Водозаборный гидроузел деривационной ГЭС

Минобрнауки России

Санкт-Петербургский государственный политехнический университет

Инженерно-строительный факультет

Кафедра «Возобновляющиеся источники энергии и гидроэнергетика»

КУРСОВАЯ РАБОТА

«Водозаборный гидроузел деривационной ГЭС»

Руководитель, д-р тех. наук                                                 Н.П. Лавров

Студент гр. 4013/1                                                                Ю.А. Широков

Санкт-Петербург

2013

1.1 Расчет криволинейного зарегулированного русла

Основной параметр зарегулированного русла – его ширина по уровню воды В определяется в зависимости от уклона дна участка реки i и руслоформирующего расхода Qрусл для горных рек, принимаем уклон .

Для участков рек со средним уклоном дна i >0.005 ширина зеркала воды в подводящем русле по эмпирической формуле А.Н.Крошкина:

 м.,                                   (1)

Где i – средний продольный уклон по тальвегу реки, определяемый по плану в горизонталях.

Среднюю глубину потока на прямолинейном участке зарегулированного русла приближенно определяют по формуле:

м,                                                 (2)

Площадь живого сечения потока для прямоугольного сечения по формуле:

,                                                       (3)

тогда руслоформирующая скорость:

,                                                                 (4)

удельный расход воды находим:

                                                                (5)

Далее рассчитывается глубина размыва вогнутого берега подводящего русла

,                                                        (6)

где С=2,1 – коэффициент размыва.

После определяем гидравлические параметры потока и геометрические размеры подводящего русла.

Навал потока на вогнутый берег за счет действия центробежной силы

                                                                (7)

где =73,5 м – радиус закругления подводящего русла.

где =1,1 запас низа дамбы от дна воронки размыва,

=0,6 запас верха струенаправляющей дамбы над максимальным уровнем воды у вогнутого берега

Диаметр камня для крепления откоса из условия устойчивости на размыв

                                                  (8)

принимаем m=1.5 – коэффициент заложения откосов дамб

Определим ширину канала по дну по формуле:

b= B-2*m*H = 14,71-2*1.5*0.86=12.13 м.,                                                           (9)

Рис. 1. Расчетная схема подводящего русла

Рис. 2. Расчетная схема подводящего зарегулированного  русла

1.2. Расчет и компоновка элементов водозаборного сооружения

1.2.1 Расчетное наполнение в верхнем бъефе,  ширина и количество речных пролетов водозаборного сооружения

Общая ширина речного пролета  водозаборного сооружения определяется из формулы расхода неподтопленного водослива с широким порогом

                                                                                 (10)

47,76=0,35*

47,76=8,06

3 пролета по 2 метра каждый где m=0,35 – коэффициент расхода водослива с боковым сжатием.

Расход речного пролета равен:

                                              (11)

Наполнение в верхнем бьефе будет равно

где H = 2,22 из при =51,12

1.2.2 Расчет подводящего участка деривации канала на равномерный режим.

Примем что из условий незаиленности и неразмываемости деривационного канала V₀=1,2м/с,  m=0 материал канала бетон.

Деривационный канал имеет наивыгоднейшую форму поэтому,

                                                                        (12)

при наименьший размерах, канал пропускает наибольший расход:

Подставим в формулуполучаем: 2,8=(2h₀+0) h₀ =>

b=

 м

68,68

 – формула Павловского

 ;

1.3 Расчет криволинейного наносозащитного порога для ВЗС Тянь-Шаньского типа

Порог водоприемника по рекомендации Рудакова И.К. описывается радиусом R=2H, с центральным углом α=75-90^◦ (рис.3)