8915
.pdfМИНОБРНАУКИ РОССИИ Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования
«Нижегородский государственный архитектурно-строительный университет»
А. В. Февралев
ГИДРОМЕХАНИЧЕСКОЕ ОБОРУДОВАНИЕ ГИДРОСООРУЖЕНИЙ И ГИДРОЭЛЕКТРОСТАНЦИЙ
Учебно-методическое пособие
по подготовке к лекциям, практическим занятиям (включая рекомендации обучающимся по организации самостоятельной работы), выполнению лабораторных и курсовых работ для обучающихся по дисциплине «Гидромеханическое оборудование гидросооружений и гидроэлектростанций» направлению подготовки / специальности 08.05.01 Строительство уникальных зданий и сооружений направленность (профиль) / специализация Строительство гидротехнических сооружений повышенной ответственности
Нижний Новгород
2022
2
МИНОБРНАУКИ РОССИИ Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования
«Нижегородский государственный архитектурно-строительный университет»
А. В. Февралев
ГИДРОМЕХАНИЧЕСКОЕ ОБОРУДОВАНИЕ ГИДРОСООРУЖЕНИЙ И ГИДРОЭЛЕКТРОСТАНЦИЙ
Учебно-методическое пособие
по подготовке к лекциям, практическим занятиям (включая рекомендации обучающимся по организации самостоятельной работы), выполнению лабораторных и курсовых работ для обучающихся по дисциплине «Гидромеханическое оборудование гидросооружений и гидроэлектростанций» направлению подготовки / специальности 08.05.01 Строительство уникальных зданий и сооружений направленность (профиль) / специализация Строительство гидротехнических сооружений повышенной ответственности
Нижний Новгород ННГАСУ
2022
3
УДК (Присваивает библиотека)
Февралев А.В. Гидромеханическое оборудование гидросооружений и гидроэлектростанций: учебно-методическое пособие / А.В. Февралев; Нижегородский государственный архитектурно-строительный университет. – Нижний Новгород: ННГАСУ, 2022. – 28 с. – Текст: электронный.
В пособии рассматриваются общие сведения об оборудовании, дается характеристика гидравлических машин, электрического, механического и подъемно-транспортного оборудования, освещаются типы и виды затворов ГТС, описываются виды оборудования судоходных сооружений.
Предназначено для обучающихся в ННГАСУ по дисциплине «Гидромеханическое оборудование гидросооружений и гидроэлектростанций» направлению подготовки / специальности 08.05.01 Строительство уникальных зданий и сооружений направленность (профиль) / специализация Строительство гидротехнических сооружений повышенной ответственности.
Ключевые слова: оборудование ГЭС и ГТС, гидравлические машины, затворы, подъ- емно-транспортное, судоходные.
© А.В. Февралев, 2022 © ННГАСУ, 2022
4
СОДЕРЖАНИЕ
Введение………………………………………………………………………. 5
1. Общие сведения об оборудовании ГТС и ГЭС………………………… 6
2.Гидравлические машины ……….……………………………………….. 8
2.1.Гидротурбины……………………………………………………… 8
2.2.Гидравлические насосы………………………………………….. 9
2.3.Обратимые гидромашины………………………………………… 10
3.Гидроагрегаты …………………………………………………………...... 11
4.Электрическое оборудование .…………………………………………… 12
5. Механическое оборудование…………………………………………… 13
6.Подъемно-транспортное оборудование .………………………………... 15
7.Вспомогательное оборудование ГЭС………………... …………………. 17
8.Общие сведения о затворах ГТС и ГЭС ..…………………...................... 18
9.Затворы поверхностных отверстий …...…………………………............. 19
10.Глубинные затворы ..……………………………………………………. 22
11. Оборудование судоходных сооружений ……………………………… 23
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК………………………………………. 27
5
ВВЕДЕНИЕ
Для специализации «Строительство гидротехнических сооружений по-
вышенной ответственности» направления подготовки Строительство уникаль-
ных зданий и сооружений читается дисциплина «Гидромеханическое оборудо-
вание гидросооружений и гидроэлектростанций». Пособие предназначено для углубленного изучения названной дисциплины, а также в помощь выполнения курсовых работ (проектов) и выпускных квалификационных работ.
Объем дисциплины составляет 144 часа, в том числе 32 часа лекций, 16
часов лабораторных занятий, 16 часов практических занятий.
6
1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ ОБ ОБОРУДОВАНИИ ГТС И ГЭС
Оборудование можно разделить на: основное технологическое, вспомога-
тельное технологическое, электрическое, механическое, подъемно-
транспортное.
Конкретные типы и виды оборудования зависят от назначения и функций ГТС и ГЭС (рис. 1.1).
Вспомогательное технологическое оборудование – оборудование, предна-
значенное для обеспечения работы основного.
Электрическое оборудование – это оборудование для передаче электро-
энергии от технологического оборудования к ЛЭП или от ЛЭП к технологиче-
скому оборудованию.
Механическое оборудование – оборудование, обеспечивающее подачу воды к технологическому оборудованию или подачу воды от технологического оборудования к потребителям.
Подъемно-транспортное оборудование – оборудование для подъема-
опускания и перемещения другого оборудования при осмотрах, сборке-
разборке, ремонте и обслуживании.
7
8
2. ГИДРАВЛИЧЕСКИЕ МАШИНЫ
2.1. Гидротурбины
Предназначаются для преобразования гидравлической энергии в механи-
ческую (обычно в энергию вращения). Турбины делят на классы: реактивные;
активные. В свою очередь классы разделяют на типы: реактивные – осевые по-
воротно-лопастные ПЛ (зарубежное название – турбины Каплана); пропеллер-
ные (Пр)); радиально-осевые (Френсиса) РО; диагональные Д и др.; активные – ковшовые К (Пельтона); поперечно-струйные (Банки); наклонно-струйные
(Тюрго); свободно-поточные (СП).
Рисунок 2.1 – Схема установки турбины на ГЭС
На рис. 2.1 НСТ – статический напор, т. е. напор при расходе ГЭС, равным нулю. Фактический напор при работе ГЭС меньше статического, Н.
Мощность турбины, кВт:
N=9,81ηQH, |
(2.1) |
η – КПД турбины; Q – расход турбины, м3/с; Н – напор, м.
9
2.2. Гидравлические насосы
Предназначены для преобразования механической энергии в гидравличе-
скую. По характеру силового воздействия, а, следовательно, и по виду рабочей камеры различают насосы динамические и объемные. В динамическом насосе силовое воздействие на жидкость осуществляется в проточной камере, посто-
янно сообщающейся с входом и выходом насоса. В объемном насосе силовое воздействие на жидкость происходит в рабочей камере, периодически изменя-
ющей свой объем и попеременно сообщающейся со входом и выходом насоса.
10
2.3. Обратимые гидромашины
Обратимые гидромашины – это машины, которые могут работать и как насос, и как гидротурбина.
Обратимые гидромашины могут выполняться, как и реактивные гидро-
турбины, осевыми, диагональными и радиально-осевыми. Тип определяется напором и конструкцией ГАЭС.
Рисунок 2… - Схема обратимой гидромашины
а) разрез по агрегату с обратимой гидромашиной; 1 – затвор; 2 – обратимый генератордвигатель; 3 – обратимая ГМ; б) рабочее колесо