Уравнительные резервуары и их типы

Назначение и условия применения уравнительных резервуаров

При быстрых изменениях нагрузки ГЭС происходит резкое изменение скорости течения воды в турбинном трубопроводе и, как следствие, значительное изменение давления в нем, т. е. гидравлический удар.

При отсутствии уравнительного резервуара гидравлический удар распространится по всей трассе напорной деривации, в результате чего в ней давление может повыситься в десятки и сотни раз. При наличии уравнительного резервуара, поставленного в конце напорного подводящего туннеля, в резервуаре происходит отражение волн гидравлического удара, в результате чего при соответствующих размерах сопряжения резервуара с туннелем исключается проникновение гидравлического удара в туннель. При наличии резервуара снижается повышение давления в турбинном трубопроводе. Улучшается также регулирование турбин при переходных режимах.

Необходимость устройства уравнительного резервуара выясняется на основе анализа переходных процессов и технико-экономических расчетов путем сопоставления вариантов, предусматривающих наличие или отсутствие уравнительного резервуара. При проведении указанных исследований необходимо учитывать режимы регулирования гидротурбин и условия работы гидроагрегатов ГЭС в энергосистеме.

В предварительных расчетах необходимость сооружения уравнительного резервуара определяется инерционностью водной массы, заключенной в напорных водоподводящих сооружениях ГЭС.

Постоянная инерции (времени) системы напорных водоводов рассчитывается с учетом длин и площадей поперечных сечений отдельных участков вдоль всего напорного водовода, а также длин и площадей проточного тракта внутри спиральной камеры гидротурбины и длин и площадей отдельных участков водовода вдоль отсасывающей трубы, а именно.

где Q и Н — расчетные расход и напор ГЭС. Для предварительных схем можно считать, что на подводящей деривации мощной ГЭС уравнительный резервуар необходим, если постоянная инерции напорных водоводов с или ?Lх> (30−50) Н, где ?Lх — произведение длины на соответствующую максимальную скорость напорной деривации, турбинного трубопровода, спиральной камеры и отсасывающей трубы. Для ГЭС средней мощности, находящейся в тех же условиях, уравнительный резервуар ставится, когда с или ?Lх> (50−60) Н. Для ГЭС, у которых постоянная инерции напорных водоводов, установка уравнительного резервуара будет оправдана, если она окажется надежней и целесообразней устройства холостых выпусков перед рабочими колесами турбин. Для ГЭС с длинным напорным водоводом сооружение уравнительного резервуара обязательно, когда постоянная инерции напорных подводящих водоводов или ?Lх> (100−120) Н.

Если предусматривается установка холостых выпусков, необходима оценка их влияния. При длинной напорной отводящей деривации может потребоваться сооружение низового уравнительного резервуара, который размещается в начале деривации непосредственно за отсасывающими трубами турбин.