В современных проектах
рассматриваются компоновки здания ПЭС с использованием капсульных агрегатов
при двух- и односторонней работе и агрегатов Страфло при односторонней
работе.
Проточная часть здания ПЭС Ране стала классической для
приливных электростанций и принята в проекте ПЭС Фанди. Для выбора габаритов
проточной части дана схема на 12.2, где размеры указаны в долях Dj [94i. При
оптимальном верховом расположении капсулы длина проточной части в сторону
бассейна, короче чем в сторону моря (5,5 Dx), ввиду преимущественной прямой
турбинной работы в этом направлении, когда более длинный участок турбинного
тракта используется как отсасывающая труба.
Требуется разработка специальных регуляторов напряжения и
безусловно соответствующего соотношения мощности ПЭС и системы, а также
создание ротора генератора с усиленной демпферной обмоткой и системой
охлаждения.
няющейся от круглой в примыкании к турбинной камере до
прямоугольной на выходе. Испытания этой конфигурации, проведенные на
Кислогубской ПЭС, показали ее существенные гидравлические преимущества перед
проточной частью печных ГЭС, имеющих конусообразное сечение. Однако в
последнее время конструкторы фирмы Alsthom в интересах упрощения строительных
форм склоняются также к коническому сечению. Заглубление оси рабочего колеса
под минимальный (наинизший теоретический) уровень уточняется с учетом
конкретных данных створа и условий кавитации, которые в случае исключения
насосной работы снижают требования к заглублению. Отметка верхней кромки
выходного сечения отсасывающей трубы определяется с учетом высоты волны.
Расстояние между осями агрегатов, определяющее габаритный
объем конструкции, определяется также из условия допустимых потерь напора как
2 Dt плюс толщина бычка. Значение 2 D, соответствует диаметру капсулы,
равному 0,8 Dv
Общая компоновка верхнего строения должна отвечать прежде
всего условиям обслуживания, монтажа и демонтажа элементов агрегата, которые
благодаря возможности их раздельной выемки (установки) через люки машинного
зала облегчают проведение ремонтов (например, выем отдельной лопасти и других
элементов рабочего колеса, включая его втулку, без предварительного демонтажа
генератора, как это необходимо делать у вертикальных агрегатов). Возможно
также производить монтаж-демонтаж генератора независимо от турбины.
На ПЭС Ране, Кислогубской и в проекте ПЭС Фанди 1977 г. принят один люк для монтажа-демонтажа агрегата, что усложняет ремонт генератора, но при этом
стоимость строительных конструкций уменьшается, хотя требуется установка двух
козловых кранов.
Представляет интерес новая компоновка, данная в последних
проектах ПЭС Северн, позволяющая производить выем агрегата в сборе (как это
было сделано в 1954 г. для агрегата микро-ГЭС Кастэ во Франции). Такое
решение осуществляется по принципу конструкции самолетного крыла в виде
мощной консольной балки, образующей перекрытие турбинного водовода и
позволяющей плавучему крану грузоподъемностью 2000 т поднять с баржи и
установить в блоке или снять из блока на баржу агрегат, предназначенный к
ремонту.
Устройство пазов для установки ремонтных заграждений с
обеих сторон турбинного тракта приводит к удлинению подводной части здания
ПЭС до 11 Dt, поскольку требуется выдвижение оголовков бычков перед выходным
(входным) сечением отсасывающей трубы . При расположении ремонтных ограждений
в суженной части турбинного водовода можно сократить расход металла и
облегчить манипулирование заграждениями
Устройства аварийных затворов з турбинном водоводе ПЭС не
требуется ввиду наступающего через каждые 6 ч 12 мин естественного
выравнивания уровней.
Расположение трансформаторов и кранов варьируется в
зависимости от климатических условий. В проекте ПЭС Фанди 1977 г. трансформаторные ячейки располагаются над шахтой доступа и помещением системы возбуждения и
электрических устройств. При наличии передвижных рельсовых платформ установку
трансформаторов можно вести с помощью общего крана. Поскольку один
трансформатор устанавливается на 8 агрегатов, свободные помещения между
трансформаторными ячейками используются для размещения генераторных
отключателей.
Расположение стен верхнего строения .со стороны моря и
бассейна принимается из условий компоновки устройств и помещений управления,
мастерских и монтажных площадок. В проекте ПЭС Фанди одна монтажная площадка
принята на 16 агрегатов.
Из 12.1, а, б, г видно, что конструкция здания ПЭС при
односторонней работе принципиально не отличается от здания при двусторонней
работе. В последнем случае длина проточной части уменьшается на 23 % вследствие
исключения работы агрегата в обратном направлении и отсутствия в этом случае
необходимости использовать подводящий водовод в качестве отсасывающей трубы.
Такое укорочение проточной части позволяет уменьшить объем бето- тона в
здании ПЭС примерно на 7 %, но ведет к потере выработки ПЭС на 20—30 %.
Исключение насосной работы при установке агрегата Страфло
позволяет поднять по условиям кавитации ось рабочего колеса и уменьшить объем
выемки котлована, но ведет к дополнительному (на 5—10 %) уменьшению выработки.
Специфика режима ПЭС требует значительного водопропускного
фронта, который в отличие от фронта речных ПЭС используется не для пропуска
паводковых и других неэнергетических расходов воды, а для ускорения
выравнивания уровней и обеспечения оптимальных условий работы турбин.
Таким образом, работа водопропускных отверстий влияет на
энергоотдачу ПЭС: например, на ПЭС Ране выход из строя одного из шести
отверстий уменьшает выработку на 2 %, а отсутствие водопропускных отверстий,
по расчетам Прендла, уменьшает выработку ПЭС на 33 %. Поэтому число отверстий
обычно сопоставимо с числом агрегатов и даже превышает его, измеряясь
десятками и сотнями (ПЭС Северн — 180) и составляя значительную часть
стоимости здания (ПЭС Северн — 40 %) 1233], поскольку их пропускная
способность пропорциональна Ия/г, а не Н1^, как для агрегатов.
Это обусловило увеличение длины (в направлении потока)
водопропускного отверстия ( 12.4): в проекте ПЭС Ране при односторонней
работе на опорожнение длина 25 м, в проекте Фанди 1969 г. длина 41,2 м н 1977 г. длина 50,6 м и приближение конфигурации проточного сечения к водоводу
типа Вентури. Но в проекте ПЭС Северн 1981 г. длина водосброса вдоль потока составляет всего 32 м и конфигурация сечения упрощена до прямоугольного раструба.
Такое решение обосновано оптимизацией по критерию минимума затрат на
сооружение и стоимости потерь энергии.
|