ПРОЕКТИРОВАНИЕ БИЙ-ХЕМСКОЙ ГЭС НА РЕКЕ БОЛЬШОЙ ЕНИСЕЙ. МОНИТОРИНГ БЕЗОПАСНОСТИ ДАМБ ХВОСТОХРАНИЛИЩ
|
Введение
1 Сведения о районе строительства 10
1.1 Общая характеристика района строительства 10
2 Водноэнергетические расчеты 12
2.1 Выбор расчетного года 12
2.2 Кривые связи 14
2.2.1 Верхний бьеф 14
2.2.2 Нижний бьеф 14
2.3 Графики нагрузки 15
2.3.1 Суточные графики нагрузки 15
2.3.2 Годовые графики нагрузки 16
2.4 Расчет режимов работы ГЭС с учетом требований ВХК 17
2.5 Баланс энергий 19
2.6 Интегральные кривые нагрузки 19
2.7 Водно-энергетический расчет 20
2.8 Режимное поле 20
2.9 Баланс мощностей 21
3.1 Выбор гидротурбины 22
3.2 Выбор отметки установки рабочего колеса 26
3.3 Расчет и построение бетонной спиральной камеры 26
3.4 Расчет отсасывающей трубы 30
3.5 Требования к гидрогенератору 33
3.6 Расчет вала на прочность 35
3.7 Выбор МНУ и ЭГР 35
4 Компоновка и сооружения гидроузла 36
4.1 Состав и компоновка сооружений гидроузла 36
4.1.1 Проектирование сооружений напорного фронта 36
4.2 Гидравлические расчеты 39
4.2.1 Определение ширины водосливного фронта 39
4.2.2 Определение отметки гребня водослива 40
4.2.3 Проверка на пропуск расчетного расхода при поверочном расчетном
случае 42
4.2.4 Построение профиля водосливной плотины 43
4.2.5 Расчет сопряжения бьефов 44
4.2.6 Расчет водобойного колодца 45
4.3 Конструирование плотины 47
4.3.1 Определение ширины подошвы плотины 47
4.3.2 Разрезка плотины швами 47
4.3.3 Быки 48
4.3.4 Устои 48
4.3.5 Дренаж тела бетонных плотин 48
4.3.6 Галереи в теле плотины 48
4.4 Назначение размеров основных элементов плотины 49
4.5.2 Дренажные устройства в основании 53
4.7 Фильтрационные расчеты подземного контура 55
4.7.1 Построение эпюры фильтрационного давления 55
4.8.2 Сила гидростатического давления воды 60
4.8.3 Сила взвешивающего давления на подошву плотины 61
4.8.4 Сила фильтрационного давления на подошву плотины 62
4.8.5 Давление грунта 62
4.8.6 Волновое давление 64
4.9.2 Критерии прочности плотины 70
4.9.3 Расчет устойчивости плотины на сдвиг по основанию 71
5 Этапы возведения сооружений и схема пропуска строительных расходов на различных этапах 74
5.1 Первый этап 74
5.1.1 Расчет перемычек первой очереди с учетом пропуска строительных
расходов через стесненное русло 75
5.1.2 Тип и конструкцию перемычек 76
5.1.3 Осушение котлована 1-й очереди 78
5.1.4 Разработка котлована под водосливную плотину 78
5.1.5 Бетонные работы в нижней части водосливной плотины 79
6 Объёмы производства электроэнергии и расходы в период эксплуатации 86
6.1 Оценка объёмов реализации электроэнергии 86
6.2 Текущие расходы по гидроузлу 87
6.3 Налоговые расходы 89
6.4 Оценка суммы прибыли от реализации электроэнергии и мощности 90
6.5 Оценка инвестиционного проекта 91
6.5.2 Коммерческая эффективность 92
6.5.3 Бюджетная эффективность 92
6.5.4 Анализ чувствительности 92
7 Мероприятия по охране окружающей среды в зоне влияния Бий-Хемской
ГЭС. Охрана труда и противопожарная безопасность 95
7.1 Мероприятия по обеспечению охраны окружающей среды в период
строительства 95
7.2 Мероприятия по подготовке ложа водохранилища 96
7.3 Мероприятия по обеспечению охраны окружающей среды в период
эксплуатации 98
8 Мониторинг безопасности дамб хвостохранилищ 99
Заключение 113
Список использованных источников 114
Приложение А Расчётный гидрологический ряд наблюдений р. Большой
Енисей в створе Бии-Хемской ГЭС с 1922-1971 гг 114
Приложение Б Данные для расчета среднесуточных мощностей для лета и зимы
114 Приложение В Суточные графики нагрузки 114
Приложение Г ВЭР маловодного года с обеспеченностью годового стока 90% ... 120 Приложение Д Результаты расчета режимного поля проектиремой ГЭС 121
Приложение Е Режимное поле Бий-Хемской ГЭС по напору и расходу 122
Приложение Ж Баланс мощности 123
Приложение И Проточная часть ПЛ40 б-В 124
Приложение К Координаты для построения оголовка водослива при
Нст=12м 125
Приложение М Эпюры нагрузок. Особое сочетание нагрузок и
воздействий 127
Приложение Н Эпюры напряжений. Основное сочетание нагрузок и воздействий 128
Приложение П Эпюры напряжений. Особое сочетание нагрузок и
воздействий 129
1 Сведения о районе строительства 10
1.1 Общая характеристика района строительства 10
2 Водноэнергетические расчеты 12
2.1 Выбор расчетного года 12
2.2 Кривые связи 14
2.2.1 Верхний бьеф 14
2.2.2 Нижний бьеф 14
2.3 Графики нагрузки 15
2.3.1 Суточные графики нагрузки 15
2.3.2 Годовые графики нагрузки 16
2.4 Расчет режимов работы ГЭС с учетом требований ВХК 17
2.5 Баланс энергий 19
2.6 Интегральные кривые нагрузки 19
2.7 Водно-энергетический расчет 20
2.8 Режимное поле 20
2.9 Баланс мощностей 21
3.1 Выбор гидротурбины 22
3.2 Выбор отметки установки рабочего колеса 26
3.3 Расчет и построение бетонной спиральной камеры 26
3.4 Расчет отсасывающей трубы 30
3.5 Требования к гидрогенератору 33
3.6 Расчет вала на прочность 35
3.7 Выбор МНУ и ЭГР 35
4 Компоновка и сооружения гидроузла 36
4.1 Состав и компоновка сооружений гидроузла 36
4.1.1 Проектирование сооружений напорного фронта 36
4.2 Гидравлические расчеты 39
4.2.1 Определение ширины водосливного фронта 39
4.2.2 Определение отметки гребня водослива 40
4.2.3 Проверка на пропуск расчетного расхода при поверочном расчетном
случае 42
4.2.4 Построение профиля водосливной плотины 43
4.2.5 Расчет сопряжения бьефов 44
4.2.6 Расчет водобойного колодца 45
4.3 Конструирование плотины 47
4.3.1 Определение ширины подошвы плотины 47
4.3.2 Разрезка плотины швами 47
4.3.3 Быки 48
4.3.4 Устои 48
4.3.5 Дренаж тела бетонных плотин 48
4.3.6 Галереи в теле плотины 48
4.4 Назначение размеров основных элементов плотины 49
4.5.2 Дренажные устройства в основании 53
4.7 Фильтрационные расчеты подземного контура 55
4.7.1 Построение эпюры фильтрационного давления 55
4.8.2 Сила гидростатического давления воды 60
4.8.3 Сила взвешивающего давления на подошву плотины 61
4.8.4 Сила фильтрационного давления на подошву плотины 62
4.8.5 Давление грунта 62
4.8.6 Волновое давление 64
4.9.2 Критерии прочности плотины 70
4.9.3 Расчет устойчивости плотины на сдвиг по основанию 71
5 Этапы возведения сооружений и схема пропуска строительных расходов на различных этапах 74
5.1 Первый этап 74
5.1.1 Расчет перемычек первой очереди с учетом пропуска строительных
расходов через стесненное русло 75
5.1.2 Тип и конструкцию перемычек 76
5.1.3 Осушение котлована 1-й очереди 78
5.1.4 Разработка котлована под водосливную плотину 78
5.1.5 Бетонные работы в нижней части водосливной плотины 79
6 Объёмы производства электроэнергии и расходы в период эксплуатации 86
6.1 Оценка объёмов реализации электроэнергии 86
6.2 Текущие расходы по гидроузлу 87
6.3 Налоговые расходы 89
6.4 Оценка суммы прибыли от реализации электроэнергии и мощности 90
6.5 Оценка инвестиционного проекта 91
6.5.2 Коммерческая эффективность 92
6.5.3 Бюджетная эффективность 92
6.5.4 Анализ чувствительности 92
7 Мероприятия по охране окружающей среды в зоне влияния Бий-Хемской
ГЭС. Охрана труда и противопожарная безопасность 95
7.1 Мероприятия по обеспечению охраны окружающей среды в период
строительства 95
7.2 Мероприятия по подготовке ложа водохранилища 96
7.3 Мероприятия по обеспечению охраны окружающей среды в период
эксплуатации 98
8 Мониторинг безопасности дамб хвостохранилищ 99
Заключение 113
Список использованных источников 114
Приложение А Расчётный гидрологический ряд наблюдений р. Большой
Енисей в створе Бии-Хемской ГЭС с 1922-1971 гг 114
Приложение Б Данные для расчета среднесуточных мощностей для лета и зимы
114 Приложение В Суточные графики нагрузки 114
Приложение Г ВЭР маловодного года с обеспеченностью годового стока 90% ... 120 Приложение Д Результаты расчета режимного поля проектиремой ГЭС 121
Приложение Е Режимное поле Бий-Хемской ГЭС по напору и расходу 122
Приложение Ж Баланс мощности 123
Приложение И Проточная часть ПЛ40 б-В 124
Приложение К Координаты для построения оголовка водослива при
Нст=12м 125
Приложение М Эпюры нагрузок. Особое сочетание нагрузок и
воздействий 127
Приложение Н Эпюры напряжений. Основное сочетание нагрузок и воздействий 128
Приложение П Эпюры напряжений. Особое сочетание нагрузок и
воздействий 129
Электроэнергетика — это одна из ведущих отраслей энергетики, в которую входит сбыт, производство и передача электроэнергии. Данная отрасль энергетики считается важной, так как у нее большие преимущества относительно других видов энергии, а именно: распределение между потребителями, ее легко транспортировать на большие расстояния и превращать в другую энергию (тепловую, механическую, световую, химическую и др.). Отличительная черта электрической энергии - это ее одновременность в генерации и потреблении энергии, так как по сетям электрический ток распространяется почти со скоростью света.
Генерация электроэнергии — это процесс, при котором различные виды энергии преобразовываются в электрическую энергию.
Гидроэлектростанция — это комплекс сооружений и оборудования, посредством которых энергия потока воды преобразуется в электрическую энергию.
Гидроэлектростанции являются составной частью гидроузла —комплекса гидротехнических сооружений, предназначенных для использования водных ресурсов в интересах народного хозяйства: получения электрической энергии, ирригации, водоснабжения, улучшения условий судоходства, защиты от наводнений, рыбоводства и др.
При проектировании ГЭС сначала необходимо технико-экономическое обоснование, определить зоны затопления при наполнения водохранилища, воздействия на окружающею среду.
Генерация электроэнергии — это процесс, при котором различные виды энергии преобразовываются в электрическую энергию.
Гидроэлектростанция — это комплекс сооружений и оборудования, посредством которых энергия потока воды преобразуется в электрическую энергию.
Гидроэлектростанции являются составной частью гидроузла —комплекса гидротехнических сооружений, предназначенных для использования водных ресурсов в интересах народного хозяйства: получения электрической энергии, ирригации, водоснабжения, улучшения условий судоходства, защиты от наводнений, рыбоводства и др.
При проектировании ГЭС сначала необходимо технико-экономическое обоснование, определить зоны затопления при наполнения водохранилища, воздействия на окружающею среду.
Выбрана вертикальная поворотно-лопастная гидротурбина: ПЛ 406-В- 560. И ее основные параметры:
D1= 5,6 м,
n = 115,4 об/мин,
HS=6,39 м,
VZpK= 703,42 м,
Тип генератор СВ 765/80-26.
Произведен расчет и построение бетонной спиральной камеры с углом охвата ф=225°. Произведен выбор вспомогательного оборудования и рассчитаны основные размеры машинного зала Бий-Хемской ГЭС.
Рассчитаны и определены основные элементы и размеры водосливной плотины и сооружений гидроузла. Плотина высотой 34 м является сооружением III класса, исходя из ее высоты, социально-экономической ответственности и последствий возможных аварий. Ширина водосливного фронта 36 м с 3 водосливными отверстиями и напором на водосливе 12 м. Высота водосбросной плотины 34,25 м, ширина по основанию 33 м, заложение низовой грани 0,7. Водосбросная плотина способна пропустить расход воды до
4281,5 м3/с.
В качестве гасителя энергии был выбран водобойный колодец. Глубина водобойного колодца 3,35 м. Помимо колодца спроектирована водобойная плита толщиной 5,9 м и длиной 74 м. На конце водобойной плиты устроен зуб с гибким креплением.
Для обеспечения монолитности плотины при неравномерной ее осадке и неравномерном распределении температуры по сечению бетонных массивов, предусмотрены межсекционные и столбчатые деформационные швы.
В ходе разрезки межстолбчатыми швами получилось 2 столба, длина каждой секций равна 16,5 м.
При проектировании приняты одна смотровая галереи на отметке 716,40 м и цементационная галерея на отметке 694,79 м. Эти галереи необходимы для осмотра и ремонта сооружения. Спроектирован вертикальный дренаж в теле плотины, необходимый для сбора воды из галерей и её сброса в нижний бьеф через. В подземный контур входит однорядная цементационная завеса, с шагом в ряду 3 м, глубиной 16 м, расстоянием от напорной грани 3,3 м, шириной 2 м.
Условие устойчивости плотины на сдвиг выполняется с запасом. С коэффициентом надежности равным 1,15 для основного и 1,26 для особого сочетания нагрузок. Сооружение удовлетворяет требованиям прочности и устойчивости для III класса сооружений
D1= 5,6 м,
n = 115,4 об/мин,
HS=6,39 м,
VZpK= 703,42 м,
Тип генератор СВ 765/80-26.
Произведен расчет и построение бетонной спиральной камеры с углом охвата ф=225°. Произведен выбор вспомогательного оборудования и рассчитаны основные размеры машинного зала Бий-Хемской ГЭС.
Рассчитаны и определены основные элементы и размеры водосливной плотины и сооружений гидроузла. Плотина высотой 34 м является сооружением III класса, исходя из ее высоты, социально-экономической ответственности и последствий возможных аварий. Ширина водосливного фронта 36 м с 3 водосливными отверстиями и напором на водосливе 12 м. Высота водосбросной плотины 34,25 м, ширина по основанию 33 м, заложение низовой грани 0,7. Водосбросная плотина способна пропустить расход воды до
4281,5 м3/с.
В качестве гасителя энергии был выбран водобойный колодец. Глубина водобойного колодца 3,35 м. Помимо колодца спроектирована водобойная плита толщиной 5,9 м и длиной 74 м. На конце водобойной плиты устроен зуб с гибким креплением.
Для обеспечения монолитности плотины при неравномерной ее осадке и неравномерном распределении температуры по сечению бетонных массивов, предусмотрены межсекционные и столбчатые деформационные швы.
В ходе разрезки межстолбчатыми швами получилось 2 столба, длина каждой секций равна 16,5 м.
При проектировании приняты одна смотровая галереи на отметке 716,40 м и цементационная галерея на отметке 694,79 м. Эти галереи необходимы для осмотра и ремонта сооружения. Спроектирован вертикальный дренаж в теле плотины, необходимый для сбора воды из галерей и её сброса в нижний бьеф через. В подземный контур входит однорядная цементационная завеса, с шагом в ряду 3 м, глубиной 16 м, расстоянием от напорной грани 3,3 м, шириной 2 м.
Условие устойчивости плотины на сдвиг выполняется с запасом. С коэффициентом надежности равным 1,15 для основного и 1,26 для особого сочетания нагрузок. Сооружение удовлетворяет требованиям прочности и устойчивости для III класса сооружений