В.И. Бабкин: Гидроузел СШ ГЭС, предварительный расчет

Предварительный расчет при Qмакс = 25000 м3/с (таблица 1), Vтр = 15,3 км3,                Qи = 2300 м3/с, Qx = 13600 м3/с.

Из уравнений (3) и (4) следует, что:

Vx = 38,17 – 15,3 = 22,87 км3


W = Wи + Vтр + Vx = 8,13 + 15,3 + 22,87 = 46,3 км3

Проверка расчета:

Qмакс = Qи + Qтр + Qх =2300 + 9100 + 13600 = 25000 м3

Объем холостых сбросов воды равен нулю при W = Wи + Vтр = 8,13 + 15,3 = 23,43км3, а расход холостого сброса нулевой при Qмакс = Qтр + Qи = 9100 + 2300 = 11400 м3/с (при обеспеченности 1% он равен 13300 м3/с).

Первоначальные расчеты Саяно-Шушенской плотины предусматривали заполнение водохранилища до ФПУ – 542 м, при гребне плотины 544 м ([2], стр.244-247). При рабочем проектировании высоту гребня плотины увеличили на 3 м до уровня 547 м, разрешили заполнять водохранилище до ФПУ – 544,5 м (резервный объем между НПУ-540 м и  ФПУ-544,5 м составляет 3 км3). Предусмотрели одиннадцать водосливных отверстий общей площадью сечения ω = 487 м2, через которые при напоре воды H = 65,5м (пороги отверстий на уровне 479м) можно было пропускать воды, где m = 0,78 коэффициент расхода для больших отверстий.

Десять турбин ГЭС при максимальной нагрузке, равной установленной мощности 6400 МВт пропускали Qи = 3400 м3/с. Максимальный сбросной расход воды в нижний бьеф мог достигать 3400 + 13640 = 17040 м3/с, что позволяло транзитом пропускать катастрофический расход притока воды в дождевой паводок при заполненном резервном объеме водохранилища. Пропуск строительных расходов воды показал, что водобойный колодец недостаточно надежен и после больших разрушений крепления его дна в 1985 и 1988 годах была выполнена реконструкция, которая длилась 3 года с 1989 по 1991 год.

Забегая вперед, отметим, что в конце 2000 года Центральная комиссия по приемке в эксплуатацию Саяно-Шушенского гидроэнергокомплекса в акте отметила: “Водобойный колодец, восстановленный после разрушений креплений его дна в 1985 и 1988 годах, не обладает необходимой надежностью при пропуске расходов более 5000 м3/с”.

Водобойный колодец не был испытан и никогда с нагрузкой более 5000 м3/с не работал. Ленгидропроект сейчас гарантирует работу водобойного колодца без серьезных разрушений при пропуске расходов до 7500 м3/с. В начале 90-х годов при заполнении водохранилища до НПУ – 540 м появились трещины в бетоне напорной грани плотины и разуплотнение основания плотины, фильтрация воды в 5 раз превысила проектные предположения. Аварию удалось ликвидировать, но, опасаясь повторного раскрытия трещин и разуплотнения основания в 1996 году, снизили НПУ на 1м, а ФПУ даже на 4,5м.

Выполним расчет при ФПУ – 544,5 м, НПУ – 540 м, УМО – 500 м, Vтр =18,3 км3,  Qи = 2100 м3/с:

QНБ = Qи + Qx = 2100 + 12120 = 14220 м3/с.

.

С учетом этого расчета проектировщики Саяно-Шушенского гидроузла сделали три ошибки принципиального характера, которые нашли свое отражение в инструкции по эксплуатации водосброса №1047-10-119Т, 1989 г. пп. 3.1.3; 3.2.6:

1. Выполнили перерасчеты, предусматривающие заблаговременное начало холостых сбросов с пониженных уровней водохранилища 523м или 535м.

2. Обосновали снижение выдачи мощности ГЭС до 3950 МВт и соответственно снижение расхода воды через турбины до 2100 м3/с при установленной мощности ГЭС 6400 МВт и расходе воды через турбины 3400 м3/с.

3. Обосновали снижение расхода воды в нижний бьеф до 12000 м3/с (9900 м3/с — водосброс и 2100 м3/с – турбины ГЭС), снижение ФПУ до 544м (был 544,5м) и обустройство нижнего бьефа на расход 13300 м3/с.

Например, были снижены уровни Майнского гидроузла: НПУ с 326м до 324м, ФПУ с 328,5м до 326,7м. При ФПУ 328,5м гидроузел был способен пропустить 15900 м3/с (проверено на модели), а при ФПУ 326,7м – только 13300 м3/с (2100 м3/с – все три турбины ГЭС, работающие одновременно и 11200 м3/с — водосброс).

Но тогда еще не знали, что плотина не выдержит перегрузку, то есть переполнение водохранилища до ФПУ 544 – 544,5м. В 1996г. запретили заполнять резервный объем водохранилища 3 км3 .

На самом деле, следовало соблюсти паритет и назначить новый НПУ – 535м, но не 539м, как это сделано при перерасчете, иначе негде трансформировать внезапный дождевой паводок с максимальным расходом притока 16300 м3/с (таблица 1) до 13300 м3/с. В принципе водосброс с глубинным водозабором позволяет справиться с пропуском расчетного половодья, если о нем заранее известно. Для этого нужно начинать холостые сбросы воды при уровнях близких к УМО. Но тогда не имело смысла строить ГЭС.

По сути, вернулись к состоянию предварительного расчета трансформации, но при сниженных параметрах: Vтр =15,3 км3, Qмакс = 25000 м3/с, W = 46,3 км3, но при Qи = 2100 м3/с (был 2300, а в последних расчетах предлагается учитывать 1800), QНБ = 13300 м3/с (был 15900) и дефиците емкости для трансформации 7,52 км3.

Пример расчета времени заполнения Саяно-Шушенского

водохранилища

Пример расчета времени заполнения Саяно-Шушенского водохранилища при различной обеспеченности расхода притока воды (таблица 1) в половодье по параметрам предварительного расчета: T = 3704003сек = 42,87 суток., Wи = 8,13 км3, Tтр =3363235 сек = 38,93 суток.

Таблица 2: Расчет времени заполнения Саяно-Шушенского водохранилища.

Обеспеченность

5%

1%

0,1%

0,01%

0,01% + Δ

Половодье, апрель-июнь,

Qмакс, м3

10600

13300

17700

22600

25000

,км3

19,63

24,63

32,78

41,86

46,3

Vx = W — Wи — Vтр, км3

0

1,2

9,35

18,43

22,87

Еще записи на эту же тему:

Метки:


Страницы: 1 2

Оставить комментарий (Зарегистрируйтесь и пишите коментарии без CAPTCHи !)

 
© 2008-2017 EnergyFuture.RU Профессионально об энергетике. All rights reserved. Перепечатка материалов разрешается при условии установки активной гиперссылки на EnergyFuture.RU.