Способ пропуска паводковых вод через гидроузел Советский патент 1991 года по МПК E02B9/00 

Изобретение относится к гидроэнергетике и может быть использовано на гидроэлектростанциях для пропуска паводковых расходов воды.

Цель изобретения - повышение эффективности в условиях отсутствия возможности выдачи электроэнергии гидроагрегатов во внешнюю сеть.

Паводки, в особенности катастрофические, на равнинных многоводных реках приводят к затоплению значительных территорий, подтоплению берегов водохранилищ, что довольно часто угрожает системам выдачи электроэнергии, вырабатываемой на гидроэлектростанции, во внешнюю сеть. В таких условиях может возникнуть ситуация, связанная с внезапным аварийным прекращением выдачи мощности во внешнюю сеть. В этом случае производят немедленный перевод части гидроагрегатов в насосный режим, подключая их в качестве нагрузки к остальной части гидроагрегатов, которая продолжает работать в генераторном режиме. Поскольку КПД гидроагрегата в насосном режиме существенно ниже, а потребляемая мощность выше, чем в генераторном, то число агрегатов, которое потребуется перевести в насосный режим для соблюдения баланса генерируемой и потребляемой мощности, будет меньше числа агрегатов, которые будут продолжать работать в генераторном режиме. Время, необходимое для перевода гидроагрегата в насосный режим, связанное с изменением геометрии углов поворота лопастей рабочих

О

Сл)

о

СЛ

колес и производством соответствующих переключений, сравнительно невелико.

Работа части гидроагрегатов в насосном режиме может обеспечивать движение воды в двух направлениях: из нижнего бьефа в верхний (по аналогии с работой ГАЭС); из верхнего бьефа в нижней, как форсиров- ка пропускной способности гидротурбинного тракта.

При работе части гидроагрегатов в насосном режиме с перекачиванием воды из нижнего бьефа в верхний, в случае, если гидроагрегаты не оассчитаны на работу как обратные машины, то их КПД весьма низок (не более 20-30%). 60% работающих в генераторном режиме гидроагрегатов пропускают в паводок (при выходе из строя внешних потребителей энергии) 60% номинальной пропускной способности по воде всех гидроагрегатов и обеспечивают энергией 40% агрегатов, работающих в насосном режиме и перекачивающих (с КПД 25%) обратно из нижнего бьефа в верхней не более 60%- 0,25 15% номинальной пропускной способности всех гидроагрегатов. Т.е. в общей сложности в нижний бьеф гидроагрегатами будет в этом случае сбрасываться расходы воды не менее 45-50% номинальной пропускной способности гидростанции, что в сравнении со сбросом воды через гидроагрегаты на холостом ходу обеспечивает рост пропускной способности в 3-5 раз, кроме того, пропуск расходов воды на холостом ходу гидроагрегатов ведет к кавитаци- онным и вибрационным разрушениями их конструкции, а в некоторых случая вообще не возможен или требует значительной реконструкции гидроагрегатов.

При необходимости значительно увеличить пропускную способность ГЭС, например в случае катастрофического паводка, возможна работа части гидроагрегатов в насосном режиме с перекачиванием воды из верхнего бьефа в нижний бьеф, что обеспечивает форсировку пропускной способности гидротурбинного тракта. В том случае 60% работающих в генераторном режиме гидроагрегатов обеспечивают энергией 40% гидроагрегатов, работающих в насосном режиме, забирающих воду из верхнего бьефа и выбрасывающих воду под напором в нижний бьеф. Работа гидроагрегатов как насосов в этом случае отличается от генераторного режима большей скоростью вращения рабочего колеса, что позволяет дополнительно ускорить поток в турбинной тракте, придать ему дополнительный напор на выходе из отсасывающих труб. Основным вопросом здесь является гашение энергии выбрасываемого из отсасывающих труб потока в нижнем бьефе. Однако при расчетном паводке глубины в нижнем бьефе максимальные, а при максимальных глубинах гашение энергии потока легко обеспечивается. Крепление дна реки в нижнем бьефе за отсасывающими трубами при такой работе гидроагрегатов рассчитывается, исходя из гашения энергии потока равной

сумме энергии накопленной потоком при прохождении гидротурбинного тракта от верхнего бьефа к нижнему плюс энергия, добавленная потоку гидроагрегатом, работающим в насосном режиме (за исключением потерь в гидротурбинном тракте). По сравнению с турбинным режимом пропускная способность гидротурбины в таком насосном режиме увеличится в 3-4 раза, а значит и всей ГЭС в 1,7-2,1 раза от номинальной пропускной способности. Особо эффективно использование для этих целей горизонтальных капсульных агрегатов, у ко- орых работа в насосном режиме из верхнего бьефа в нижний обеспечивается при

незначительных конструктивных доработках гидротурбины.

Формула изобретения Способ пропуска паводковых вод через гидроузел, включающий сброс воды через

проточные тракты гидроагрегатов и водосбросные сооружения, отличающийся тем, что, с целью повышения его эффективности в условиях отсутствия возможности выдачи электроэнергии гидроагрегатов во

внешнюю сеть, часть гидроагрегатов переводят в насосный режим работы и подключают в качестве нагрузки к оставшейся части гидроагрегатов, работающих в генераторном режиме.

Изобретение относится к гидроэнергетике и может быть использовано на гидроэлектростанциях для пропуска катастрофических паводковых расходов воды из верхнего бьефа гидроузла в нижний бьеф. Цель изобретения - повышение эффективности в условиях отсутствия возможности выдачи электроэнергии гидроагрегатов во внешнюю сеть. Во время катастрофического паводка иногда невозможно подавать электроэнергию, вырабатываемую гидроагрегатами гидроэлектростанции, во внешнюю сеть. В этом случае часть гидроагрегатов гидроэлектростанции переводят в насосный режим работы и подключают в качестве нагрузки к оставшейся части гидроагрегатов, работающих в генераторном режиме. Происходит интенсивный сброс воды из верхнего бьефа в нижний бьеф через агрегаты, работающие в насосном режиме. сл с