ТИПЫ УРАВНИТЕЛЬНЫХ РЕЗЕРВУАРОВ
УРАВНИТЕЛЬНЫЕ РЕЗЕРВУАРЫ НА ПОДВОДЯЩЕЙ НАПОРНОЙ ДЕРИВАЦИИ (РИС. 16-1)
Цилиндрический уравнительный резервуар (рис. 16-1, тип I) представляет собой шахту или башню постоянного сечения. Простота конструкции при этом имеет существенное значение. Для работы регуляторов скорости турбин напорная система с резервуаром постоянного сечения самая надежная, так как в ней, по сравнению с другими типахми уравнительных резервуаров, при переходных процессах напор изменяется настолько постепенно, что даже медленно действующие регуляторы обеспечивают необходимую мощность турбин. Этот тип резервуара применяется при малых напорах.
Расширяющийся к верху уравнительный резервуар (рис. 16-2, тип II) может применяться при малых и средних напорах ГЭС в тех случаях, когда имеется необходимость уменьшить подъем уровня в резервуаре при сбросе нагрузки.
Уравнительный резервуар с дополиительным сопротивлением (демпфирующий резервуар) представляет собой (рис. 16-1, тип III) цилиндрический резервуар, соединяющийся с напорной деривацией посредством шахты с сопротивлением (диафрагмой, решеткой и т. д.). Такое гидравлическое сопротивление умень-шает размах колебаний. Поэтому для уравнительных резервуаров типа III требуются меньшие габариты, чем для типа I. Для резервуаров с сопротивлением нужны быстродействующие регуляторы скорости у агрегатов. Цилиндрический резервуар с сопротивлением применяется в установках среднего напора.
Двухкамерный уравнительный резервуар (рис. 16-1, тип IV) состоит из верхней и нижней камер, соединенных между собой шахтой сравнительно небольшого сечения. Шахта может быть вертикальной или наклонной (рис. 16-1, типа IVа). В двухкамерном уравнительном резервуаре при сбросе нагрузки ГЭС уровень воды в шахте быстро поднимается; когда вода начинает заполнять верхнюю камеру, повышение уровня замедляется. При заполнении резервуара кинетическая энергия воды в напорной деривации переходит в потенциальную энергию воды, заполняющей резервуар. При одинаковом уровне центр тяжести объема воды в верхней камере расположен выше, чем в цилиндрическом резервуаре. Поэтому объем такой камеры будет меньше, чем объем цилиндрического резервуара. При увеличении нагрузки уровень воды в шахте понижается и в работу вступает нижняя камера. Двухкамерный резервуар применяется при больших напорах на ГЭС.
Двухкамерный уравнительный резервуар с водосливом. Для уменьшения размеров верхней камеры устраивают водослив, обычно кольцевого очертания (рис. 16-1, тип V). При сбросе нагрузки ГЭС уровень воды в шахте сравнительно быстро достигает гребня водослива и верхняя камера начинает заполняться. Объем верхней камеры с водосливом всегда будет меньше объема камеры без него. Для выпуска воды из верхней камеры в стенках стояка устраиваются отверстия.
Пневматический уравнительный резервуар (рис. 16-1, тип VIII) состоит из закрытой воздухонепроницаемой камеры, внутри которой над поверхностью воды воздух имеет избыточное, сверх атмосферного, давление р. При сбросе нагрузки происходит подъем уровня воды в пневматическом резервуаре и сжатие воздуха, что ограничивает высоту подъема уровня воды в нем. При колебательном движении водных масс в напорной системе происходит попеременное сжатие и разрежение воздушного пространства в резервуаре. Воздух частично увлекается движущейся водой., поэтому требуется контролировать его состояние и периодически осуществлять подкачку его в резервуар.
Тип IX. Полупневматический уравнительный резервуар (рис. 36-1, тип IX.) представляет собой закрытую камеру с малым отверстием в ее потолке. Малое отверстие является сопротивлением для потока воздуха, вытесняемого из резервуара через отверстие или засасываемого через отверстие в резервуар. Наличие сжимаемого объема воздуха над уровнем воды способствует быстрому затуханию колебаний уровня в резервуаре и не требует значительного быстродействия от регуляторов скорости у турбин. Опйты с полупневматиче- ским резервуаром в СССР показали, что этот тип резервуара эффективно гасит колебание уровня воды в нем.
Тип X. Резервуар со сбросом воды. Стремясь сократить высотные размеры уравнительного резервуара типов Г—VII и его стоимость, иногда сооружают резервуар с частичным сбросом воды при сбросе нагрузки ГЭС. Однако это влечет за собой не только потерю электроэнергии на гидроустановке, но и увеличение затрат на сооружение водосброса (рис. 16-1, тип X). Необходим в таких случаях тщательный технико-экономический расчет, подтверждающий целесообразность выбранного варианта.
УРАВНИТЕЛЬНЫЕ РЕЗЕРВУАРЫ (НИЗОВЫЕ) НА ОТВОДЯЩЕЙ НАПОРНОЙ ДЕРИВАЦИИ (РИС. 16-2)
Уравнительные резервуары на отводящем тракте имеют свои особенности. Низовой резервуар целесообразно располагать не над туннелем, как это принято делать в большинстве случаев для подводящей деривации, а в стороне от трассы отводящего туннеля, располагая соединительный патрубок между туннелем и резервуаром горизонтально или наклонно.
Типы XI и XII. При сравнительно небольших колебаниях уровня НБ рекомендуется устанавливать резервуар в виде длинной камеры с увеличенным по. высоте сечением отводящего туннеля (рис. 16-2, тип XI). С целью уменьшения амплитуд колебаний уровня воды при неустановившихся режимах в такие резервуары встраиваются горизонтальные диафрагмы с одним или /двумя отверстиями в ней. на начальном и концевом участках, в зависимости от длины камеры (рис. 16-2, тип XII). Площадь каждого отверстия не должна быть меньше площади поперечного сечения отводящего водовода, чтобы избежать дополнительного повышения давления при неустановившихся режимах в отводящем туннеле и у отсасывающих труб. При сравнительно большой длине уравнительной камеры, для уменьшения объемов работ по камере, вместо диафрагмы рекомендуется подъем отметки дна камеры над отметкой дна отводящего туннеля.