Учур является левым притоком реки Алдан, ее длина составляет 812 км. Берёт начало в острогах Станового хребта, течёт по восточной окраине Алданского нагорья. В бассейне свыше 16 000 водотоков, около 5000 озёр. Средний годовой расход воды — 1345 м3/сек. Вскрывается в первой половине мая, замерзает в начале октября. На участках выходов термальных вод — полыньи.
Отметка нормального подпорного уровня составляет 110 м, расчетное значение отметки форсированного подпорного уровня 111 м, отметка уровня мертвого объема 73 м.
При выборе створа, рассматривая топографические и инженерно-геологические условия, а также руководствуясь наименьшей длиной напорного фронта плотины. Этот параметр позволяет использовать его для строительства массивной гравитационной плотины. Выбранный створ, расположенный на расстоянии 13 км от посёлка Чагда, имеет крутые берега, что исключает наличие поймы.
Геологический разрез русла содержит в себе песком 2 м, песчаник до 50 м. Основание сложено из осадочных пород.
Станционная плотина имеет длину 150 м. Для перекрытия водосливных пролетов водоприемники ГЭС оборудованы плоскими аварийно-ремонтными затворами и плоскими ремонтными затворами, размерами 3х18 м. Маневрирование аварийно-ремонтными затворами осуществляется индивидуальными гидроприводам, а решетки и ремонтные затворы обслуживаются козловым краном.
Здание ГЭС имеет классическую приплотинную конструкцию. Машинный зал имеет длину 140 м, монтажная площадка—длину 30 м. В здании размещено 6 гидроагрегата мощностью 447 МВт каждый, с радиально-осевыми турбинами РО115-В-750. Турбины оснащены гидрогенераторами подвесного типа СВ 110/164-60.
Установленная мощность и среднемноголетняя выработка составляет 2681 МВт и 1,7 млрд. кВт^ч соответственно. Минимальный напор Hmin= 71 м, расчётный напор H p= 92 м, максимальный напор Нтах=106 м.
Напорный фронт проектируемого Средне-Учурского гидроузла образует бетонная гравитационная плотина, длиной 525 м и максимальной высотой 116 м, устойчивость и прочность которой обеспечивается силами трения, создаваемыми собственным весом.
Бетонная гравитационная плотина состоит из различных по технологическому назначению плотин: водосливной, длина которой составляет 70 м; глухой, расположенной между водосливной и станционной частью, равной длине секции плотины 18 м; левобережной глухой длиной 135 м и правобережной глухой длиной 170 м. Гребень плотины находится на отметке 116 м. Его ширина, с дорогой для технологического проезда и подкранового пути составляет 30 м. Дорога на гребне по СНиП 2.06.04 - 82 относится к II категории, ширина полосы движения составляет 3,5 м, ширина проезжей части 7 м.
В соответствии со СНиП 33-01-2003 Средне-Учурский гидроузел является сооружением I класса, т. к. его объем водохранилища составляет 45 млн. м2, а высота станции превышает 100 м.
Водосливная плотина с поверхностным водосливом имеет 4 пролета. Ширина каждого пролета в свету составляет 18 м. Пролеты отделены друг от друга разрезными быками шириной 4 м каждый. Поперечный профиль плотины представлен треугольником с вершиной на отметке нормального подпорного уровня и вертикальной напорной гранью. Заложение низовой грани составляет 0,74. Оголовок безвакуумного водослива практического профиля типа А построен по координатам Кригера-Офицерова. Напор на водосливе составляет 10 м. Ширина подошвы плотины составляет 82,5 м.
В целях обеспечения трещиностойкости плотина разрезается межсекционными швами на секции и вертикальными строительными межстолбчатыми швами, параллельными оси плотины на отдельные 4 «столба».
Подземный контур представлен вертикальным дренажем глубиной 25 м и двухрядной цементационной завесой. Завеса имеет глубину 50 м и максимальную ширину у основания плотины 7 м. Ее ось расположена на расстоянии 6 м от напорной грани плотины.
В соответствии с рекомендациями нормативных документов (СНиП2.06.06-85) сопряжение бьефов осуществляется по схеме отброса струи с носка трамплина. При отметке носка трамплина 13,5 м, наклона поверхности носка к горизонту 35°, дальность отброса струи на расстояние, безопасное для устойчивости водосбросной плотины и других сооружений, составляет 228 м. Глубина ямы размыва составляет 41,3 м.
Правильность назначения параметров гравитационной плотины на скальном основании и подземного контура подтверждено расчетами на общую прочность и устойчивость по 1 группе предельных состояний на сокращенный состав нагрузок для основного и особого их сочетания. В результате расчетов установлено: все условия прочности гравитационной плотины при действии эксплуатационных нагрузок соблюдается. Коэффициент устойчивости плотины против плоского сдвига по основанию составляет 1,46, при нормативном коэффициенте надежности по ответственности равном 1,25. При выполнении статических расчетов, а именно, для определения площадей поперечных сечений плотины использовалась программа автоматизированного проектирования AutoCad.С точки экономической целесообразности можно сделать вывод, что строительство Средне-Учурской ГЭС будет выгодно и обоснованно.
Река Учур является левым притоком реки Алдан, ее длина составляет 812 км. Берёт начало в острогах Станового хребта, течёт по восточной окраине Алданского нагорья. В бассейне свыше 16 000 водотоков, около 5000 озёр. Средний годовой расход воды — 1345 м3/сек. Вскрывается в первой половине мая, замерзает в начале октября. На участках выходов термальных вод — полыньи.
Отметка нормального подпорного уровня составляет 110 м, расчетное значение отметки форсированного подпорного уровня 111 м, отметка уровня мертвого объема 73 м.
При выборе створа, рассматривая топографические и инженерно-геологические условия, а также руководствуясь наименьшей длиной напорного фронта плотины. Этот параметр позволяет использовать его для строительства массивной гравитационной плотины. Выбранный створ, расположенный на расстоянии 13 км от посёлка Чагда, имеет крутые берега, что исключает наличие поймы.
Геологический разрез русла содержит в себе песком 2 м, песчаник до 50 м. Основание сложено из осадочных пород.
Станционная плотина имеет длину 150 м. Для перекрытия водосливных пролетов водоприемники ГЭС оборудованы плоскими аварийно-ремонтными затворами и плоскими ремонтными затворами, размерами 3х18 м. Маневрирование аварийно-ремонтными затворами осуществляется индивидуальными гидроприводам, а решетки и ремонтные затворы обслуживаются козловым краном.
Здание ГЭС имеет классическую приплотинную конструкцию. Машинный зал имеет длину 140 м, монтажная площадка—длину 30 м. В здании размещено 6 гидроагрегата мощностью 447 МВт каждый, с радиально-осевыми турбинами РО115-В-750. Турбины оснащены гидрогенераторами подвесного типа СВ 110/164-60.
Установленная мощность и среднемноголетняя выработка составляет 2681 МВт и 1,7 млрд. кВт^ч соответственно. Минимальный напор Hmin= 71 м, расчётный напор H p= 92 м, максимальный напор Нтах=106 м.
Напорный фронт проектируемого Средне-Учурского гидроузла образует бетонная гравитационная плотина, длиной 525 м и максимальной высотой 116 м, устойчивость и прочность которой обеспечивается силами трения, создаваемыми собственным весом.
Бетонная гравитационная плотина состоит из различных по технологическому назначению плотин: водосливной, длина которой составляет 70 м; глухой, расположенной между водосливной и станционной частью, равной длине секции плотины 18 м; левобережной глухой длиной 135 м и правобережной глухой длиной 170 м. Гребень плотины находится на отметке 116 м. Его ширина, с дорогой для технологического проезда и подкранового пути составляет 30 м. Дорога на гребне по СНиП 2.06.04 - 82 относится к II категории, ширина полосы движения составляет 3,5 м, ширина проезжей части 7 м.
В соответствии со СНиП 33-01-2003 Средне-Учурский гидроузел является сооружением I класса, т. к. его объем водохранилища составляет 45 млн. м2, а высота станции превышает 100 м.
Водосливная плотина с поверхностным водосливом имеет 4 пролета. Ширина каждого пролета в свету составляет 18 м. Пролеты отделены друг от друга разрезными быками шириной 4 м каждый. Поперечный профиль плотины представлен треугольником с вершиной на отметке нормального подпорного уровня и вертикальной напорной гранью. Заложение низовой грани составляет 0,74. Оголовок безвакуумного водослива практического профиля типа А построен по координатам Кригера-Офицерова. Напор на водосливе составляет 10 м. Ширина подошвы плотины составляет 82,5 м.
В целях обеспечения трещиностойкости плотина разрезается межсекционными швами на секции и вертикальными строительными межстолбчатыми швами, параллельными оси плотины на отдельные 4 «столба».
Подземный контур представлен вертикальным дренажем глубиной 25 м и двухрядной цементационной завесой. Завеса имеет глубину 50 м и максимальную ширину у основания плотины 7 м. Ее ось расположена на расстоянии 6 м от напорной грани плотины.
В соответствии с рекомендациями нормативных документов (СНиП2.06.06-85) сопряжение бьефов осуществляется по схеме отброса струи с носка трамплина. При отметке носка трамплина 13,5 м, наклона поверхности носка к горизонту 35°, дальность отброса струи на расстояние, безопасное для устойчивости водосбросной плотины и других сооружений, составляет 228 м. Глубина ямы размыва составляет 41,3 м.
Правильность назначения параметров гравитационной плотины на скальном основании и подземного контура подтверждено расчетами на общую прочность и устойчивость по 1 группе предельных состояний на сокращенный состав нагрузок для основного и особого их сочетания. В результате расчетов установлено: все условия прочности гравитационной плотины при действии эксплуатационных нагрузок соблюдается. Коэффициент устойчивости плотины против плоского сдвига по основанию составляет 1,46, при нормативном коэффициенте надежности по ответственности равном 1,25. При выполнении статических расчетов, а именно, для определения площадей поперечных сечений плотины использовалась программа автоматизированного проектирования AutoCad.С точки экономической целесообразности можно сделать вывод, что строительство Средне-Учурской ГЭС будет выгодно и обоснованно.