Расчет наплавных блоков. Расчет весовой нагрузки и балластировки. Остойчивость наплавных блоков ПЭС. Расчеты для проверки остойчивости. Приливные электростанции

  

Вся электронная библиотека >>>

 Приливные электростанции >>>

 

 

Приливные электростанции


Раздел: Учебники



 

12.4. РАСЧЕТ НАПЛАВНЫХ БЛОКОВ

  

При возведении конструкции ПЭС наплавным способом расчет их как обычных напорных сооружений дополняется расчетами прочности при буксировке, а также плавучести и остойчивости на разных этапах перегона (включая всплытие, буксировку и погружение на основание).

Внедрение в практику проектирования мощных и высокопроизводительных ЭВМ третьего поколения позволило рассчитывать напряженно-деформированное состояние сложных инженерных сооружений. Среди численных методов расчета, ориентированных на применение ЭВМ, наиболее эффективным является в настоящее время метод конечных элементов. МКЭ применительно к расчетам тонкостенных конструкций зданий ПЭС позволяет, как и при расчете судовых конструкций, использовать уточненные расчетные схемы, не прибегая к условному разделению напряженного состояния конструктивных элементов корпуса наплавного блока ПЭС на обусловленное общим и местным изгибом. Наплавной блок здания ПЭС, в котором устанавливается несколько агрегатов, >же не имеет в плане значительного преобладания размера в направлении потока над размером в перпендикулярном направлении, вследствие чего характер работы такой конструкции является сугубо пространственным. Такая конструкция рассчитывается как единое пространственное целое с учетом реальной конфигурации и толщин всех конструктивных элементов и фактического распределения нагрузок, действующих на сооружение. Высокая степень автоматизации расчетов, характерная для МКЭ, обеспечивает возможность просчета большого количества вариантов и определения напряженного состояния сооружения на всех этапах его работы (в строительный период с учетом поэтапности возведения, при всплытии блока в строительном котловане, на перегоне с учетом волновых воздействий, при балластировке в период посадки на основание, в эксплуатационный период).

Большое значение с точки зрения обеспечения прочности и долговечности сооружений ПЭС имеет учет их динамического напряженного состояния, возникающего при волновых и ледовых воздействиях, взаимодействии конструкции с потоком в подводящем и отводящем трактах и нестационарных режимах работы гидросилового оборудования.

Задачи расчета пространственных тонкостенных железобетонных конструкций сооружений ПЭС характеризуются большой сложностью даже при использовании МКЭ и быстродействующих ЭВМ. В некоторых случаях для преодоления этих трудностей рассчитываемую конструкцию приходится расчленять на составные субструктуры и применять метод суперэлементов, с успехом используемый для расчета сложных судовых, авиационных и тому подобных конструкций.

Естественно, что аналогично тому, как это было принято при расчете конструкции блока Кислогубской ПЭС, современные численные методы расчета* могут и должны сочетаться с более приближенными методами, если последние не дают значительного перерасхода материалов и не приводят к опасному снижению коэффициентов запаса прочности.

Плавучесть, остойчивость и буксировка рассчитываются по методам расчета плавучих доков.

Расчет весовой нагрузки и балластировки. Определяются вес блока с оборудованием, устанавливаемым на время перегона, и координаты центра тяжести xg, уе и zg в принятой схеме осей. Выравнивание блока на ровный киль производится приемом воды в балластные отсеки

С учетом краткосрочности операции удельное давление для блока может приниматься в соответствии с ожидаемой ветровой обстановкой на период перегона по данным долгосрочных наблюдений.

Остойчивость наплавных блоков ПЭС. Применительно к требованиям, предъявляемым Морским регистром к плавучим докам, остойчивость блоков следует считать достаточной, если угол крена при динамически приложенном кренящем моменте от действия ветра не превышает 4°.

Остойчивость блока при погружении или всплытии считается достаточной, если угол крена при динамическом кренящем моменте от действия ветра не превышает также 4°. При этом давление ветра принимается равным 400 Па. При соответствующем обосновании давление ветра в период погружения также может приниматься с учетом фактически ожидаемой ветровой обстановки.

Практика расчета наплавных блоков ПЭС показывает, что под влиянием ветра крен, как правило, меньше допускаемого, при этом достаточно, чтобы исправленная метацентрическая высота для принятого варианта погружения была не меньше 0,4—0,5 м.

При буксировке блока по трассам с ограниченной глубиной следует про

изводить оценку увеличения его осадки за счет ветрового крена или дифферента.

В отдельных случаях, когда осуществляется буксировка недостроенного блока, необходима проверка минимального надводного борта при динамическом действии ветра.

Расчеты для проверки остойчивости состоят из следующих этапов:

определение объемного водоизмещения V, м8, блока в зависимости от осадки Т блока на плаву; определение ординат центра водоизмещения zc, м, в зависимости от осадки погружаемого объема Т; определение ординат центра тяжести блока zg, м, в зависимости от осадки сооружения для принятой схемы приема балласта;

вычисление по известным теоретическим зависимостям продольной Н и поперечной h метацентрической высот: J х и J у — соответственно моменты инерции площади ватерлинии относительно главных центральных осей; iy и ix — соответственно моменты инерции отдельных (не связанных) отсеков с жидким балластом относительно собственных осей, параллельных главным центральным осям.

Вычисление метацентр и чес кой высоты производится для всех случаев посадки блока, включая погружение на основание путем приема водного балласта.

По результатам вычислений строятся кривые элементов плавучести и начальной остойчивости блока ПЭС и составляется таблица, в которой приводится информация по блоку при различных условиях нагрузки (данные по блоку на период его погружения не приведены).

Здесь R и г — соответственно продольный и поперечный метацентри- ческий радиусы,

Погружение блока на основание выполняется в соответствии с принятой схемой поступления балласта, обеспечивающей остойчивость блока при всех осадках. К началу спада уровня блок частично балластируется с тем, чтобы на малой воде он коснулся основания. Если посадка осуществлена с допустимыми отклонениями от проектной, то принимается дополнительный балласт, исключающий всплытие блока на полной воде. При необходимости операция погружения может быть повторена.

Расчеты прочности блока на период буксировки. Проверяется общая прочность блока, который рассматривается как балка сложного сечения, включающая в себя связи (эквивалентный брус). Изгибающие моменты и перерезывающие силы для этой балки на тихой воде вычисляются под действием нагрузки q, ординаты которой равны разности ординат кривых сил веса Рх и сил поддержания F вдоль оси х:

Для построения кривой веса блок длиной L разбивают на 10 или 20 (в зависимости от требуемой точности) участков равной длины ДL.

Ординаты сил поддержания блока F равны произведению удельного веса воды у, кН/м3, на погруженную площадь блока со, м2, в сечениях, перпендикулярных оси х.

Вычисление изгибающих моментов Мх и перерезывающих сил Qx производится по правилу трапеций в табличной форме.

Здесь L и В — соответственно длина и ширина блока, м; Лр — расчетная высота волны, м, при которой возможна буксировка в условиях нерегулярного волнения, принимаемая для буксировок в пределах одного моря равной 3 м; k0 = I,24-i-l,7 R!L (коэффициент kn нельзя принимать больше единицы); кг — коэффициент принимаемый для блоков, буксируемых морем; при L = 60 м kx = = 0,00172; при L- = 100 м kx = - 0,00136; при L= 140 м кг = = 0,00116; k2 = 2-^20 7VL, Т— осадка блока, м (коэффициент k2 нельзя принимать меньше единицы).

 

 

СОДЕРЖАНИЕ:  Приливные электростанции

 

Смотрите также:

 

Приливные электростанции. Приливные электростанции преобразуют...

Построенные приливные электростанции во Франции, России, Китае доказывают, что приливную электроэнергию можно производить в промышленных масштабах.

 

Гидроэлектростанция гидроэлектрическая станция ГЭС

Помимо гидроэлектростанций строят еще и г и д р о а к к у м у л и р у ю щ и е электростанции (ГАЭС) и приливные электростанции (ПЭС).

 

Энергия приливов. Возможности получения энергии из океана

В мире эксплуатируются несколько экспериментальных приливных электростанций (ПЭС). У нас в стране на побережье Баринцева моря с 1968 г. работает Кислогубская ПЭС...

 

ПЕРЕДВИЖНЫЕ ЭЛЕКТРОСТАНЦИИ

ПЕРЕДВИЖНЫЕ ЭЛЕКТРОСТАНЦИИ. Тип или марка Мощность станции (ква) Напряжение (в) Тип генератора Тип двигателя Вес (т). ЖЭС-9 9 230 СГС-6,25 Л-12 0,35.

 

Электростанции. Передвижная электростанция

...гидроаккумули-рующие и приливные), атомные электростанции; ветроэлектростанции (см. Ветроэнергетическая установка), геотермические электростанции и электростанции с...

 

ПРИРУЧЕНИЕ ПРИЛИВОВ

Вошла в строй Кислогубская ПЭС на Баренцевом море.
Именно на ее примере была предпринята попытка преодолеть «барьер стоимости» приливных электростанций.

 

...строительства: электрические станции тепловые электростанции...

...электрические станции (тепловые электростанции, гидроэлектрические станции, гидроаккумулирующие электростанции,атомные электростанции, приливные...

 

Первая электростанция. КОНЦЕНТРАЦИЯ ПРОИЗВОДСТВА...

В мире эксплуатируются несколько экспериментальных приливных электростанций (ПЭС). У нас в стране на побережье Баринцева моря с 1968 г. работает Кислогубская ПЭС...

 

ГИДРОАККУМУЛИРУЮЩАЯ ЭЛЕКТРОСТАНЦИЯ. Гидроаккумулирующие...

Особое место среди ГЭС занимают гидроаккумулирующие и приливные электростанции. Отдельные ГЭС или каскады ГЭС, как правило, работают в энергосистеме...

 

Последние добавления:

 

Справочник агронома  ШЛИФОВКА И ПОЛИРОВКА СТЕКЛА Производство комбикормов  Соболь   Меховые шапки  Арматура и бетон 

Облицовочные работы — плиточные и мозаичные   Огнеупоры  Древесные отходы   Производство древесноволокнистых плит

  Материаловедение для столяров, плотников и паркетчиков   Плотничьи работы Паркет   Деревянная мебель  Защитное лесоразведение