Основы гидроэнергетики. Затворы

Важнейшим элементом оборудования любой гидроэлектростанции являются затворы — устройства, позволяющие регулировать пропуск воды через ее сооружения. От надежности затворов напрямую зависит безопасность эксплуатации всей станции, поэтому этим устройствам уделяется особое внимание. Конструкции затворов отличаются чрезвычайным разнообразием, посему я, не касаясь всяческой экзотики, расскажу о наиболее часто применяемых конструкциях этих механизмов.

Сегментный затвор берегового водосброса Колымской ГЭС.

Все затворы можно разделить на несколько групп. Принципиально отличается специфика работы затворов на водосбросных сооружениях, и затворов, связанных с трактом подачи воды на турбины — первые большую часть времени закрыты, вторые — наоборот, открыты. К затворам, обслуживающим турбины, зачастую предъявляются особые требования по скорости работы, а также по способности выдерживать большие гидродинамические нагрузки — ведь некоторым из них приходится перекрывать разогнавшийся в водоводах поток воды, обладающий огромной энергией. Отдельно выделяют поверхностные затворы и затворы глубинные, работающие под давлением воды.

Поверхностные затворы водосбросной плотины Нижегородской ГЭС

Часто выделяют основные затворы (как правило, это затворы на водосбросной плотине), аварийные — перекрывающие поток воды при авариях (они должны работать быстро и в условиях текущей воды), ремонтные — перекрывающие доступ воды при ремонте основного затвора (обычно они опускаются в спокойную воду). По конструкции, чаще всего затворы изготавливают из стали, но иногда используются и другие материалы — алюминиевые сплавы, железобетон, дерево.

Плоские затворы
Самый простой и самый распространенный тип затворов. Представляет собой плоский щит, перемещающийся вверх-вниз по полозьям. Оперируют такими затворами с помощью электрических и гидравлических приводов, а если большая оперативность не нужна — то с помощью кранов, обычно козловых. Эти затворы часто используют в качестве ремонтных и аварийно-ремонтных — например, на Саяно-Шушенской ГЭС водоводы перекрываются именно плоскими затворами.

Вполне типичный плоский затвор.


Ремонтные плоские затворы. Часто они хранятся отдельно и при необходимости устанавливаются там, где это необходимо.

Недостатками плоских затворов являются значительное усилие на подъем, превышающее его вес в 2-3 раза, невысокая устойчивость к ледовым нагрузкам, риск заклинивания затвора в пазах вследствие их износа или засорения.

Сегментные затворы
В отличие от плоского, сегментный затвор изогнут и прикреплен к шарниру, вокруг оси которого и вращается. Такая конструкция значительно снижает усилие на подъем, а также увеличивает жесткость затвора и соответственно его сопротивляемость ледовым нагрузкам. В связи с этим, сегментные затворы получили очень широкое распространение как основные поверхностные затворы водосбросных сооружений, достигая зачастую очень внушительных размеров (впрочем, есть и немало глубинных сегментных затворов). Затворы такого типа установлены, в частности, на береговом водосбросе Саяно-Шушенской ГЭС.

Сегментый затвор комплекса защитных сооружений Санкт-Петербурга от наводнений.

Близок с сегментному т.н. секторный затвор, который в отличие от сегментного пропускает воду не под, а над собой, что очень удобно при сбросе в нижний бьеф льда.

Плоский (а), сегментный (б) и секторный (г) затворы.

Вальцовые затворы
Представляют собой цилиндр, перекатывающийся по наклонным путям, приводимый в действие цепным механизмом. Отличаются очень большой устойчивостью к внешним воздействиям, но значительной стоимостью, посему применяются относительно редко, в основном на горных реках, перемещающих большое количество наносов.

Дисковые затворы
Эти затворы представляют собой закрепленный на горизонтальной оси диск. Перекрытие воды осуществляется поворотом диска. Такие затворы могут работать и при довольно значительных напорах (например, такой затвор диаметром 5 м, установленный на Чиркейской ГЭС, рассчитан на напор 223 м), хотя в основном их используют на напорах до 200 м. Очень часто такие затворы устанавливают в качестве предтурбинных, т.е. расположенных вблизи входа в спиральную камеру.

Дисковый затвор одной из японских ГЭС. Фото отсюда

Шаровые затворы
Эти затворы в гидроэнергетике применяются преимущественно в качестве предтурбинных при больших напорах (в т.ч. более 1000 м). Они довольно дороги, но при напорах более 200-250 м особых альтернатив им нет. В России такие затворы установлены на Баксанской, Гизельдонской, Зеленчукской ГЭС, а самые большие затворы этого типа в России будут смонтированы на строящейся Зарамагской ГЭС-1.

Шаровой затвор. Фото отсюда


Поделиться



Комментарии (1)

  • Техно-НДТ написал 11.07.2012 в 18:52 Ответить

    очень качественно и понятно описаны имеющиеся затворы.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Имя*
E-mail*
Сайт
Комментарий

You may use these HTML tags and attributes: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <s> <strike> <strong>