SU1019051A1 - Water-receiving structure for taking water from top layres of lakes - Google Patents

Abstract

ВОДОПРИЕМНИК ДЛЯ ЗАБОРА ВОДЫ ИЗ ПОВЕРХНОСТНЫХ СЛОЕВ ВО (Л с со о сд ДОХРАНИЛИЩА, включающий плохину с пазами и напорным водоводом и установленное перед входным отверстием водовода водопереливное устройство, снабженное поплавками, отличающийс  тем, что, с целью снижени  материалоемкости и упрощени  эксплуатации водоприемника, водопереливное устройство выполнено в виде гибкой оболочки, снабженной пригрузочными элементами и балкой, а поплавки прикреплены к гребню плотины посредством щарнирных т г и снабжены водосливным порогом, прикрепленным к поплавкам вдоль напорного фронта с помощью стоек, причем верхн   кромка гибкой оболочки прикреплена к водосливному порогу, а нижн   - к балке, установленной в пазах напорной грани плотины.A WATER RECEIVER FOR WATER FROM THE SURFACE LAYERS IN (REFINDER OF THE PROTECTION), including footed with grooves and pressure conduit and installed in front of the inlet of the conduit, equipped with floaters, designed to reduce the cost of the room, and in order to reduce the cost-consuming capacity, the program will be equipped with floats, which can be used as a simulator. the device is made in the form of a flexible shell, equipped with loading elements and a beam, and the floats are attached to the dam crest by means of pivot joints and equipped with a water overflow threshold, p ikreplennym to the floats along the pressure front via struts, the upper edge of the flexible jacket is attached to the drain threshold, and the bottom - to the beam, mounted in the grooves of the upstream face of the dam.

Description

Изобретение относитс  к гидротехнике и может быть использовано дл  поддержани  естественного температурного режима в нижнем бьефе гидроузла.The invention relates to hydraulic engineering and can be used to maintain the natural temperature conditions in the downstream of the hydroelectric complex.

При работе высоконапорного гидроузла забор воды из верхнего бьефа в турбинные или водосбросные водоводы часто осуществл етс  через глубинные входные отверсти  из нижних слоев воды водохранилища, имеющих практически посто нную (-f4°C) температуру. При сбросе ее в нижний бьеф при низких зимних температурах воздуха образуетс  больща  майна в реке в нижнем бьефе и наблюдаетс  усиленное туманообразование и повыщение влажности воздуха в районах, прилегающих к нижнему бьефу, до 100%. Это резко ухудшает метеорологические услови  и услови  хоз йственной жизни, а также услови  проживани  населени , вызывает рост простудных и легочных заболеваний.During the operation of a high-pressure waterworks, water is taken from the upstream to the turbine or intake conduits often through deep inlets from the lower water layers of the reservoir, which have almost constant (-f4 ° C) temperature. When it is discharged to the lower reach at low winter air temperatures, a larger mine is formed in the river in the lower reach and increased fogging and air humidity increase in the areas adjacent to the lower reach is up to 100%. This sharply worsens the meteorological and living conditions, as well as the living conditions of the population, and causes an increase in colds and lung diseases.

Нарушаетс  экологическое равновесие окружающей среды, что приносит значительный экономический ущерб. Сброс холодной воды в нижний бьеф в летний период также вызывает многочисленные отрицательные последстви .The ecological balance of the environment is disturbed, which causes significant economic damage. The discharge of cold water to the downstream in the summer period also causes numerous negative consequences.

Известен водоприемник дл  забора воды из водохранилища, включающий напорный водовод и водопереливное устройство, установленное перед входным отверстием водовода . Водопереливное устройство выполнено в виде ограждающей стенки с отверсти ми в ее верхней и нижней част х, которые перекрыты затворами, причем ограждающа  стенка прикреплена к напорной грани плотины 1.Known intake water for withdrawing water from the reservoir, including a pressure water conduit and vodotralivnoe device installed in front of the inlet of the conduit. The water transfer device is made in the form of a fencing wall with openings in its upper and lower parts, which are blocked by gates, and the fencing wall is attached to the pressure face of the dam 1.

Однако забор воды из поверхностных слоев водохранилища при значительных колебани х уровн  воды в нем усложнен и требует значительных дополнительных затрат . Устройство рассчитано на забор воды со строго зафиксированных отметок, а перестановка верхних затворов при изменении уровн  трудоемко и осуществл ют ее краном. При большом колебании уровн  требуетс  большее количество верхних отверстий и соответствующее количество верхних затворов и их пазов.However, water intake from the surface layers of the reservoir with significant fluctuations in the water level in it is complicated and requires significant additional costs. The device is designed to take water from strictly fixed marks, and the upper valves are permuted when the level changes are laborious and carried out by a tap. With a large level fluctuation, a larger number of upper holes and a corresponding number of upper bolts and their slots are required.

Известен водоприемник дл  забора воды из поверхностных слоев водохранилища, включающий плотину с пазами и напорным водоводом и установленное перед входным отверстием водовода водопереливное устройство , снабженное поплавками 2.Known water intake for the extraction of water from the surface layers of the reservoir, including the dam with grooves and pressure conduit and installed in front of the inlet of the water conduit overflow device, equipped with floats 2.

Однако выполнение водопереливного устройства в виде жесткой пространственной конструкции, рассчитанной на воздействие волновых, ледовых и прочих нагрузок а также на значительное по величине колебание уровн  воды в водохранилище (20- 40 м), обусловливает большую материалоемкость водопереливного устройства.However, the implementation of a water-transfer device in the form of a rigid spatial structure designed for the impact of wave, ice and other loads, as well as a significant amount of fluctuation of the water level in the reservoir (20-40 m), causes a large material consumption of the water-transfer device.

Громоздкость конструкции требует больщих затрат при монтаже и эксплуатации.The bulkiness of the design requires great costs during installation and operation.

а также сужает площадь живого сечени  на подходе к водоприемнику, что приводит при сохранении сбросных расходов к увеличению скорости воды на подходе, дополнительным потер м напора на входе и к притоку воды из нижних слоев водохранилища. Усложнен или вообще невозможен монтаж такого сооружени  в услови х действующего гидроузла.as well as reducing the area of the living section at the approach to the water intake, which, while maintaining discharge costs, increases the water velocity at the approach, additional pressure loss at the inlet and water flow from the lower layers of the reservoir. Complicated or even impossible to install such a structure in the conditions of the existing hydroelectric complex.

Дл  образовани  в нижнем бьефе длинной майны, чтобы позволить открыть навигацию в более ранние сроки и облегчить ледовые услови  в нижнем бьефе, необходим забор воды из нижних слоев водохранилища . Но из-за громоздкости конструкции водопереливного устройства, а следовательно , сложности его демонтажа забор воды из нижних слоев невозможен.In order to form a long lane in the downstream, in order to allow the navigation to open earlier and to facilitate ice conditions in the downstream, water is needed from the lower layers of the reservoir. But because of the bulkiness of the design of the water-pouring device, and, consequently, the complexity of its dismantling, it is impossible to draw water from the lower layers.

Цель изобретени  - снижение материало-, емкости и упрощение эксплуатации водоприемника .The purpose of the invention is to reduce material and capacity and simplify the operation of the receiving water.

Цель достигаетс  тем, что водопереливное устройство выполнено в виде гибкой оболочки, снабженной пригрузочными эле ментами и балкой, а поплавки прикреплены к гребню плотины посредством шарнирных т г и снабжены водосливным порогом, прикрепленным к поплавкам вдоль напорного фронта с помощью стоек, причем верхн   кромка гибкой оболочки прикреплена к водосливному порогу, а нижн   - к балке , установленной в пазах напорной граниThe goal is achieved by the fact that the water transfer device is made in the form of a flexible shell equipped with loading elements and a beam, and the floats are attached to the crest of the dam by means of hinges and are equipped with a spillway attached to the floats along the pressure front with racks, with the upper edge of the flexible shell attached to the spillway threshold, and the bottom - to the beam installed in the grooves of the pressure face

плотины.the dam.

На фиг. 1 изображен план плотины в зоне размещени  водопереливного устройства и входных отверстий водоводов плотины; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - разрез Б-Б на фиг. 1; наFIG. 1 shows a plan of the dam in the area of the water transfer device and the inlets of the water lines of the dam; in fig. 2 shows section A-A in FIG. one; in fig. 3 shows a section BB in FIG. one; on

фиг. 4 - разрез В-В на фиг. 1.FIG. 4 shows a section B-B in FIG. one.

Водоприемник дл  забора воды из поверхностных слоев водохранилища включает напорный водовод 1 и установленное и установленное перед входным отверстием 2 водовода 1 водопереливное устройство 3,The water intake for taking water from the surface layers of the reservoir includes a discharge conduit 1 and a water transfer device 3 installed and installed in front of the inlet 2 of the water conduit 1,

снабженное поплавками 4, причем последнее выполнено в виде гибкой оболочки 5, снабженной пригрузочными элементами 6, поплавки 4 прикреплены к гребню 7, плотины 8 посредством шарнирных т г 9 иequipped with floats 4, the latter being made in the form of a flexible shell 5 equipped with loading elements 6, floats 4 are attached to the ridge 7, the dam 8 by means of hinge joints r 9 and

снабжены водосливным порогом 10, прикрепленным к поплавкам 4 вдоль напорного фронта плотины 8 с помощью ст(ек 11 при этом верхн   кромка 12 гибкой оболочки , 5 прикреплена к водосливному порогу 10, а нижн   кромка 13 - к балке 14equipped with a spillway threshold 10 attached to the floats 4 along the pressure front of the dam 8 with the help of st (ek 11 with the upper edge 12 of the flexible shell, 5 attached to the overflow threshold 10, and the lower edge 13 to the beam 14

опускаемой в пазы 15, выполненные на напорной грани плотины 8 на отметку ниже порога 16 входного отверсти  2 напорного водовода 1.lowered into the grooves 15, made on the pressure face of the dam 8 on the mark below the threshold 16 of the inlet 2 of the pressure conduit 1.

Установку балок 14 в пазах 15 осуществл ют краном на гребне 7 плотины, предназначенньш дл  обслуживани  затворов 17 напорного водовода 1. На действующих гидроузлах в качестве пазов 15 можно использовать пазы решеток 18 (фиг. 2) передThe installation of the beams 14 in the slots 15 is performed by a crane on the ridge 7 of the dam, designed for servicing the gates 17 of the pressure conduit 1. At the existing hydro-systems, the grooves 15 can be used as grooves 15 (Fig. 2) before

входным отверстием 2 напорного водовода 1.the inlet 2 of the pressure conduit 1.

Шарнирные т ги 9, выполненные в виде жестких пространственных ферм, присоединенных посредством шарниров 19 к греб ню 7 плотины 8 и несущим поплавком 4, позвол ют поплавкам 4, остава сь жестко св занными с плотиной 8, следовать за изменением уровн  воды в водохранилище. Водосливной порог 10 водопереливного устройства 3 вдоль напорной грани плотины 8 заглублен ниже уровн  воды в водохранилище на величину, обеспечивающую забор только поверхностных слоев воды. При большой длине водозаборного фронта и соответственно при большой длине водосливного порога 10 дл  предотвращени  провисани  порога 10 и дл  обеспечени  посто нной глубины над порогом 10 предусмотрены поддерживающие поплавки 20 (фиг. 3). Поплавки 20 дл  предотврз щени  сужени  живого сечени  над водосливным порогом 10, а также с целью предохранени  их от вмерзани  зимой в лед ное поле и последующего весной разрушени , заглублены под отметку водосливного порога 10 и удерживаютс  в этом положении гибкими св з ми 21, соедин ющими поплавки 20 с пригрузочными элементами 6 (фиг. 3).Hinge rods 9, made in the form of rigid spatial trusses, connected by means of hinges 19 to the ridge 7 of the dam 8 and the carrying float 4, allow the floats 4, remaining rigidly connected with the dam 8, to follow the change in water level in the reservoir. The overflow threshold 10 of the water-transfer device 3 along the pressure face of the dam 8 is buried below the water level in the reservoir by an amount that provides only the surface layers of water. With a large length of the water intake front and, accordingly, with a large length of the overflow threshold 10, supporting floats 20 are provided to prevent the threshold 10 from sagging and to provide a constant depth above the threshold 10 (Fig. 3). The floats 20, in order to prevent the narrowing of the living section above the weir threshold 10, as well as to prevent them from freezing in winter in an ice field and subsequent destruction in spring, are buried under the level of the weir threshold 10 and are kept in this position by flexible connections 21 connecting floats 20 with loading elements 6 (Fig. 3).

Пригрузочные элементы 6 укреплены на несущем тросе 22, закрепленном своими концами к нижней части стоек 11. Ввиду того, что трос 22 с пригрузочными элементами 6 провисает, гибкие св зи 21 имеют соответствующую ему переменную длину в данной точке.The load-bearing elements 6 are fixed on the supporting cable 22, fixed with their ends to the lower part of the pillars 11. In view of the fact that the cable 22 with the load-bearing elements 6 sags, the flexible connections 21 have a variable length corresponding to it at this point.

Другие Пригрузочные элементы 6 гибкой оболочки 5 благодар  другим несущим тросам 23 и 24 (фиг. 3) также не передают сосредоточенную нагрузку на материал гибкой оболочки 5. Крепление гибкой оболочки к несущим тросам 22, 23 и 24 с пригрузочными элементами 6 позвол ет увеличить перекрываемый пролет, уменьшить толщину материала гибкой оболочки 5. Выполнение несущих поплавков 4 в виде двух понтонов, рассчитанных на вмерзание в лед ное поле водохранилища зимой, ледоход ресной и большое волнение и штормы весной, осенью и летом, обеспечивает надежную работу водопереливного устройства 3 в течение всего года. Гибка  оболочка 5 замыкаетс  по обеим сторонам водозаборного фронта на напорную грань плотины 8 (фиг. 4).Other load-bearing elements 6 of the flexible sheath 5, due to other supporting cables 23 and 24 (FIG. 3), also do not transfer the concentrated load on the material of the flexible sheath 5. The attachment of the flexible sheath to the carrying cables 22, 23 and 24 with the load-bearing elements 6 allows for an increase in span , reduce the thickness of the material of the flexible shell 5. Carrying floats 4 in the form of two pontoons, designed to freeze into the ice field of the reservoir in winter, ice drift and high waves and storms in spring, autumn and summer, provides reliable cially vodoperelivnogo device 3 during the whole year. The flexible shell 5 closes on both sides of the water intake front to the pressure face of the dam 8 (Fig. 4).

Стойки 11 и водосливной порог 10 совместно с горизонтальной балкой 25 могут образовывать жесткую вертикальную ферму, сохран ющую свое положение в плане при изменении уровн  воды в водохранилище и смещении несущего поплавка 4.The pillars 11 and the overflow threshold 10, together with the horizontal beam 25, can form a rigid vertical truss, which maintains its position in the plan when the water level in the reservoir changes and the carrying float 4 is displaced.

Зазор между гибкой оболочкой 5 и напорной гранью плотины 8 ввиду того, что по площади он много меньше живого се-, чени  потока над водосливным порогом 10, 5 не дает заметного притока воды нижних слоев и поэтому специального уплотнени  не требует, как, впрочем, и зазоры между балками 14, размещенными в пазах 15 на напорной грани плотины 8, к которь1м крепитg с  нижн   кромка 13 гибкой оболочки 5.The gap between the flexible casing 5 and the pressure face of the dam 8 due to the fact that it is much smaller in area than the living stream flow over the overflow threshold 10, 5 does not give a noticeable inflow of water to the lower layers and therefore does not require special compaction, the gaps between the beams 14, placed in the slots 15 on the pressure face of the dam 8, which is attached to the bottom edge 13 of the flexible shell 5.

Устройство работает следующим образом .The device works as follows.

Нагрета  вода летом и более охлажденна  вода зимой из поверхностных слоев поступает через, водосливной порог 10 в 5 пространство, ограниченное гибкой оболочкой 5 и напорной гранью плотины 8.Heated water in summer and more cooled water in winter comes from surface layers through a spillway threshold of 10 to 5 space bounded by flexible sheath 5 and pressure face of dam 8.

Из этого пространства осуществл етс  забор воды в напорные водоводы 1 через входные отверсти .From this space, water is drawn into the pressure conduits 1 through the inlets.

Доступ воды из нижних слоев перекрыт 0 гибкой оболочкой 5. Дл  предотвращен..;. подсасывани  гибкой оболочки 5 к входным отверсти м из-за возникающего небольшого перепада высоты в водохранилище и в пространстве, ограниченном гибкой обо5 лочкой, последн   отт гиваетс  в противоположном направлении пригрузочными элементами 6.The access of water from the lower layers is blocked by a flexible shell. 5. To prevent ..;. the suction of the flexible casing 5 to the inlets due to a slight difference in height in the reservoir and in the space bounded by the flexible casing, the latter is pulled in the opposite direction by the loading elements 6.

При изменении уровн  воды в водохранилище несущие поплавки 4 следуют за ним, а вместе с поплавками 4 измен ет свое 0 положение водосливной порог 10 с сохранением глубины воды над порогом 10. Гибка  оболочка 5 при таких перемещени х лишь измен ет свое очертание.When the water level in the reservoir changes, the carrying floats 4 follow it, and together with the floats 4 it changes its 0 position to the spillway threshold 10 while preserving the water depth above the threshold 10. The flexible casing 5 only changes its shape during such movements.

Выполнение водоприемника дл  забораPerform water intake for the fence

5 поверхностных слоев водохранилища в виде гибкой оболочки с пригрузочными элементами , снабженной водосливным порогом, поплавками, позвол ет снизить материалоемкость и улучшить эксплуатационные качества , а именно рассредоточить забор по верхностных слоев на большую длину, уменьшить стеснение живого сечени  потока. Тем самым уменьшаютс  потери напора на входе в водоприемник. Небольшие скорости движени  воды на входе в водопере5 ливное устройство уменьшают перемешивание поверхностных слоев с глубинными и приток глубинных слоев воды. Предотврашаетс  зависание водопереливного устройства в пазах при изменении уровн  воды особенно в зимний период. Охват водопереливным устройством всего водозаборного фронта, что практически невозможно при других конструкци х водоприемников, обеспечивает еще более эффективную его работу при отключении одного или нескольких водоводов. / 5 surface layers of the reservoir in the form of a flexible shell with loading elements, equipped with a spillway threshold, floats, reduce material consumption and improve performance, namely, disperse the surface layer to a greater length, reduce the constraint of the living section of the stream. This reduces the pressure loss at the inlet to the water intake. Small speeds of water movement at the inlet to the water supply system 5 reduce the mixing of the surface layers with the deep and the influx of the deep layers of water. The hang of the water transfer device is prevented in the grooves when the water level changes, especially in winter. The water-jet device coverage of the entire water intake front, which is almost impossible with other designs of water intakes, ensures its more efficient operation when one or several water lines are disconnected. /

Фи. /A 8ФигЛ ВPhi. / A 8FIGL V

Claims (2)

ВОДОПРИЕМНИК ДЛЯ ЗАБОРА ВОДЫ ИЗ ПОВЕРХНОСТНЫХ СЛОЕВ ВОWATER RECEIVER FOR WATER RECOVERY FROM SURFACE LAYERS IN АBUT Фиг.11 соwith оabout сяcamping ДОХРАНИЛИЩА, включающий плотину с пазами и напорным водоводом и установленное перед входным отверстием водовода водопереливное устройство, снабженное поплавками, отличающийся тем, что, с целью снижения материалоемкости и упрощения эксплуатации водоприемника, водопереливное устройство выполнено в виде гибкой оболочки, снабженной пригрузочными элементами и балкой, а поплавки прикреплены к гребню плотины посредством шарнирных тяг и снабжены водосливным порогом, прикрепленным к поплавкам вдоль напорного фронта с помощью стоек, причем верхняя кромка гибкой оболочки прикреплена к водосливному порогу, а нижняя — к балке, установленной в пазах напорной грани плотины.SECURITY, including a dam with grooves and a pressure conduit and a water transfer device installed in front of the inlet of the water conduit, provided with floats, characterized in that, in order to reduce material consumption and simplify the operation of the water intake, the water transfer device is made in the form of a flexible shell equipped with loading elements and a beam the floats are attached to the dam crest by means of articulated joints and are equipped with a water overflow threshold attached to the floats along the pressure front by means of racks, and in The upper edge of the flexible shell is attached to the overflow threshold, and the lower edge is attached to the beam installed in the slots of the pressure face of the dam. 10190511019051 1one 22