ПРИМЕРЫ ПОСТРОЕННЫХ РЕЗЕРВУАРОВ
РЕЗЕРВУАРЫ-ЦИЛИНДРИЧЕСКОГО ТИПА И С ПОСТЕПЕННЫМ РАСШИРЕНИЕМ
Резервуары постоянного сечения по высоте при сравнительно ограниченных колебаниях уровня воды в водохранилище осуществлены на многих ГЭС. Если в конце напорного деривационного водовода конфигурация поверхности земли не позволяет установить резервуар внутри горного массива, то можно принять решение, выполненное на ГЭС Ви- вероне в Италии (рис. 16-5). На этой ГЭС подводящий водовод длиной 1185 м рассчитан на мак-симальный расход 6 м3/с. Предел колебаний уровня воды в водохранилище достигает 10,5 м. Гидростатический уровень максимальный 379,5 м, минимальный 369,0 м. Цилиндрический уравнительный резервуар образован вертикальной металлической трубой высотой 42 м с диаметром 10 м. Толщина стальных листов, образующих резервуар, составляет: вверху 5 мм, внизу 19 мм. Нижняя часть резервуара высотой 9 м расположена ниже поверхности склона земли и представляет собой массивное утолщающееся книзу бетонное кольцо средней толщиной 2,5 м, внутри которого располагается нижняя часть вертикального металлического цилиндра. Резервуар такого типа может быть построен целиком из железобетонных колец.
На рис. 16-6 приведен пример резервуара с постепенным расширением сечения его снизу вверх на гидросиловой установке Албула. Резервуар сооружен на конце напорного туннеля длиной 733 м и диаметром 2,85 м при максимальном притоке расхода воды 16 м3/с. Максимальное поднятие воды в резервуаре при внезапном уменьшении расхода с 16 м3/с до нуля составляет 15,8 м. Резервуар состоит из нескольких цилиндров: нижний — диаметром 10 м и высотой 11,35 м переходит в средний — диаметром 11,5 м к высотой 12,5 м и заканчивается верхним цилиндром, имеющим диаметр 13,0 м и высоту 6,0 м. Толщина железо-бетонной стенки по контуру цилиндров менялась от 0,8 м для верхнего и до 0,6 м — для нижнего. Напор на ГЭС колеблется от 149 до 155 м. Максимальный гидростатический уровень 825 м.
ЦИЛИНДРИЧЕСКИЙ РЕЗЕРВУАР С СОПРОТИВЛЕНИЕМ
Для уменьшения высот подъема и понижения уровня воды в резервуаре цилиндрического типа на ГЭС Афурер (Марокко) в месте сопряжения уравнительного резервуара с напорной деривацией (рис. 16-7) встроен . специальный узел Б сопротивления (сужение). Напор на ГЭС составляет 232 м и колеблется в незначительных пределах: от 228 до 235 м, что и обусловило выбор резервуара цилиндрического типа. Уравнительный резервуар диаметром до 30 м и высотой 26,3 м сооружен внутри горы. Соединение резервуара с напорной деривацией осуществлено через патрубок диаметром 4 м и длиной 8 м. Внутри патрубка на уровне потолка напорного туннеля расположена железобетонная диафрагма с отверстием диаметром 1,95 м. Уравнительный резервуар установлен на конце деривационного водовода длиной 10,5 км и диаметром 4,5 м.
УРАВНИТЕЛЬНЫЕ РЕЗЕРВУАРЫ КАМЕРНОГО ТИПА
На рис. 16-8 показан высеченный в скале уравнительный резервуар камерного типа без водослива ГЭС Ленч (Швейцария). Гидростатический уровень максимальный 850,0 м, минимальный 827,5 м. Средний напор на ГЭС составляет 341 ми максимальный расход воды— 10 м3/с. Облицованный туннель длиной 4130 м имеет продольный уклон 0,0217. Сечение туннеля 4,77 м2. Верхняя камера выполнена в виде продольной необлицованной галереи, высеченной в скале. Галерея длиной 50 м имеет полезный объем 473 м3 при общем объеме 550 м3. Начальное сечение камеры 3,5x4,5 м и конечное 2,25X4,5 м; уклон дна в сторону шахты 0,01. Дно верхней камеры расположено выше максимального статического горизонта в водохранилище. Соединительная шахта между верхней камерой и деривационным туннелем сооружена наклонной, под углом 45° к горизонту. Это все позволило внутри скалы-юй выработки расположить помещение затворов. Сечение соединительной шахты нормально к ее оси и представляет окружность диаметром 2 м. Нижняя камера выполнена в виде односторонне заполняемой галереи длиной 60 м и объемом 475 м3. Общая разность высотных отметок между наивысшкм уровнем воды в верхней камере и потолком подводящего воду туннеля в месте примыкания его к резервуару составляет 37,4 м. После уравнительного резервуара напорный водовод разветвляется на три турбинных металлических трубопровода, каждый диаметром 1,35 м, расстояние между осями водоводов 1,95 м.
Характерным примером расположения верхней камеры резервуара внутри скалы в виде вытянутой галереи (рис. 16-9), является резервуар с водосливом на Шаори ГЭС (СССР, Грузия). Напорный облицованный железобетоном туннель длиной 1271 м, кругового очертания с диаметром 1,8 м рассчитан на расход 10 м3/с и обеспечивает подачу воды на два агрегата ГЭС. Резервуар сооружен в верхней части в светло-серых крупнозернистых рыхлых песчаниках, а в низовой — в красно-бурых рыхлых песчаниках. Верхняя камера объемом 270 м3, длиной около 4-4 м имеет прямоугольное сечение шириной 2,5 м и высотой 3,7 м — в начале и 3,36 м — в конце ее. Сверху камера перекрыта железобетонным сводом. Толщина железобетонной облицовки
достигает 0,5 м. Облицовка покрыта слоем торкретной штукатурки 2 см. Уклон дна верхней камеры к стояку составляет 0,01. На высоту 3,2 м от дна камеры выдвинут стояк-водослив кругового очертания с 6 отверстиями у основания водослива. Вертикальная шахта резервуара, соединяющая верхнюю камеру с напорными водоводами, имеет диаметр 2,3 м. Стены шахты по всей высоте усилены железобетонной облицовкой толщиной 0,3 м с покрытием торкретной штукатурки слоем 2 см.
Нижняя камера резервуара длиной 19,5 м и объемом 61,4 м3 кругового очертания с переменным диаметром: в начале камеры 2,2 м, а в конце -—1,8 м. Толщина железобетонной облицовки в ней 0,4 м, слой торкрета — 2 см.
За уравнительным резервуаром, на расстоянии примерно 90 м по ходу воды, располагается помещение для дроссельных затворов. При подходе к дроссельному помещению туннель раздваивается на два трубопровода, на каждом из которых устанавливаются последовательно два дросселя диаметром 1,4 м. В помещении дроссельных затворов предусмотрена компрессорная и масляная установки и кран грузоподъемностью 10 т. Фундамент помещения устанавливается на границе относительно твердых пород песчаника с крепкой щебенкой и глыбами. По выходе трубопроводов на край склона предусмотрена массивная анкерная опора.
Весьма оригинальная конструкция уравнительного резервуара с верхней и нижней камерами (рис. 16-10) выполнена на ГЭС Ремпен (Швейцария), где разница между максимальным 900,0 м и минимальным 853,0 м гидростатическими уровнями воды достигает 45 м. Деривационный напорный водовод рассчитан на максимальный расход 30 м3/с и имеет длину 3677 м. В конце его располагается уравнительный резервуар с вертикальной шахтой диаметром 5 м. Верхняя камера выполнена металлической, кругового очертания, диаметром 22 м, располагается вне земляного массива на наружной поверхности склона. Облицовка шахты удлинена внутрь камеры на высоту 5 м. Весьма необычное решение имеет нижняя камера. Вертикальная часть резервуара имеет внизу колено, после которого резервуар продлен в горнзонтальном направлении на 125 м до пересечения также через колено с подводящим напорным водоводом. Такая компоновка образует необходимый объем для нижней камеры. Она имеет диаметр 3,8 м и длину 125 м с продольным уклоном дна 0,01. Одежда резервуара выполнена из армированного бетона.
УРАВНИТЕЛЬНЫЕ РЕЗЕРВУАРЫ ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНОГО ДЕЙСТВИЯ
На рис. 16-11 показан уравнительный резервуар ГЭС Салмон-Ривер (США). На указанной гидроустановке с напором 79,25 м установлены 4 агрегата, каждый на отдельном деривационном водоводе. На холме, в месте резкого перелома профиля напорного водовода расположен резервуар дифференциального типа, возвышающийся над землей. Вода по деривационному водоводу длиною 2885 м и диаметром 3,6 м подходит к основанию вертикальной шахты уравнительного резервуара. Первоначальная скорость течения воды в водоводе перед сбросом полной нагрузки до нуля составляет 1,41 м/с. Верхняя камера представляет собою металлический цилиндр диаметром 15 м и высотою 31,7 м. Дно цилиндра поднято над осью подводящего водовода на высоту 22,8 м. Общая высота резервуара достигает 56,3 м. Бак резервуара опирается на 10 поддерживающих стоек с раскосами. Внутри бака находится стояк диаметром 3 м и высотой 31,7 м, поддерживаемый в вертикальном положении распорками в стены бака. Стояк расширен вверху с 3 до 4,5 м в диаметре, образуя кольцевой гребень водослива длиной 14,1 м.
Внизу стояка до стен наружного низового цилиндра оставлены зазоры. Труба низового цилиндра диаметром 3,6 м и высотой 22,8 м соединяет верхнюю камеру с напорными водоводами. Резервуар сверху закрыт металлическим шатром. В резервуаре предусмотрен обогрев его стенок теплым воздухом специальными отопительными электрическими батареями, установленными внутри резервуара.
На рис. 16-12 показан уравнительный резервуар Арзнинской ГЭС на р. Раздан (СССР, Армения). Внутренний цилиндр дифференциального резервуара с диаметром 4,3 м при толщине стенки 0,3 м имеет гребень кругового водослива на 6 м выше гидростатического уровня воды в водохранилище. Наружный резервуар диаметром 13,9 м выполнен с переменной толщиной стенки (вверху 0,25 м, внизу 0,72 м). Дно резервуара располагается на 1 м ниже минимального уровня в резервуаре и на 13 м выше отметки оси деривационного водовода. Минимальный уровень воды в резервуаре на 3 м ниже рабочего и на 7 м ниже гидростатического уровня. Над деривационным водоводом осуществлена грунтовая присыпка толщиной 3 м,. выше которой располагается резервуар,