7962

начиная с отметки порога низового портала ПНП = СУ – d, при строительном уровне воды в нижнем бьефе СУ. Отметка порога верхового портала – ПВП =

ПНП + i× L, где L – протяжённость туннеля в плане. Напор на верховом портале

Hп в случае напорного (Hп > 1,4 hвх) и полунапорного (1,2 hвх < Hп < 1,4 hвх)

входа определяется из напорной формулы Qсбр = μω2g Hп3/ 2 . Вычисляется строительный уровень воды в верхнем бьефе УВБс = ПВП + Hп, относительно которого с запасом 1,5 м определяется отметка гребня верховой перемычки ГВП=УВБс + 1,5 м. Аналогично определяется отметка гребня низовой перемыч-

ки ГНП=СУ + 1,5 м. Возможно провести технико-экономическое сравнение ва-

риантов туннеля, т.к. увеличение сечения туннеля и его удорожание, уменьшает строительный УВБ и, следовательно, высоту верховой перемычки и её стои-

мость, и наоборот.

Конструкции перемычек для строительства сооружений гидроузла могут быть разработаны с использованием аналогов [6, 7].

В результате проектирования сооружений для пропуска строительных расходов должны быть представлены конструкции перемычек в виде их попе-

речных сечений, поперечные сечения отводящих сооружений (каналы, лотки,

трубы, туннели), а также продольные профили по осям отводящих сооружений с показанием естественной поверхности земли и врезкой этих сооружений.

4.3.6. Проектирование компоновки гидроузла

Конструкция и размеры сооружений гидроузла дают возможность разра-

ботать его компоновку, т. е. взаимное расположение этих сооружений с учётом способа пропуска строительных расходов. Проектирование компоновки позво-

ляет уточнить размеры и конструкции основных сооружений, а также устано-

вить размеры сопрягающих сооружений – устоев, стенок, подводящих и отво-

дящих каналов, струенаправляющих дамб и др.

31

Разработка компоновки гидроузла должна основываться на принципах,

изложенных в разделе 4.2, и учитывать особенности гидроузлов, описанные в разделах 4.3 и 4.4.

Опыт проектирования и строительства гидроузлов выработал несколько основных вариантов компоновки, на которые следует ориентироваться при вы-

полнении курсового проекта.

При русловом здание ГЭС применяется пойменная или русловая компо-

новка: в первой бетонные сооружения размещаются на пойме реки, во второй – в русле. Достоинства и недостатки этих компоновок описаны, например, в [5].

Компоновки гидроузлов с приплотинными зданиями ГЭС выполняются чаще русловыми, но при глухих плотинах из грунтовых материалов – с берего-

вым расположением бетонных сооружений [5].

Сооружения деривационных и смешенных ГЭС по местоположению и назначению разделяются на [5]:

-головной гидроузел;

-собственно деривацию с сооружениями на ней;

-станционный гидроузел.

Компоновки головных гидроузлов осуществляют по тем же вариантам,

что и гидроузлы плотинных схем ГЭС.

Варианты деривации могут различаться как типом – канал, туннель, тру-

бопровод, так и местом размещения ней здания ГЭС: длинная подводящая и короткая отводящая деривация; короткая подводящая, но длинная отводящая деривация, промежуточное расположение здания ГЭС [5].

Компоновка станционного узла зависит главным образом от характера деривационного водовода – напорный или безнапорный [5].

Разработанные компоновки вариантов гидроузла следует представить в виде их генеральных планов в определённом масштабе, с отметками горизонта-

лей, составом (экспликацией) сооружений.

32

5.ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОБЪЁМОВ СТРОИТЕЛЬНО-МОНТАЖНЫХ РАБОТ

ИСМЕТНОЙ СТОИМОСТИ СТРОИТЕЛЬСТВА

Физические объёмы строительных работ необходимо определять по кон-

структивным чертежам проекта с составлением для земляных сооружений про-

дольных и поперечных профилей в соответствии с топографическими планами.

Такой подход применяется, для примера, к вычислению объёма тела глухой плотины (рис. 5.1). В начале с помощью топографического строится профиль долины реки по оси плотины (при криволинейной оси – развёртка); если в ос-

новании плотины предусматривается уборка слабого или разрушенного грунта,

профиль корректируется на соответствующую величину. После этого составля-

ется график зависимости площади поперечного сечения плотины от её высоты;

с помощью этого графика и профиля долины строится график изменения пло-

щади поперечного сечения плотины вдоль её гребня. Площадь последнего гра-

фика и есть объём тела плотины. Если часть створа занята другими сооружени-

ями, то на графике намечаются границы таких сооружений и исключается часть площади графика в этих границах.

Объёмы работ по сооружениям, которые подробно не разрабатывались,

определяются по аналогам или по комплексным показателям. Так, объём бето-

на в подводном массиве здания ГЭС можно выяснить по рис 5.2. Архитектурно-

строительные работы по надводной части (выше пола машзала) надземного здания ГЭС устанавливаются перемножением длины, высоты и ширины здания.

Объёмы работ и стоимость гидросилового (турбины, генераторы) и элек-

тротехнического оборудования исчисляются непосредственно в рублях как произведение установленной мощности и укрупнённого показателя стоимости

(руб./кВт), увеличенного на стоимость монтажных работ [20].

33

Масса гидромеханического оборудования может определяться по при-

ближённым формулам или графикам. Так, масса плоского стального затвора выражается зависимостью [6]

lот – пролёт (ширина) отверстия, м.

Определяя массу всех затворов, нужно учитывать, что аварийные, ава-

рийно-ремонтные и рабочие затворы устанавливаются в каждом отверстии (ес-

ли эти затворы вообще предусматриваются), а ремонтные – по одному на 3 ÷ 4

отверстия.

Масса кранов может быть установлена по их грузоподъёмности [5], а для крана машзала примерно равна массе ротора генератора [5], крана рабочего за-

твора водосброса – в 1,8 ÷ 2 раза больше массы затвора, крана ремонтного за-

твора – равна массе затвора.

Объёмы работ и оборудования подсчитываются в единицах измерения,

принятых в документах по определению стоимости, в частности, в [20]. Резуль-

таты подсчёта объёмов рекомендуется вносить в ведомости [9].

Определение сметной стоимости строительства начинается с подсчётов стоимости сооружений основного производственного назначения. Результат является сметной стоимостью главы 2 сводного расчёта. Распределение затрат по другим главам следует определять в процентах стоимости строительно-

монтажных работ главы 2. Более подробное вычисление сметной стоимости строительства освещено в [20, 21].

35

6. СРАВНЕНИЕ И ВЫБОР ВАРИАНТА ГИДРОУЗЛА

При одинаковых энергетических параметрах – Nу и Э0 – основным крите-

рием оптимальности варианта гидроузла является его сметная стоимость строи-

тельства, определённая сводным сметным расчётом: оптимальным, считается вариант, имеющий меньшую стоимость.

Однако разницу сметной стоимости вариантов в 3-5 % следует считать несущественной, так как эта разница находится в пределах точности расчётов.

В таких случаях при выборе варианта нужно обратить внимание на другие по-

ложительные стороны вариантов. К ним можно отнести использование местных строительных материалов, меньший объём бетона, расположение бетонных со-

оружений на одном берегу, меньшая площадь затопления (для деривационной схемы по сравнению с плотинной) и т. п.

При сравнении вариантов гидроузла с разными энергетическими пара-

метрам выбор оптимального должен проводиться по минимуму расчётных за-

трат. Этот вопрос освещается, например, в [19].

В курсовом проекте необходимо на основе анализа положительных и от-

рицательных сторон вариантов дать мотивированное заключение о том, какой из рассмотренных вариантов принимается к дальнейшей разработке.

36

7. РАЗРАБОТКА ВЫБРАННОГО ВАРИАНТА ГИДРОУЗЛА

7.1.Сроки строительства гидроузла

Крупные гидроузлы, как правило, являются уникальными объектами, по-

этому для них не установлены нормы продолжительности строительства. Эта продолжительность обычно определяется на основе календарного плана строи-

тельства и финансирования.

В данном проекте для упрощения можно оценить ориентировочный срок строительства по графику рис. 7.1, составленному по данным построенных гид-

роэлектростанций. При сметной стоимости, меньшей чем на этом графике, срок строительства можно принять: при сметной стоимости от 10 до 100 млн. руб. – 3-6 лет; при сметной стоимости менее 1 млн. руб. следует планировать строи-

тельство в течении 1-1,5 лет с выполнением бетонных работ в период между двумя смежными половодьями.

7.2.Пусковой комплекс ГЭС

7.2.1.Обоснование параметров пускового комплекса

Для более раннего получения электроэнергии целесообразно осуществ-

лять ввод агрегатов в эксплуатацию до завершения строительства гидроузла.

Для низкоо- и средненапорных гидроузлов такой ввод обычно не представляет проблем, так как к этому моменту их водохранилища могут быть наполнены до

УМО.

В средненапорных гидроузлах с водохранилищами многолетнего регули-

рования наполнение водохранилища может происходить несколько лет, поэто-

му здесь пуск первых агрегатов целесообразно осуществлять при уровне верх-

него бьефа ниже УМО. Однако этот уровень должен обеспечивать максимально

37

где Hдоп ≥ 0,5Hmax для турбин типа ПЛ или Hдоп ≥ (0,6-0,7)Hmax для турбин типа

РО.

Мощность агрегата, развиваемая во время эксплуатации 1-го пускового комплекса, может быть определена по формуле

где Q′ – принимается таким же, как в разделе 4.5.2

1P

Выработка электроэнергии за период эксплуатации пускового комплекса упрощённо может вычисляться по зависимости

Для высоконапорных гидроузлов пуск агрегатов в эксплуатацию при ми-

нимально допустимом напоре может оказаться малоэффективным. На ГЭС та-

ких гидроузлов целесообразна установка временных рабочих колёс, могущих работать при более низких напорах, чем постоянные. Соответствующий опыт

[5, 19] показывает, что пуск турбин с временными рабочими колёсами может

ющей HВЭ турбины.

38

Мощность и выработка электроэнергии гидротурбины с временным коле-

сом вычисляется по формулам (7.2) и (7.5) соответственно, причём TВЭ может

быть увеличено по сравнению с определённым по рис. 7.1.

Установка временного рабочего колеса может потребовать изменения вы-

сотного положения турбин. Это обстоятельство проверяется по формуле (4.9),

результат которой будет H SВЭ . В эту формулу вместо Hср нужно подставить

HВЭ, а коэффициент кавитации σ принять по табл. 4.3 для турбины, соответ-

ствующей HВЭ. Если НSВЭ < H S , то необходимо заглубление турбины с времен-

ным колесом по сравнению с турбинами для постоянной эксплуатации.

7.2.2. Эффективность эксплуатации пускового комплекса

Эксплуатация пускового комплекса будет эффективной (экономически),

при выполнении соотношения [19]:

где СТ = 0,5-1,5 коп./кВт·ч – средний тариф на электроэнергию в ценах 1986 г.;

КДОП – дополнительные капитальные затраты на пусковой комплекс; ИДОП – до-

полнительные эксплуатационные затраты, которые приближенно можно при-

нять ИДОП = αКДОП, где α=0,02-0,04 год-1.

Дополнительные капитальные затраты возникают за счёт следующих об-

стоятельств:

- при УВЭ < УМО может потребоваться переустройство водоприёмника с понижением его порога; проектирование водоприёмника для пускового ком-

плекса можно выполнить по разделу 4.5.4; - изменение конструкции водоприёмника увеличивает объёмы строитель-

но-монтажных работ, массу и стоимость оборудования (затворов) из-за увели-

чения глубины их расположения; - возрастание массы затворов увеличивает грузоподъёмность кранового

оборудования;

39

- если порог водоприёмника пускового комплекса размещается более чем на 100 м ниже НПУ, то необходимо его переустройство для постоянной эксплу-

атации;

- при установке временных колёс возникают затраты на их приобретение,

монтаж и демонтаж; стоимость временного рабочего колеса можно определить,

перемножив его мощность и укрупнённый показатель стоимости; в качестве последнего можно взять 20-30 % от укрупнённого показателя стоимости гидро-

силового и электротехнического оборудования ГЭС [20]; стоимость монтажа составляет около 12% стоимости колеса, стоимость демонтажа можно принять равной стоимости монтажа;

-если высота отсасывания для пускового комплекса оказывается меньше таковой для постоянной эксплуатации, то возникают затраты на заглубление рабочего колеса в соответствии с высотой отсасывания;

-возможны и другие затраты на создание пускового комплекса.

Для определения дополнительных капитальных затрат на целесообразно

составить смету этих затрат.

40