微型水力发电厂的水力结构。方案、说明

微型水力发电厂的水工结构。无线电电子电气工程百科全书

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所有类型的水力发电厂都包括水工建筑物、流体力学 и 电子设备。水工建筑物的作用是为水电站机电设备的运行创造条件，包括（取决于水电站的类型和布局）取水结构；导流渠道；压力池及管道；防止碎片和冰的装置；坝; 溢洪道等。机电设备将水能转化为电能，包括水力机组（水轮机和水轮发电机）、水电控制单元。

取水口的设计目的是将所需体积（流量）的水从主河道引入引水渠或立即引入压力盆地（图12）。除了确保在正确的时间、适量地向液压装置不间断供水外，它还可以防止冰、污泥、沉积物等进入。

雪泥是冰形成之前，当水冷却到 0°C 以下时，冰的松散堆积物。根据冰的量，污泥保留像水一样流动的能力，或者由于堵塞而失去这种能力。水中含有任何数量的污泥，其流动性都会降低。由于污泥量大，河流的生活河段会发生堵塞，导致污泥大量堆积。在这种情况下，水位可能会上升。污泥给水工结构的运行带来了很大的困难，堵塞了进水口的进水头，必须对进水口进行清洁和加热。

微型水力发电厂的水工结构
图 12。取水结构方案

微型水力发电厂的水工结构
图 12-1。 Tyup区Balbay村微型水电站取水结构

取水口在从最低水位到洪水位的各个水流级别上发挥作用非常重要。它还必须保护微型水力发电厂的设备免受水流带来的淤泥、沙子、砾石或其他碎片的影响。正确的取水口设计是整个微水电站正常运行的决定性因素。

引水渠用于从进水结构向压力钢管供水（图13和13-1）。渠道必须在整个长度上有一个斜坡，以确保水的自然流动。导流通道可以是任意长度——从零（如果压力管道从取水口开始）到几公里。

大多数经济上可行的引水渠都是明渠，因为它们可以建造成低坡度和大横截面，因此水压损失低。

微型水力发电厂的水工结构
图13。图普斯基区巴尔贝村微型水力发电站引水渠图普斯基区巴尔贝村（取水设施视图）

微型水力发电厂的水工结构
图13-1。图普斯基区巴尔贝村微型水电站引水渠图普斯基区巴尔贝村（压力盆地景观）

压力盆用于向压力管道均匀供水（图14、14-1）。它确保压力管道充满水（以避免空气滞留，从而避免涡轮机上的水锤）以及向管道供水的模式 - 通过调节水流量的变化。压力池内的水应平静，无波涛和漩涡。压力管口必须始终充满水（压力管口到上水位线的最小距离必须至少为30-40厘米）。

水锤（水锤）是由于水的流量在极短的时间内急剧变化而引起的压力管道中的压力波动。发生这种情况的原因可能是阀门突然关闭或打开，以及从压力池或排放路径捕获空气。水锤会损坏水轮机、管道或水力发电站的其他元件。

微型水力发电厂的水工结构
图 14。压力盆方案（方案）

微型水力发电厂的水工结构
图 14-1。压力盆（剖面）方案

压力池中安装有以下部件：垃圾格栅（以保护涡轮机免受碎片、石头、树枝等的影响）；调节压力管道供水的闸门和排放水和底泥的闸门。前池的尺寸通常根据涡轮机的规格来确定。

微型水力发电厂的水工结构
图15。伊塞克湖地区 Ak-Suu 地区前 HPP Pioner 压力盆地。

压力管道用于从压力池向液压装置供水（图16）。它可以是金属、石棉水泥、塑料、木材。管道的直径必须严格对应水的流量。压力管道可埋在沟渠中、敷设在地面上或放置在支架上。

微型水力发电厂的水工结构
图 16。微型水力发电厂的主要组成部分

微型 HPP 的一些设计规定在压力管道上安装调压罐（图 17），以减轻可能的水锤。建议将稳压罐放置在靠近液压单元的位置；在这种情况下，液压冲击时的压力较小，但同时需要将水箱安装在较高的高度，这会增加结构的成本。

微型水力发电厂的水工结构
图 17。稳压罐示意图

出水渠道的设计目的是将水从出水道引回河流。水流入河流的地方必须用混凝土或石头加固，以防止这个地方受到侵蚀。在某些情况下（取决于水力发电厂的设计），在废水从出口管道的出口处，有必要建造一个阻尼器（图18），它可以产生必要的回水，用于：

防止逆水锤（空气从出口管道进入涡轮室）；
某些 HPP 设计中吸入管的操作；
减少废水无用动能，保护出水通道不被水冲走。

灭火器可以由钢筋混凝土或碎石混凝土以及简易材料（石头等）制成或建造。

作者：Kartanbaev B.A.、Zhumadilov K.A.、Zazulsky A.A.

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