8915

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

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:

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