При определении потери напора hр:
а) рекомендуется с целью получения наименьших потерь напора на решетке выдерживать такие соотношения между размерами S, lст и bпр:
и ;б) не рекомендуется назначать ширину стержня lст менее 45 - 50 мм, а величину просвета между стержнями bпр менее 30 мм и более 100 мм.
Примечание. Расчеты прочности и обогрева сороудерживающих решеток следует выполнять согласно положениям, изложенным в [43].
2.39. Выбор типа вращающихся сеток и определение их размеров при заданных расходах воды и минимальных уровнях воды в насосных блоках рекомендуется производить при помощи ориентировочного графика (рис. 12):
Q = f(Hс.к),
где Q - расход воды, проходящей сквозь вращающуюся сетку;
Hс.к - глубина воды в сеточной камере (при минимальном уровне воды).
![]() способности вращающейся сетки Q в зависимости от типа
сетки и заглубления сетки под минимальный уровень воды Hс.к
График составлен в СКБ Ленгидросталь с учетом указаний главы СНиП II-31-74 [50] при следующих условиях:
а) скорость прохождения воды сквозь ячейки сит вращающейся сетки принята равной 1,0 м/с при 30% засорения полотен сетки;
б) размеры ячеек сит в рамках полотна вращающейся сетки приняты равными 5 x 5 мм при диаметре проволоки 0,7 - 1,2 мм.
В сокращенном наименовании вращающихся сеток буквы "Н" и "Л" указывают соответственно на наружный и лобовой подвод воды к сетке, а цифры 1500, 2000 и 3000 обозначают ширину полотна сетки Bв.с в мм.
При проектировании водоприемных сооружений с применением двух вращающихся сеток в одном насосном блоке пропускную способность каждой вращающейся сетки следует определять по графику Q = f(Hс.к) (см. рис. 12).
Потеря напора на вращающейся сетке hв.с может быть вычислена по формуле:
где vо - скорость в окне перед сеточной камерой;
g - ускорение свободного падения;
k - коэффициент, учитывающий степень засорения вращающейся сетки и равный 2,0 (при 30% засорения сетки);
2.40. Допустимая высота всасывания циркуляционного насоса Hs доп, определяющая необходимое заглубление оси рабочего колеса насоса, может быть вычислена по следующей формуле:
- параметр, учитывающий абсолютное минимальное барометрическое (атмосферное) давление; - параметр, учитывающий давление парообразования при максимально возможной температуре воды в сеточной камере;P - давление воздуха;
Pнас - давление насыщенного водяного пара;
Примечание. 1. Значения параметра Hб.м для различных высот над уровнем моря приведены в табл. 2.
2. Значения параметра Hп для различной температуры воды t указаны в табл. 3.
Таблица 2
над уровнем моря <1>
--------------------------------
<1> Указанные значения параметра Hб.м получены при величине атмосферного давления, на 3,5% меньшей нормальных значений атмосферного давления для данной высоты местности над уровнем моря [45, с. 46].
Таблица 3
при различной температуре воды t
2.41. Отметка оси рабочего колеса циркуляционного насоса
Значение Hs следует вычислять по формуле:
(7)где
- отметка минимального уровня воды в сеточной камере (перед всасывающей трубой насоса), вычисляемая по формуле: (8)где
- отметка минимального уровня воды перед насосной станцией (в аванкамере);vав - скорость воды перед входом в насосный блок (в аванкамере);
vс.к - скорость воды перед входом во всасывающую трубу;
В случае циркуляционной насосной станции величину
(9)где
0,5 - 0,7 - при лобовом подводе воды к вращающейся сетке;
1,0 - 1,2 - при наружном подводе воды к вращающейся сетке;
hр - потеря напора на сороудерживающей решетке, вычисляемая по формуле (1);
hв.с - потеря напора на вращающейся сетке, вычисляемая по формуле (5).
2.42. Заглубление
где vс - средняя скорость водного потока в сжатом сечении оголовка всасывающей трубы;
aс - высота сжатого сечения оголовка всасывающей трубы;
cвт - коэффициент, учитывающий условия подхода воды к всасывающей трубе насоса и равный 0,55 - при лобовом подводе воды к вращающейся сетке; 0,75 - при наружном подводе воды к вращающейся сетке.
Значение
2.43. Основные гидравлические характеристики насосного блока следует определять экспериментальным путем при проведении лабораторных гидравлических исследований на модели насосного блока, рассчитанной на основе критерия Фруда и выполненной в достаточно крупном масштабе (1/5 - 1/10), чтобы получить значения числа Рейнольдса, соответствующие автомодельной области.
При модельных исследованиях насосного блока подлежат определению:
а) пропускная способность насосного блока и потери напора в нем;
б) отметки уровней воды в водоприемнике и в камерах грязной и чистой воды;
в) распределение скоростей в водном потоке в различных сечениях сеточной камеры и во входных сечениях всасывающей трубы и камеры рабочего колеса циркуляционного насоса;
г) условия возникновения вихревых воронок перед входом во всасывающую трубу циркуляционного насоса и др.
2.44. В процессе выполнения исследований определяются оптимальные с гидравлической точки зрения размеры и очертания различных элементов насосного блока (водоприемник, камера грязной воды, камера чистой воды и т.д.), а также отрабатываются мероприятия: а) по устранению вихревых воронок, образующихся перед входом во всасывающую трубу циркуляционного насоса, б) по обеспечению равномерного распределения скоростей воды по ширине и высоте полотнищ вращающейся сетки, в) по обеспечению равномерного распределения скоростей во входных сечениях всасывающей трубы и камеры рабочего колеса циркуляционного насоса и др.
2.45. При размещении рыбозащитных устройств в сеточной камере гидравлические лабораторные исследования этих устройств следует выполнять на фрагменте вращающейся сетки при соблюдении натурных скоростей воды, размеров рамок и ячеек сит, причем исследования должны производиться с использованием в опытах молоди рыб по методике, учитывающей поведение молоди в текущей воде и возможность оценки травмирования ее вращающейся сеткой.
3.1. В напорных водопроводящих линиях ТЭС и АЭС гидравлические потери слагаются из потерь напора в напорных и сливных трубопроводах (обычно в пределах 2,5 - 5,0 м) и в конденсаторах паровых турбин (обычно порядка 5,0 - 7,0 м), причем главную часть (60 - 80%) гидравлических потерь в напорных трубопроводах составляют потери напора на местные сопротивления.
3.2. Местные гидравлические потери в напорных трубопроводах возникают в арматуре (обратные клапаны, задвижки) и в фасонных частях (тройники, колена, отводы). Вследствие многочисленных изменений направления трассы напорного трубопровода как в горизонтальной, так и в вертикальной плоскостях наиболее значительную часть местных гидравлических потерь составляют потери напора в последовательно расположенных коленах и отводах. Поэтому колена и отводы напорных трубопроводов желательно выполнять плавного очертания, и потери напора в них следует вычислять с учетом взаимного влияния друг на друга.
3.3. Основные сведения и указания по расчету и конструированию напорных трубопроводов, которыми следует руководствоваться при проектировании, можно найти в ОСТах, МВН и в [13, 28, 43].
3.4. Основные особенности компоновки напорных трубопроводов для схемы технического водоснабжения с центральной насосной станцией состоят в следующем.
Напорные трубопроводы, идущие от отдельных циркуляционных насосов, снабжены обратными клапанами и задвижками, причем все напорные трубопроводы в камере переключений объединяются в магистральные напорные трубопроводы (не менее двух), подводящие воду к фронту машинного отделения электростанции (рис. 13).
![]() технического водоснабжения с центральной насосной станцией.
План и продольный разрез
1 - насосная станция; 2 - напорный трубопровод;
3 - магистральный трубопровод; 4 - аванкамера;
5 - подводящий канал; 6 - колодец для задвижек; 7 - обратные
клапаны; 8 - камера задвижек; 9 - дорога; 10 - козловой кран
Магистральные напорные трубопроводы трассируются параллельно фронту машинного отделения электростанции. От каждого магистрального трубопровода отходят ветви для подачи охлаждающей воды на конденсаторы паровых турбин. Регулирование или прекращение подачи воды в конденсатор осуществляется задвижками, расположенными на ответвлениях (в машинном отделении). Для отвода воздуха из напорных трубопроводов предусматриваются воздухоотводящие трубы.
В камере задвижек и обратных клапанов устраиваются перемычки, посредством которых может осуществляться переключение циркуляционных насосов с одного магистрального трубопровода на другой. Переключения должны обеспечивать возможность пропуска не менее 50% расчетного расхода воды всей циркуляционной насосной станции по магистральным трубопроводам в случае аварии на одном из них [51].
3.5. Основные особенности компоновки напорных трубопроводов для схемы технического водоснабжения с блочной насосной станцией состоят в следующем.
Подача воды от каждого циркуляционного насоса на конденсатор паровой турбины осуществляется по индивидуальному напорному трубопроводу, на котором обратный клапан и задвижка не устанавливаются (рис. 14).
![]() при блочной схеме технического водоснабжения.
План и продольный разрез
1 - насосная станция; 2 - аванкамера; 3 - напорный
трубопровод; 4 - закрытые каналы; 5 - смотровые колодцы;
6 - дорога; 7 - канал обогрева
Для заполнения всей напорной системы водой при запуске циркуляционного насоса может использоваться пусковой эжектор.
3.6. Основные особенности компоновки напорных трубопроводов для напорно-самотечной схемы технического водоснабжения следующие.
От каждого циркуляционного насоса вода подается в напорный бассейн по напорному трубопроводу, который сопрягается с напорным бассейном посредством сифонного водовыпуска (рис. 15), снабженного автоматическим воздушным клапаном для срыва вакуума в сифоне при остановке циркуляционного насоса и предотвращения движения воды из напорного бассейна в обратном направлении (при этом отпадает необходимость в установке обратного клапана и задвижки в начале трубопровода).
![]() при напорно-самотечной схеме технического водоснабжения
1 - подводящий канал; 2 - сороудерживающая решетка;
3 - циркуляционный насос; 4 - клапан срыва вакуума;
5 - сифонный водовыпуск; 6 - напорный бассейн;
7 - вращающаяся сетка; 8 - водозаборное сооружение;
9 - самотечный водовод; 10 - конденсатор; 11 - сливной
трубопровод; 12 - отводящий канал; 13 - концевое сооружение;
14 - струенаправляющая дамба; 15 - пруд-охладитель
Подвод охлаждающей воды из напорного бассейна к конденсаторам паровых турбин осуществляется по самотечным трубопроводам, в голове которых предусматривается водозаборное сооружение с аварийными и ремонтными затворами, сороудерживающими решетками и вращающимися сетками [30, с. 5 - 12].
Примечание. Для отвода воздуха из самотечных трубопроводов предусматриваются воздухоотводящие трубы.
3.7. Подвод теплой воды к градирням осуществляется стальными напорными трубопроводами, а отвод от градирен охлажденной в них воды производится закрытыми железобетонными каналами. При подводе теплой воды к градирням двумя магистральными напорными трубопроводами подача воды на каждую градирню должна осуществляться от каждого из них. Таким же образом должно осуществляться и присоединение градирни к отводящим водоводам [55, с. 16].
Водоотводящие каналы допускается размещать по схеме, обеспечивающей последовательный пропуск охлажденной воды транзитом через водосбросные бассейны градирен, причем внутри каждого бассейна следует предусматривать устройство донных углублений в виде секционированных водопропускных каналов [7].
напорных трубопроводов
3.8. Гидравлические расчеты напорных трубопроводов состоят из расчетов по определению потерь напора в трубопроводах при установившемся течении жидкости и из расчетов гидравлического удара при пуске и остановке циркуляционных насосов. Результаты расчетов потерь напора при установившемся течении жидкости в напорном трубопроводе используются: а) при определении рабочего напора циркуляционных насосов; б) при технико-экономических расчетах по обоснованию выбора оптимального варианта напорного трубопровода и в) при расчете гидравлического удара в длинных напорных трубопроводах.
Результаты расчета величины гидравлического удара используются при расчете напорного трубопровода на прочность и для назначения противоударных мероприятий.
3.9. Гидравлические потери в напорных трубопроводах слагаются из потерь напора на трение по длине трубопровода и из потерь напора на преодоление местных сопротивлений в одиночных сопротивлениях (фасонных частях и арматуре) и в узлах:
(11)где hтр - суммарные гидравлические потери в напорном трубопроводе;
3.10. Потери напора на трение по длине трубопровода следует определять с учетом режима течения жидкости в трубопроводе и характера шероховатости его стенок, руководствуясь в основном указаниями П 91-80/ВНИИГ [47].
Примечание. Так как напорные бетонные и стальные трубопроводы работают главным образом в переходной области гидравлического сопротивления, то при гидравлическом расчете таких трубопроводов рекомендуется использовать зависимости и указания, приведенные в [2].
3.11. Потери напора в одиночных местных сопротивлениях и в узлах местных сопротивлений, состоящих из последовательно расположенных на близких расстояниях друг от друга нескольких местных сопротивлений, следует определять по формуле Вейсбаха:
(12)где
v - средняя скорость в сечении трубопровода, расположенном ниже по течению за данным одиночным местным сопротивлением или за узлом местных сопротивлений;
g - ускорение свободного падения.
3.12. Потери напора в одиночных местных сопротивлениях следует определять без учета их взаимного влияния друг на друга при расстояниях между смежными местными сопротивлениями l >= lвл, где lвл - длина влияния местного сопротивления, зависящая от вида сопротивления и режима течения жидкости в трубопроводе.
Примечание. Величина lвл может определяться экспериментальным путем при выполнении лабораторных гидравлических исследований или из справочной литературы. Длину lвл для колен и отводов можно принимать равной (12 - 20)d, где d - диаметр трубопровода [24].
3.13. Численные значения коэффициента местного сопротивления для одиночных местных сопротивлений (задвижки, обратные клапаны, повороты, конфузоры, диффузоры, тройники и др.) при l >= lвл можно принимать по рекомендациям, приведенным в [22, 32].
3.14. Численные значения коэффициента местного сопротивления для отводов прямоугольной (R = 0) и циркульной формы
и радиусе кривизны оси отвода R = (0 - 3)d можно определять по графику , приведенному на рис. 16.![]() при R = 0, d, 2d, 3d
Для сварных колен, изготовленных из отдельных сегментных звеньев согласно рис. 17 и 18, значения коэффициента местного сопротивления
![]() ![]() Таблица 4
для сварных колен
3.15. Для обеспечения минимальных потерь напора в коленах напорных трубопроводов и равномерного распределения скоростей воды за ними, коленам рекомендуется придавать эллиптическую форму (рис. 19), которая характеризуется величиной отношения длины колена Lк к его высоте Hк, равной 1,5 - 1,7, причем с целью упрощения изготовления колена его осевая линия аппроксимирована тремя дугами окружностей по 30° каждая с постоянными радиусами кривизны [6]:
R1 = (1,0 - 1,2)d, R2 = (1,1 - 1,4)d и R3 = (3,5 - 4,0)d,
где d - диаметр трубопровода.
![]() (1,0 - 1,2)d; R2 = (1,1 - 1,4)d; R3 = (3,5 - 4,0)d; Hк =
(1,9 - 2,0)d; Lк = (2,8 - 3,0)d
Коэффициент местного сопротивления указанного колена
- при течении воды в прямом направлении; - при течении воды в обратном направлении.Примечание. Наименьшие значения
3.16. Потери напора в узлах, состоящих из расположенных на близких расстояниях l друг от друга нескольких местных сопротивлений (l < lвл), следует определять с учетом взаимного влияния смежных местных сопротивлений (без выделения потерь напора на трение по длине прямолинейных участков напорного трубопровода внутри узла).
Узлы, состоящие из нескольких колен или отводов могут быть простыми и сложными. Простые узлы состоят из двух или трех одинаковых колен или отводов, расположенных в одной или разных плоскостях.
Простые узлы, состоящие из двух колен или отводов, могут иметь z-образную, Г-образную и П-образную формы (рис. 20), причем в каждом узле такой формы может изменяться только расстояние l между смежными коленами или отводами.
![]() (d = 100 м, lос = 1,33d):
а - z-образная; б - г-образная (пространственная);
в - п-образная
Сложные узлы состоят из двух или трех одинаковых простых узлов, занимающих то или иное определенное пространственное положение один относительно другого, причем в каждом таком узле может изменяться только расстояние между смежными простыми узлами l.
3.17. Потери напора hуз в простом узле, состоящем из двух последовательно расположенных колен, зависят от расстояния между смежными коленами, от угла изменения направления течения жидкости в узле, от угла между плоскостями, в которых расположены колена, причем значения hуз могут быть как меньше, так и больше арифметической суммы гидравлических потерь в одиночных коленах.
Величина коэффициента местного сопротивления
![]() где lос - расстояние между осями подводящего и отводящего участков напорного трубопровода;
d - диаметр напорного трубопровода.
![]() из двух прямоугольных колен
Численные значения коэффициента
, 60° и 30°, даны в виде графической зависимости (рис. 22):![]() ![]() состоящего из двух угольчатых отводов
3.18. Численные значения коэффициента местного сопротивления
и 135°, представлены на рис. 23 в виде графиков [23]:![]() где R - радиус кривизны осевой линии колена;
l - расстояние между двумя смежными коленами;
d - диаметр трубопровода.
Примечание. Продольный профиль колена с R = 0 имеет прямоугольное очертание, причем длина каждого его внешнего плеча равна 1,5d.
![]() состоящих из двух циркульных колен
1 -
4 - одно колено; 5 - два колена
3.19. Значения коэффициента
и 30°, приведены в табл. 5 [23], а также на рис. 24 для [24].![]() из двух циркульных отводов с углами поворота
![]() 1 -
4 -
7 -
Таблица 5
z-образной и П-образной форм, состоящих
из двух циркульных отводов
Примечание.
3.20. Численные значения коэффициента местного сопротивления
![]() где l - длина прямой вставки между смежными коленами.
Примечание. Значения коэффициента местного сопротивления для одиночного колена указанного очертания таковы:
и .![]() колен безотрывочного профиля (R1 = R2 = 1,125d, R3 = 3,8d;
Hк = 1,98d; Lк = 2,95d) при
3.21. Характер изменения значений коэффициента местного сопротивления
.![]() из двух колен без промежуточной вставки (l = 0)
3.22. Численные значения коэффициента местного сопротивления
![]() где l1 - длина прямой вставки между первым и вторым смежными коленами;
l2 - длина прямой вставки между вторым и третьим смежными коленами.
![]() из трех колен, расположенных в одной плоскости
1 -
4 - одно колено; 5 - два колена; 6 - три колена
На рис. 28 представлен такой же график [24], построенный для аналогичного узла, состоящего из трех колен, расположенных в разных плоскостях
.![]() из трех колен, расположенных в разных плоскостях
![]() 1 -
5 - два колена; 6 - три колена
3.23. Для узлов, состоящих из трех одинаковых отводов с углами поворота
, 60° 90°, расположенными в одной плоскости, значения коэффициента местного сопротивления узла и ![]() ![]() состоящего из трех отводов при
![]() 1 -
4 -
Аналогичные графики построены на рис. 30 для плоских узлов, состоящих из трех отводов (
, 60°, 90°), при и ![]() состоящего из трех отводов при
![]() 1 -
4 -
3.24. Численные значения коэффициента местного сопротивления
, 60° и 90°) при ![]() ![]() из четырех отводов при
а - компенсатор при
в - компенсатор при
1 -
3 -
5 -
3.25. Численные значения коэффициента местного сопротивления
![]() где l - расстояние между осями смежных z-образных узлов;
![]() состоящего из двух z-образных узлов (lос = 2d)
3.26. Для определения гидравлических сопротивлений различного рода арматуры (задвижки, обратные клапаны и др.), фасонных частей (плоские и пространственные развилки, конфузоры, диффузоры и т.д.) и аэрационных устройств напорных трубопроводов можно пользоваться указаниями, изложенными в [4, 31].
3.27. Гидравлические расчеты сифонного выпуска из напорного трубопровода в напорный бассейн и клапана для автоматического срыва вакуума в сифоне следует выполнять, руководствуясь указаниями, приведенными в [39].
3.28. При расчетах гидравлического удара можно руководствоваться указаниями и зависимостями, приведенными в [32, 56].
С ОТВОДЯЩИМ КАНАЛОМ
4.1. Сопряжение сливной линии конденсаторов с отводящим каналом осуществляется посредством узлов, состав и тип которых зависит от типа отводящего канала (закрытый или открытый), к которому присоединяются сливные трубопроводы.
С целью экономии затрат энергии на собственные нужды ТЭС и АЭС, конструкции указанных узлов должны назначаться такими, чтобы соединение водных потоков, выпускаемых из сливных линий конденсаторов, с потоком в отводящем канале совершалось с минимальными гидравлическими потерями.
4.2. Положение конденсаторов по отношению к уровню воды в отводящем канале должно быть таким, чтобы высота сифона (т.е. величина вакуума в самой верхней точке сливной линии) была порядка 8 - 9 м, но не превышала допустимой (по условиям возникновения кавитации) высоты при любом возможном режиме эксплуатации.
Расчетные зависимости и рекомендации для определения высоты сифона приведены в пп. 4.15 - 4.19 настоящих Рекомендаций.
4.3. На сливных трубопроводах не рекомендуется устанавливать задвижки и другие запорно-регулирующие устройства, а также фасонные части для отвода и приема воды и другие устройства, создающие вихревые зоны в потоке и дополнительные гидравлические сопротивления в трубопроводах.
4.4. При наличии на электростанции закрытого отводящего канала сливные трубопроводы от каждого конденсатора выводятся непосредственно в закрытый канал или в сливной колодец под уровень воды в нем. При этом высотное положение и конструкции концевых участков сливных трубопроводов или сливных колодцев должны назначаться такими, чтобы была устранена опасность прорыва воздуха в сливные трубопроводы при всех возможных расходах и уровнях воды в отводящем канале.
4.5. При выпуске в открытый отводящий канал сливные трубопроводы от каждого конденсатора выводятся в колодец под уровень воды в нем. При выводе сливных трубопроводов под уровень воды в открытом отводящем канале, на конце сливных трубопроводов следует предусматривать отключающие устройства.
4.6. С целью создания устойчивого гидравлического режима в сливных трубопроводах, что необходимо для обеспечения устойчивой высоты сифонов, на открытом отводящем канале следует предусматривать сифонный колодец, создаваемый с помощью общего для всех энергоблоков электростанции водосливного устройства в виде развитой в плане переливной стенки.
Примечание. Глухая переливная стенка исключает возможность регулирования высоты сифона на конденсаторах, что при некоторых условиях (например, при больших расходах и высоких уровнях воды в отводящем канале) может привести к увеличению напора циркуляционных насосов.
4.7. Для предотвращения опасности срыва сифона (из-за выделения из циркуляционной воды воздуха и скопления его в верхней части сливной линии) диаметр сливного трубопровода рекомендуется назначать таким, чтобы скорость воды в сливном трубопроводе была бы не ниже критической скорости, при которой обеспечивается транспортирование водой пузырьков воздуха в нисходящей ветви сифона [58].
трубопроводов конденсатора с отводящим каналом
4.8. Компоновка и конструкция узла сопряжения сливных трубопроводов с отводящим каналом зависят в основном от типа узла (со сливным колодцем или без него) и от типа отводящего канала (закрытый, открытый).
4.9. Схемы возможной компоновки узлов сопряжения сливных трубопроводов конденсатора с закрытым отводящим каналом и геометрические параметры узлов представлены в табл. 6 [59].
Таблица 6
с закрытым отводящим каналом
4.10. При проектировании узлов сопряжения сливных трубопроводов с открытым отводящим каналом прямоугольного сечения сливные трубопроводы могут сопрягаться с береговой подпорной стенкой канала непосредственно или посредством сливных колодцев.
Схемы различных компоновок узлов сопряжения сливных трубопроводов конденсатора с открытым отводящим каналом прямоугольного сечения и геометрические параметры этих узлов приведены в табл. 7 [59].
Таблица 7
с открытым отводящим каналом прямоугольного сечения
Аналогичные схемы компоновок упомянутых узлов могут быть использованы в случае применения открытых отводящих каналов трапецеидального поперечного сечения.
сливных трубопроводов с отводящим каналом
4.11. Гидравлические расчеты узлов сопряжения сливных трубопроводов с отводящим каналом включают в себя расчеты:
а) потерь напора на выходе из сливных трубопроводов hсл;
б) потерь напора в отводящем канале на соединение выходящего из сливных трубопроводов водного потока с транзитным водным потоком в канале hк.п, величину которых необходимо знать при построении пьезометрической линии (в закрытом отводящем канале) или кривой свободной поверхности воды (в открытом отводящем канале);
в) суммарных потерь напора в узле hуз, по величине которых можно оценивать гидравлические достоинства различных вариантов компоновки узла.
Для вычисления величин hсл, hк.п и hуз служат формулы:
(13) (14) (15)где
vк.п - средняя скорость водного потока в отводящем канале в сечении непосредственно за узлом;
g - ускорение свободного падения.
Значения коэффициентов местных сопротивлений
, и от количества одновременно работающих сливных трубопроводов (один или два). Для учета этих условий приняты следующие обозначения:при работе одного сливного трубопровода
(16)где i = 1, 2 (в соответствии с номером работающего сливного трубопровода);
при работе двух сливных трубопроводов
где Qсл - расход воды в одном сливном трубопроводе;
Qк и Qк.п - расходы воды в отводящем канале в его поперечных сечениях, взятых перед узлом и за узлом.
Примечание. В случае присоединения одного из сливных трубопроводов к торцу закрытого отводящего канала, формула (17) превращается в такую формулу:
(18)где
4.12. Значения коэффициентов местных сопротивлений
[59].Таблица 8
сливных труб к напорному каналу ТЭС
--------------------------------
Значения коэффициентов местных сопротивлений узла
.![]() в зависимости от отношения скоростей
![]() для закрытого отводящего канала при работе
а - одной сливной трубы; б - двух сливных труб;
в - при торцевом подводе
Графики показывают, что наилучшими с гидравлической точки зрения являются сопряжения сливных трубопроводов с закрытым отводящим каналом по схемам V и X, т.е. посредством горизонтальных диффузоров с малым центральным углом расширения (не более 10°).
Компоновки узлов по схемам III и IV существенно уступают в гидравлическом отношении узлам с диффузорами (схемы V и X). Схемы II и IV, в которых сливные трубопроводы подсоединяются к потолку закрытого отводящего канала, характеризуются повышенными потерями напора и возможностью скопления воздуха в верхней части колен, что может вызывать нарушение устойчивой работы сливной линии конденсатора.
4.13. Значения коэффициентов местных сопротивлений
Таблица 9
сливных труб к открытому прямоугольному отводящему каналу
Значения коэффициентов местных сопротивлений узла
.![]() от отношения скоростей
для открытого прямоугольногоотводящего канала (при работе одного сливного трубопровода)
![]() от отношения скоростей
для открытого прямоугольногоотводящего канала (при работе двух сливных трубопроводов)
Графики показывают, что наилучшими с гидравлической точки зрения являются сопряжения сливных трубопроводов с открытым прямоугольным отводящим каналом посредством индивидуальных диффузоров с малым углом расширения (схема V) и объединенного для двух сливных трубопроводов диффузора с подводом воды под углом 45° к оси отводящего канала (схема VI).
Компоновки узлов с применением сборного железобетона (схемы II и III) обладают несколько худшими гидравлическими характеристиками, чем узлы с диффузорами.
При выполнении концевых участков сливных трубопроводов в виде цилиндрических водосливов, расположенных в общей аванкамере (схема IV), гидравлические потери в узле существенно возрастают по сравнению с другими схемами. При этом в аванкамере необходимо предусматривать устройство разделительной стенки между оголовками цилиндрических водосливов, чтобы исключить затекание струй воды из одного оголовка в другой.
При такой компоновке узла отпадает необходимость в применении запорно-отключающих устройств на концах сливных трубопроводов, что способствует аэрации водного потока и др.
4.14. Гидравлический расчет водосливной стенки сифонного колодца следует выполнять по формулам, приведенным в [46].
Для создания на выходе из сливных трубопроводов надежного "гидравлического затвора", устраняющего опасность прорыва воздуха в сливные трубопроводы и срыва сифонов, отметка гребня водосливной стенки сифонного колодца должна быть не менее чем на 0,3 м выше отметки потолка закрытых каналов или отметки верхних кромок выходных сечений сливных трубопроводов при сопряжении последних с открытым отводящим каналом.
4.15. Под высотой сифона конденсатора подразумевается выраженная в метрах столба жидкости величина вакуума в самой верхней точке сливной линии конденсатора.
Высота сифона зависит от атмосферного давления, т.е. от высотной отметки расположения конденсатора над уровнем моря, от колебаний атмосферного давления, от положения уровня воды в сливном колодце, от потерь напора в сливной линии, от давления парообразования при данной температуре нагретой в конденсаторе охлаждающей воды и ряда других факторов.
4.16. Для назначения при проектировании ТЭС и АЭС устойчивой высоты сифона конденсатора следует определить предельную высоту сифона, при которой не происходит парообразования внутри жидкости при всех возможных условиях эксплуатации.
Для обеспечения устойчивости сифона необходимо, чтобы давление в самой верхней точке сливной линии конденсатора было несколько больше (на 20%), чем давление парообразования при данной температуре воды. При этом должны приниматься во внимание самые невыгодные условия эксплуатации, а именно:
а) минимальное значение атмосферного давления;
б) наивысшая температура нагретой в конденсаторе охлаждающей воды;
в) минимальный уровень воды в сливном колодце.
Минимальные значения параметра барометрического (атмосферного) давления Hб.м для различной высоты местности над уровнем моря приведены в табл. 2, а в табл. 3 указаны значения параметра парообразования Hп при различной температуре воды t.
4.17. Для ориентировочного гидравлического расчета сифона конденсатора может быть использована следующая формула:
(19)где zсл - разность отметок наивысшей точки сливной линии конденсатора и наинизшего уровня воды в сливном колодце;
- параметр, учитывающий абсолютное минимальное барометрическое (атмосферное) давление воздуха; - параметр, учитывающий давление парообразования при максимально возможной температуре воды в сеточной камере;vсл и vк - скорости воды в наивысшей точке сливной линии конденсатора и в сливном колодце;
g - ускорение свободного падения;
P - давление воздуха;
Pнас - давление насыщенного водяного пара;
Примечания: 1. Вычисление потерь напора на местные сопротивления
2. Более точное определение величины zсл может быть сделано на основе данных экспериментальных исследований, выполненных на действующих ТЭС и АЭС или в лаборатории.
4.18. Высота zсл зависит: от потерь напора
в сливной линии конденсатора; от степени герметичности подводящей и сливной линий конденсатора; от условий эксплуатации.Влияние первого фактора может проявиться в том, что с ростом потерь напора в сливной линии величина вакуума в сифоне понизится. Такой же эффект вызывает засасывание воздуха через неплотности соединений и арматуры напорного и сливного трубопроводов, причем попадание воздуха в зону вакуума приводит к срыву или к уменьшению последнего. Наличие того или иного фактора и степень его влияния на значение zсл зависят от схемы водоснабжения ТЭС или АЭС.
Так, при схеме водоснабжения с центральной насосной станцией на ответвлениях напорных трубопроводов и на сливных трубопроводах устанавливаются задвижки и другая арматура, вызывающие повышение потерь напора в трубопроводах и нарушающие герметизацию последних (из-за неплотности соединений труб и негерметичности самой арматуры).
При блочной схеме водоснабжения на напорных и сливных трубопроводах отсутствуют задвижки и другая арматура, вследствие чего потери напора в трубопроводах имеют минимальное значение и исключается возможность попадания воздуха в зону вакуума через неплотности в соединениях труб с арматурой и в самой арматуре.
На значение zсл и на устойчивость работы сифона оказывают влияние конструкция и компоновка сливных колодцев, а также степень подтопления последних со стороны отводящего канала. При этом чем меньше потери напора в узле сопряжения сливных труб конденсатора с отводящим каналом, тем больше величина вакуума в сифоне.
4.19. Определение критической скорости vкр, при которой обеспечивается транспортирование водой пузырьков воздуха в нисходящей ветви сифона, может выполняться согласно рекомендациям, например [19, с. 51 - 56], а также на основе данных лабораторных и натурных гидравлических исследований.
Критическая скорость движения гидросмеси vкр в сливной линии конденсатора зависит от величины вакуума, диаметра воздушных пузырьков и других факторов. Так, согласно данным, приведенным в [19], при вакууме порядка 7 - 8 м, незначительной концентрации воздуха в воде и диаметре воздушных пузырьков dпуз = 0,008 м критическая скорость потока vкр имеет величину порядка 0,7 - 0,8 м/с.
5.1. Отводящий канал обычно проектируется в виде открытого водовода, служащего для отвода циркуляционной воды от ТЭС и АЭС в источник водоснабжения или в охладитель.
5.2. Отводящие каналы обычно проектируются в земляном русле без крепления дна и откосов или в русле с различными типами облицовки (железобетонная, гравийная). Выбор типа канала должен обосновываться в проекте технико-экономическими расчетами.
5.3. В проекте отводящего канала могут предусматриваться следующие расположенные на канале гидротехнические сооружения:
а) водопроводящие сооружения (акведуки, дюкеры, трубы);
б) сопрягающие сооружения (перепады, быстротоки);
в) концевое сооружение (эжектирующее, водосливное, струераспределительное).
5.4. Водопроводящие сооружения на отводящем канале устраиваются на пересечениях трассы отводящего канала с естественными и искусственными препятствиями (река, канал, овраг, дорога и т.п.).
Водопроводящие сооружения могут быть следующих типов:
акведук - сооружение в виде моста или эстакады с лотком, проложенным над пересекаемым им препятствием (русло реки, овраг, канал, дорога и т.п.);
дюкер - сооружение в виде напорного водовода, проложенного под пересекаемым им препятствием (русло реки, канал, дорога и т.п.);
труба - сооружение для пропуска естественного или искусственного водотока под земляной насыпью, в которой расположено русло канала.
Выбор типа водопроводящего сооружения производится с учетом топографических, гидравлических и гидрологических характеристик препятствия (река, канал), геологических и гидрологических условий строительства сооружения и других условий.
Описание конструкций водопроводящих сооружений и указания для их проектирования приведены в [12].
5.5. Сопрягающие сооружения на отводящем канале устраиваются в местах крутого понижения рельефа местности для сопряжения двух смежных участков канала, расположенных на разных уровнях.
Сопрягающие сооружения могут быть следующих типов:
перепад - одно- или многоступенчатое сооружение с сосредоточенным падением воды, в пределах которого совершается гашение избыточной кинетической энергии водного потока;
быстроток - сооружение в виде лотка с продольным уклоном больше критического, в концевой части которого осуществляется гашение избыточной кинетической энергии водного потока.
Выбор типа сопрягающего сооружения производится с учетом топографических, геологических, гидрогеологических и других условий строительства и эксплуатации сооружений.
5.6. Концевые сооружения служат для сопряжения отводящих каналов с естественными водотоками и водоемами, а также с водохранилищами-охладителями.
Типы и конструкции концевых сооружений выбираются с учетом систем технического водоснабжения ТЭС и АЭС и "Правил охраны поверхностных вод от загрязнения сточными водами" [44], согласно которым выпуск нагретой воды в естественный водоток или водоем комплексного назначения не должен вызывать повышения температуры воды в нем более чем на 3 °C летом и 5 °C зимой. Соблюдение этих требований нарушает естественный биологический режим водоема в допустимых пределах [35].
Концевые сооружения могут быть следующих типов:
Эжектирующее сооружение - сооружение, в котором с целью резкого снижения температуры воды в прибрежной зоне водоема используется принцип эжекции для интенсификации процесса перемешивания нагретой в конденсаторах паровых турбин воды с более холодной водой водоема. Эжекция может создаваться путем устройства на конце отводящего канала водосливного порога [40] или путем выпуска нагретой воды в водоем через донные отверстия под напором [14, 34].
Водосливная стенка - сооружение на конце отводящего канала в виде водосливной стенки с развитым фронтом.
Струераспределительное сооружение - сооружение, возводимое на конце отводящего канала для обеспечения равномерного (без перемешивания) выпуска нагретой в конденсаторах паровых турбин воды в водохранилище-охладитель.
При выпуске нагретой воды в мелководную часть водоема растекание теплой воды по поверхности водоема (без перемешивания) может быть обеспечено путем простого расширения концевого участка отводящего канала.
Струераспределительное сооружение может выполняться в следующих вариантах:
а) фильтрующая дамба - сооружение в виде дамбы из каменной наброски;
б) сквозное заграждение - сооружение сквозной (гибкой или жесткой) конструкции (например, в виде подвешенного на поплавках перфорированного полотнища или в виде жесткой решетчатой стенки).
При определенных топографических и других природных условиях концевое сооружение может совмещаться с сопрягающим сооружением (перепад, быстроток). При этом циркуляционная вода будет насыщаться воздухом в пределах сооружения, что улучшит санитарное состояние естественного водотока или водоема в зоне выпуска в него циркуляционной воды.
При проектировании прямоточных и оборотных систем технического водоснабжения электростанций со сбросом нагретой циркуляционной воды в естественные водоемы и проточные водохранилища следует выбирать такой тип концевого сооружения, который может обеспечивать интенсивное перемешивание сбросной теплой воды с основной массой холодной воды в водоеме на возможно меньшем по длине и площади участке акватории, а при необходимости - охлаждение сбросной воды и обогащение ее кислородом до поступления в водоем [11]. Этим требованиям отвечают: эжектирующее сооружение; концевое сооружение, совмещенное с сопрягающим сооружением, и брызгальный водовыпуск.
При проектировании оборотных систем технического водоснабжения электростанций со сбросом нагретой циркуляционной воды в замкнутые и наливные водохранилища-охладители тип концевого сооружения следует выбирать с учетом того, что оно должно создавать условия для интенсивного охлаждения теплой воды за счет испарения ее с акватории, для чего выпуск нагретой циркуляционной воды следует осуществлять в поверхностные слои водохранилища без перемешивания ее с основной массой холодной воды в водохранилище [11]. Этим требованиям отвечают: выпуск на мелководье; водосливная стенка; струераспределительное сооружение (фильтрующая дамба, сквозное заграждение).
и сооружений на нем
5.7. Назначение продольного уклона дна отводящего канала, формы и размеров поперечного сечения канала производится на основе результатов экономических и гидравлических расчетов по определению максимальных скоростей воды в отводящем канале при всех возможных эксплуатационных режимах его работы.
При гидравлическом расчете каналов с бетонными стенками и с бетонной облицовкой, которые могут работать как в квадратичной, так и в переходной области гидравлического сопротивления, коэффициент Шези рекомендуется вычислять по формулам, приведенным в [3].
5.8. В зоне расположения водопроводящих, сопрягающих и концевого сооружений в отводящем канале устанавливается неравномерное течение воды, причем с изменением расхода воды в канале кривые подпора могут переходить в кривые спада и наоборот.
Построение кривых свободной поверхности воды в канале при этом следует производить на основании расчетов по формулам и указаниям, приведенным в [53, с. 104 - 121].
При ориентировочных расчетах, построение кривых свободной поверхности водного потока в открытых призматических каналах можно выполнять на основании расчетов по следующей формуле <1>:
где
; ;l - расстояние между двумя поперечными сечениями канала с глубинами воды h1 и h2;
b - ширина канала по дну;
m - коэффициент откоса;
;i - продольный уклон дна канала;
if - уклон трения;
Q - расход воды в канале;
g - ускорение свободного падения;
nш - коэффициент шероховатости;
j - коэффициент формы поперечного сечения канала.
--------------------------------
<1> Формула (20) получена путем использования несколько видоизмененного метода приближенного интегрирования дифференциального уравнения установившегося неравномерного движения жидкости в открытом призматическом русле, изложенного в [29].
При вычислении по этой формуле значения коэффициента j и уклона трения if принимаются равными их среднеарифметическим значениям в начальном и конечном сечениях участка канала длиной l, т.е.
и . Для построения всей кривой подпора или спада в канале вычисления следует начинать с сечения с известной глубиной (глубины воды: перед водосливом, нормальная, критическая) и идти от него вниз (по течению) или вверх (навстречу течению), задаваясь глубиной воды в смежном сечении и определяя по формуле (20) длину расчетного участка канала l. Выполнив последовательно эти операции несколько раз и просуммировав вычисленные значения l, получим длину всей кривой подпора или спада.5.9. Основные расчеты водопроводящих сооружений (акведук, дюкер, труба) можно выполнять, руководствуясь указаниями, приведенными в [12, с. 346 - 352] и в справочной литературе.
Примечания: 1. В [12, с. 59 - 61] имеются указания о гидротехническом расчете сооружений на каналах, которыми можно руководствоваться при проектировании гидротехнических сооружений на отводящих каналах ТЭС и АЭС.
2. При гидравлических расчетах акведуков для построения кривых свободной поверхности в лотке акведука может использоваться формула (20).
5.10. При выполнении гидравлических расчетов сопрягающих сооружений (перепады, быстротоки) можно руководствоваться указаниями, приведенными в [53, с. 153 - 158].
5.11. Гидравлический расчет быстротоков следует выполнять с учетом аэрации водного потока, которая начинается при скорости движения воды v = 4 м/с. Определение глубин аэрированного водного потока на быстротоке рекомендуется производить путем вычислений по формуле [41]:
(21)где hа - глубина аэрированного водного потока на быстротоке;
h и v - глубина и скорость неаэрированного водного потока в том же поперечном сечении быстротока, причем глубины h в различных поперечных сечениях быстротока могут вычисляться по формуле (20).
Формула (21) справедлива при коэффициенте шероховатости nш = 0,011 - 0,017 и v = 4,1 - 18,6 м/с.
5.12. При расчете каменных креплений рисберм перепадов и быстротоков для определения крупности камня, используемого для крепления, рекомендуется пользоваться формулой <1>:
где vдоп - допустимая средняя скорость воды на вертикали водного потока, м/с;
dк - диаметр камня, м;
h - глубина водного потока на участке крепления, м;
kк - коэффициент, значения которого приведены в табл. 10.
--------------------------------
<1> Формула (22) получена путем математической обработки данных экспериментальных исследований Н.А. Бакониной [10].
Таблица 10
для различных типов каменного крепления
Расчет устойчивости железобетонных плит рисберм перепадов и быстротоков рекомендуется выполнять, руководствуясь указаниями, приведенными в [33].
5.13. Концевые сооружения рекомендуется проектировать на основе использования метода аналогов, т.е. путем назначения основных гидравлических параметров и геометрических размеров проектируемого сооружения по аналогии с каким-либо построенным или запроектированным сооружением, строительство и эксплуатация которого будут происходить в аналогичных условиях [14, 34]. При этом основные параметры и гидравлические характеристики проектируемого сооружения должны определяться экспериментальным путем, на основе результатов лабораторных гидравлических исследований на модели сооружения.
Примечание. При совмещении концевого сооружения с сопрягающим сооружением (перепад, быстроток) следует учитывать указания по гидравлическому расчету сопрягающих сооружений (пп. 5.10, 5.11).
6.1. Проектирование насосных станций должно вестись в соответствии с требованиями "Норм технологического проектирования тепловых электрических станций и тепловых сетей", ВНТП 80 [38] и главы СНиП II-58-75 "Электростанции тепловые" [51].
Проект должен содержать раздел по организации эксплуатации и ремонта, разрабатываемый в соответствии с "Правилами технической эксплуатации тепловых электростанций и сетей" (в части эксплуатации) и "Инструкцией по проектированию организации и механизации ремонта оборудования, зданий и сооружений на тепловых электростанциях" (в части ремонта).
6.2. Циркуляционные насосные станции подачи охлаждающей воды в конденсаторы турбин АЭС следует относить ко второй категории сейсмостойкости.
6.3. При проектировании насосных станций, в целях сокращения капитальных затрат и площади застройки, следует стремиться к блокировке сооружений, т.е. к размещению в зданиях циркуляционных насосных станций насосных агрегатов систем технического водоснабжения неответственных потребителей (для АЭС), противопожарных насосов и другого насосного оборудования.
Пример размещения насосного оборудования различного назначения в циркуляционной насосной станции для энергоблока АЭС приведен на рис. 36 и 37.
![]() (горизонтальный разрез на отметке 0)
1 - электродвигатели циркуляционных насосов ДВДА
260/99-20-24У (3 шт.); 2 - насосы пожаротушения 20А-18Х3 (2
шт.); 3 - насосы неответственных потребителей 600В-1,6-100-0
(2 шт.); 4 - шкафы управления; 5 - монтажные проемы
и хранилище затворов; 6 - въезд в насосную станцию
![]() 1 - подземная часть; 2 - надземное строение;
3 - циркуляционный насос ОПВ10-185ЭГ (3 шт.);
4 - всасывающая труба циркуляционного насоса;
5 - вращающаяся сетка ТЛ-3000 (6 шт.);
6 - решеткоочистная машина РВ-300 (1 шт.);
7 - кран мостовой грузоподъемностью 20/5 т (1 шт.)
6.4. Компоновка и конструкция насосной станции должны обеспечивать максимальную индустриализацию и минимум трудозатрат при ее строительстве, а также нормальные условия обслуживания и ремонта.
6.5. Конструкция водоприемного сооружения должна обеспечивать равномерный подвод воды ко всем установленным в насосной станции агрегатам с минимальными гидравлическими потерями.
6.6. Следует, как правило, принимать водоприемники закрытого типа с обслуживанием их из машинного зала насосной станции одним мостовым краном.
6.7. Входная часть водоприемника должна быть оборудована двумя рядами пазовых конструкций с целью размещения грубых сороудерживающих решеток, обеспечения возможности отключения и осушения блока насосной станции в процессе эксплуатации для ремонта.
6.8. Определение плановых габаритов насосной станции следует производить с учетом монтажной площадки. Свободные промежутки между насосными агрегатами следует использовать в качестве монтажных проемов и хранилища затворов.
6.9. При проектировании надземного строения насосной станции следует стремиться к максимальному использованию типовых строительных конструкций, деталей и элементов.
6.10. Высоту надземного строения насосной станции следует определять из условия обеспечения вертикальной выемки вала насосного агрегата через шахту статора электродвигателя.
6.11. Тип и конструкция циркуляционных насосов, принимаемых к установке в насосной станции, должны при прочих равных условиях обеспечивать минимальный строительный объем здания и минимальное заглубление фундамента насосной станции.
6.12. При выборе насосного оборудования предпочтение следует отдавать, как правило, вертикальным насосным агрегатам.
6.13. При выборе насосных агрегатов предпочтение следует отдавать агрегатам, имеющим при прочих равных условиях, наибольший годовой средневзвешенный коэффициент полезного действия.
Годовой средневзвешенный коэффициент полезного действия определяется по формуле:
(23)где
- коэффициенты полезного действия при 1, 2, ..., i режимах работы насосного агрегата, %;T1, T2, ..., Ti - продолжительность работы насосного агрегата при 1, 2, ..., i режимах работы, ч;
6.14. Насосные агрегаты, устанавливаемые в циркуляционной насосной станции, должны, как правило, обеспечивать регулирование подачи охлаждающей воды в зависимости от сезонных колебаний ее температур в водоисточнике и графика нагрузки турбоагрегатов.
6.15. Жестколопастные насосные агрегаты типа ОВ или ДВ при соответствующем технико-экономическом обосновании могут применяться в следующих случаях:
для теплофикационных электростанций с центральными насосными станциями при условии их работы в летний период с номинальными расходами пара в конденсатор или близкими к нему
;для конденсационных тепловых электростанций с прямоточными системами технического водоснабжения: при напорах циркуляционных насосов менее 15 м и минимальных температурах воды в источнике 6 - 8 °C; при напорах циркуляционных насосов более 15 м и минимальных температурах воды в источнике 9 - 13 °C;
для конденсационных тепловых и атомных электростанций с оборотными системами технического водоснабжения: при напорах циркуляционных насосов менее 15 м и минимальных температурах охлаждающей воды выше 13 - 15 °C; при напорах циркуляционных насосов более 15 м и минимальных температурах охлаждающей воды выше 18 - 20 °C.
6.16. При технико-экономическом сравнении вариантов систем технического водоснабжения с поворотно- и жестколопастными насосами следует учитывать различие в энергетических параметрах и эксплуатационной надежности насосов.
6.17. Для исключения влияния температурных деформаций напорного патрубка на насосный агрегат следует, по возможности, располагать последний как можно ближе к задней стене насосной станции. При невозможности выполнения этого условия, во избежание перекоса вала насосного агрегата, следует предусматривать установку температурного компенсатора на напорном патрубке насоса перед узлом его заделки в заднюю стену насосной станции.
6.18. В соответствии с "Нормами технологического проектирования тепловых электрических станций и тепловых сетей" [38] комплектование механизмов собственных нужд электростанций, в том числе и циркуляционных насосов должно осуществляться, как правило, асинхронными короткозамкнутыми электродвигателями закрытого исполнения (характеризуется степенью защиты оболочки), обдуваемыми или с замкнутым циклом вентиляции.
Степень защиты электродвигателей циркуляционных насосов должна соответствовать:
при установке электродвигателя насосного агрегата в надземном помещении - JP-44;
при установке в "камерах-колодцах" - JP-23.
При вынужденном применении электродвигателей с фазным ротором степень защиты колец следует принимать JP-54.
6.19. Все электродвигатели должны обеспечивать разворот механизма два раза подряд из "холодного" состояния или один раз из "горячего" состояния (после длительной работы с номинальной нагрузкой) при напряжениях на зажимах электродвигателей, равных 80% и 100% от номинального.
6.20. Электродвигатели насосных агрегатов мощностью 200 кВт и выше должны применяться на напряжение 6000 В.
6.21. Электродвигатели мощностью до 5000 кВт должны обеспечивать до 10000 пусков за срок службы; мощностью более 5000 кВт - до 7500 пусков за срок службы.
6.22. Кратность начального пускового момента электродвигателя (Mпуск/Mном) должна быть не менее 0,6 - 0,8.
Кратность максимального вращающего момента (Mмакс/Mном) должна быть не ниже 2,0 - 2,5.
Величины моментов могут быть скорректированы с учетом реального момента сопротивления механизма при питающем напряжении 0,8uном.
6.23. При проектировании насосных станций и систем технического водоснабжения ТЭС и АЭС следует учитывать гидромеханические переходные процессы, сопровождающиеся резким увеличением гидродинамических нагрузок и вибраций, действующих на насосные агрегаты и элементы насосных станций и систем и в несколько раз превышающих свои значения в стационарных режимах, а иногда и свои допустимые значения.
6.24. Следует учитывать, что при эксплуатации насосных агрегатов систем технического водоснабжения ТЭС и АЭС могут встречаться следующие виды основных переходных процессов. При пуске агрегатов:
трогание из состояния покоя, набор номинальной частоты вращения;
работа при пониженных напорах в процессе заполнения подводящего водовода;
повышение напора при заполнении водяного пространства конденсатора;
работа при повышенных напорах в процессе вытеснения воздуха из конденсатора;
работа при повышенных напорах на подтопленный обратный клапан (для центральных насосных станций при работе двух и более агрегатов на общий водовод);
понижение напора после вытеснения воздуха из конденсатора, зарядка сифонного устройства и выход на расчетный режим работы.
При остановке агрегатов:
отключение электродвигателя от сети и снижение частоты вращения в тормозном насосном режиме до момента смены направления движения воды;
режим противотока, в котором при насосном направлении вращения агрегата поток движется из напорной на всасывающую сторону насоса;
турбинный режим, в котором насос раскручивается в обратную сторону до момента достижения частоты вращения, соответствующей напору;
разгонный режим, при котором частота вращения агрегата в обратном направлении превышает номинальную и который сопровождается значительным увеличением нагрузки от центробежных сил, динамическими воздействиями небаланса вращающихся масс и динамическими воздействиями от нестационарных явлений, наблюдаемых в проточной части агрегата;
тормозной турбинный режим, заканчивающийся после полного стекания воды из системы.
6.25. Основное внимание при проектировании следует уделять таким видам переходных процессов, которые оказывают наиболее неблагоприятные воздействия на работу насосных агрегатов и систем технического водоснабжения. К таким видам переходных процессов в первую очередь относится работа насосных агрегатов при пониженных и повышенных напорах.
Под работой насосных агрегатов при пониженных напорах следует понимать их относительно продолжительную работу (более 15 - 20 с) с напорами, меньшими напоров, допускаемых техническими условиями (при пуске допускаемые напоры составляют, как правило, не менее 7 м).
Под работой насосных агрегатов при повышенных напорах следует понимать их работу в режимах, при которых режимная точка находится выше рабочей зоны характеристики насоса.
6.26. Сокращение времени работы насосных агрегатов при пониженных напорах может быть достигнуто применением следующих мероприятий.
А. Установка обратного клапана в начале горизонтального участка подводящего водовода для сохранения его постоянно заполненным водой или обеспечения возможности его заполнения перед пуском вспомогательными насосами (рис. 38). Следует учитывать, что установка обратного клапана, дающая значительное сокращение времени работы насосного агрегата при пониженных напорах, имеет и ряд недостатков, осложняющих условия работы системы технического водоснабжения, а именно:
усложнение системы, снижение надежности системы из-за недостаточной надежности самого клапана и гидравлических ударов, возникающих при его закрытии;
повышение гидравлического сопротивления системы за счет установки обратного клапана;
отрицательное влияние на условия пуска насоса инерционного напора массы воды в трубопроводе, который в сумме с геометрическим напором может превысить максимальный напор устойчивой характеристики насосного агрегата;
наличие воздуха на участке между насосным агрегатом и обратным клапаном, требующего специальных устройств для его удаления при пуске; в противном случае поступление воздуха в конденсатор приведет к дополнительным динамическим нагрузкам на его конструкции, увеличению гидравлического сопротивления и усложнению работы отсасывающего эжектора;
отсутствие рекомендаций по выбору правильного месторасположения обратного клапана и необходимость сооружения камер для арматуры.
![]() 1 - насосный агрегат; 2 - подводящий водовод; 3 - обратный
клапан; 4 - заполненный участок подводящего водовода;
5 - конденсатор; 6 - сливной водовод
Б. Выполнение начального участка водовода приподнятым для форсированного повышения напора насоса сразу же после его пуска (рис. 39). Устройство приподнятого начального участка водовода, рекомендуемое ВНИИгидромаш, может существенно облегчить условия пуска насосного агрегата благодаря быстрому повышению напора в начальный момент и переходу режимной точки в рабочую область характеристики насоса уже через 10 - 12 с после его пуска. Однако практическое использование этого решения существенно затрудняется из-за значительного усложнения пристанционного узла электростанции и проблем, возникающих при прокладке подъездных коммуникаций к насосной станции.
![]() подводящего водовода
1 - насосный агрегат; 2 - подводящий водовод;
3 - приподнятый участок подводящего водовода;
4 - конденсатор; 5 - сливной водовод
В. Предварительное заполнение горизонтального участка подводящего водовода с помощью эжектора водяного пространства конденсатора. Данное мероприятие осуществимо при следующих условиях:
если разность отметок низа конденсатора и уровня воды в сифонном колодце равна или больше разности отметок верха подводящего водовода и уровня воды в водоприемной камере насосной станции, т.е. h2 >= h1 (рис. 40);
если разность отметок верха подводящего водовода и уровня воды в водоприемной камере насосной станции меньше или равна величине вакуума, создаваемого эжектором водяного пространства конденсатора, т.е. h1 <= hэ (рис. 40).
![]() эжектора водяного пространства конденсатора
1 - насосный агрегат; 2 - заполненный участок подводящего
водовода; 3 - заполненный участок сливного водовода;
4 - конденсатор; 5 - сифонный колодец
Если h1 > hэ, следует оценить, насколько облегчатся условия пуска насосного агрегата при частичном заполнении подводящего водовода.
Если конструкция системы позволяет осуществлять предварительное заполнение подводящего водовода, то время воздействия на лопасти рабочего колеса насосного агрегата максимальных гидродинамических нагрузок при пуске резко сокращается и практически соответствует времени набора агрегатом номинальной частоты вращения, т.е. примерно 4 - 5 с.
Следует учитывать, что для систем технического водоснабжения ТЭС и АЭС большой мощности характерны большие объемы заключенного в них воздуха, поэтому, в целях улучшения условий и сокращения времени заполнения водой подводящих водоводов, желательно предусматривать установку более мощных эжекторов водяного пространства.
Г. Комплектование циркуляционных насосов двухскоростными приводными электродвигателями для обеспечения возможности пуска на первой (пониженной) частоте вращения.
В данном случае заполнение опорожненного подводящего водовода осуществляется при работе насосного агрегата на первой частоте вращения с переходом после заполнения водовода на вторую (расчетную) частоту вращения. Работа насосного агрегата на пониженной частоте вращения позволяет значительно облегчить протекание переходных процессов во время его пуска.
6.27. Сокращение времени работы насосных агрегатов при повышенных напорах может быть достигнуто применением следующих мероприятий.
А. Устройство холостого водовыпуска (рис. 41). Применение холостого водовыпуска позволяет поддерживать устойчивый режим работы циркуляционного насоса в процессе его пуска. Гидравлическое сопротивление холостого водовыпуска подбирается таким образом, чтобы напор, развиваемый при параллельной работе на конденсатор и холостой водовыпуск, не выходил за пределы рабочей зоны характеристики насоса.
![]() 1 - циркуляционные насосы; 2 - подводящие водоводы;
3 - сливные водоводы; 4 - конденсатор;
5 - закрытый отводящий канал;
6 - холостой водовыпуск
Б. Устройство клапанов выпуска воздуха из конденсатора турбины (рис. 42). Благодаря более быстрому удалению воздуха из конденсатора время работы насосных агрегатов в неустойчивых режимах может быть сокращено в несколько раз. Площадь выходного сечения клапана определяется в зависимости от объема заключенного в системе воздуха и производительности циркуляционных насосов. Следует учитывать, что данный способ облегчения протекания переходных процессов при повышенных напорах практически не требует дополнительных капитальных вложений в систему технического водоснабжения и успешно может применяться в сочетании с другими мероприятиями.
![]() воздуха из конденсатора турбины
1 - насосный агрегат; 2 - подводящий водовод;
3 - конденсатор; 4 - сливной водовод;
5 - клапан выпуска воздуха
В. Устройство вестовых труб для выпуска воздуха из подводящих водоводов (рис. 43). Это решение целесообразно применять для систем технического водоснабжения, имеющих подводящие водоводы большой протяженности и, соответственно, значительные объемы заключенного в них воздуха. Вестовые трубы следует размещать, по возможности, вблизи оси А главного корпуса электростанции или энергоблока.
![]() на подводящем водоводе
1 - насосный агрегат; 2 - подводящий водовод;
3 - конденсатор; 4 - сливной водовод; 5 - вестовая труба;
А - ось машинного зала
Г. Устройство пусковой перемычки между подводящим и сливным водоводами (рис. 44). Принцип пуска насоса с использованием пусковой перемычки, предложенный ВНИИгидромаш, близок к принципу пуска на холостой водовыпуск. При заполнении конденсатора турбины часть расхода, подаваемого циркуляционным насосом, по пусковой перемычке с предварительно открытым запорным органом минуя конденсатор отводится в сливной водовод. Тем самым создаются условия для поддержания сопротивлений конденсатора и напора насоса в необходимых пределах, что будет способствовать облегчению режима работы насосов в процессе зарядки конденсатора и сифонного устройства. После выхода насоса на расчетный режим работы запорный орган на пусковой перемычке закрывается.
![]() 1 - насосный агрегат; 2 - подводящий водовод;
3 - конденсатор; 4 - сливной водовод; 5 - пусковая
перемычка; 6 - запорный орган
К недостаткам данной схемы можно отнести усложнение системы технического водоснабжения, трудности с размещением перемычки в пределах машинного зала и необходимость, в связи с этим, ее наружной подземной прокладки, а также увеличение по сравнению с устройством холостого водовыпуска дополнительных капитальных вложений.
Предварительное заполнение части объема системы с помощью эжектора водяного пространства конденсатора. Предварительное заполнение следует осуществлять с целью уменьшения объема воздуха в системе и, тем самым, сокращения времени протекания переходных процессов в насосном агрегате при зарядке конденсатора.
2. Альтшуль А.Д., Казеннова В.В., Полякова Э.Н., Войнович А.П. О расчете потерь напора на трение в напорных водоводах электростанций. - Материалы конференций и совещаний по гидротехнике/ВНИИГ им. Б.Е. Веденеева, 1978, вып. 120, с. 122 - 131.
3. Альтшуль А.Д., Казеннова В.В., Полякова Э.И., Войнович А.П. О расчете потерь напора на трение по длине в бетонных каналах. - Известия ВНИИГ им. Б.Е. Веденеева: Сборник научных трудов, 1980, т. 138, с. 35 - 42.
5. Аршеневский Н.Н., Поспелов Б.Б. Переходные процессы крупных насосных станций. - М.: Энергия, 1980. - 112 с.
7. А. с. 527580 (СССР). Система отвода охлажденной воды от градирни/Р.Г. Минасян, А.П. Васильев, Б.Т. Самодельников и др. Опубл. в Б. И., 1976, N 33.
8. А. с. 618482 (СССР). Рыбозащитное устройство/Э.А. Нагобат, Л.М. Нусенбаум, В.Р. Мери и др. Опубл. в Б. И., 1978, N 29.
9. А. с. 721500 (СССР). Рыбозащитное устройство для водозаборных сооружений/Э.А. Нагобат, Л.М. Нусенбаум, А.М. Лысов. Опубл. в Б. И., 1980, N 10.
10. Баконина Н.А. К вопросу о допустимых скоростях течения на рисбермах плотин. - Гидротехническое строительство, 1940, N 11, с. 31 - 33.
11. Берман Л.Д. Тепловые выбросы конденсационных турбоагрегатов тепловых электростанций и окружающая среда. - Теплоэнергетика, 1975, N 4, с. 25 - 31.
12. Васильева И.А., Журавлев Г.И., Корюкин С.И. и др./Под ред. Н.П. Розанова. Гидротехнические сооружения. - М.: Стройиздат, 1978. - 647 с.
13. Винничек А.Н., Конвиз В.С., Новоженин В.Д., Осипов А.Д. Напорные трубопроводы из сборного железобетона. - М.: Энергия, 1969. - 102 с.
14. Дейнека В.И. Эжекторные устройства для разбавления нагретой воды тепловых электростанций. - В сб.: Гидравлика и гидротехника, Киев, 1971, вып. 13, с. 46 - 49.
15. Дмитриев В.Д. Взаимное влияние отводов в сети. - Водоснабжение и санитарная техника, 1962, N 9, с. 28 - 31.
16. Дульнев В.Б. Борьба с сором и с засасыванием воздуха в циркуляционные насосы. - Электрические станции, 1975, N 7, с. 74 - 76.
17. Дульнев В.Б. Разработка конструктивно-компоновочных мероприятий по повышению пропускной способности насосных блоков и уменьшению гидравлических потерь в напорных трубопроводах. - Труды координационных совещаний по гидротехнике/ВНИИГ им. Б.Е. Веденеева, 1977, вып. 115, с. 214 - 220.
18. Дульнев В.Б., Деркач Н.И., Ищук Т.Б. О влиянии устройства перепадных стенок на стоимость строительства циркуляционных насосных станций. - Энергетическое строительство, 1982, N 8, с. 31 - 35.
19. Евреенко Ю.П. Критическая скорость потока в нисходящей ветви сифона. - В сб.: Гидромелиорация и гидротехническое строительство. - Львов, 1979, вып. 7, с. 51 - 56.
20. Захаров О.В., Эрдрайх В.С. Учет переходных режимов работы крупных осевых, диагональных и центробежных насосов на стадии проектирования. - Экспресс-информ.: серия ХМ-4/ЦИНТИХимнефтемаш, М., 1979, N 4.
21. Зисман С.Л. Расчет режимов вращения осевых циркуляционных насосов при отключении электропитания. - Труды института Теплопроект, 1964, вып. 1, с. 14 - 19.
23. Ищук Т.Б. Результаты лабораторных исследований по определению потерь напора при групповом расположении местных сопротивлений в водоводах большого сечения. - Труды координационных совещаний по гидротехнике/ВНИИГ им. Б.Е. Веденеева, 1977, вып. 115, с. 251 - 257.
24. Ищук Т.Б. Местные потери напора в водоводах технического водоснабжения электростанций. - Электрические станции, 1980, N 6, с. 47 - 52.
25. Кабан А.В., Панас С.И. Повышение надежности работы конденсационной установки турбины К-500-65/3000. - Энергетик, 1981, N 5, с. 15.
26. Карелин В.Я., Новодержкин Р.А. Насосные станции гидротехнических систем с осевыми и диагональными насосами. - М.: Энергия, 1980 - 288 с.
27. Кирш К.А. Особенности эксплуатации блочных систем циркуляционного водоснабжения с осевыми насосами типа ОПВ. - Энергетик, 1979, N 10, с. 3 - 5.
29. Кожевников А.С. Приближенное интегрирование уравнения неравномерного движения потока. - Известия АН УзССР. Сер. техн. наук, 1976, N 3, с. 59 - 61.
30. Конвиз В.С., Аладинский А.В., Крашенинников Д.П. Гидротехнические сооружения и особенности систем технического водоснабжения Курской и Чернобыльской АЭС. - В сб.: Энергетическое строительство, М., 1977, N 2, с. 5 - 12.
31. Кривченко Г.И., Иванов И.С., Мордасов А.П. Напорные водоводы гидроэлектрических и насосных станций. - М.: Энергия, 1969. - 109 с.
32. Курганов А.М., Федоров Н.Ф. Справочник по гидравлическим расчетам систем водоснабжения и канализации. - Л.: Стройиздат, 1978. - 423 с.
33. Лятхер В.М., Черных О.Н. Оценка устойчивости креплений нижнего бьефа водосбросных сооружений. - Гидротехника и мелиорация, 1980, N 2, с. 18 - 20.
34. Мери В.Р. Экспериментальное определение основных параметров эжектирующего сооружения с донными выпусками на примере Чигиринской ГРЭС. - Труды координационных совещаний по гидротехнике/ВНИИГ им. Б.Е. Веденеева, 1977, вып. 115, с. 233 - 237.
35. Минасян Р.Г., Скалкин Ф.В. Тепловые электростанции и охрана окружающей среды. - Электрические станции, 1974, N 4.
36. Мошков Л.В. Гидравлические модельные исследования камеры вращающихся сеток насосного блока. - В кн.: Аннотации законченных в 1962 г. н.-и. работ по гидротехнике. - Л., 1963, с. 303 - 305. ВНИИГ им. Б.Е. Веденеева.
37. Насосы осевого типа "О", "ОП" и центробежные вертикальные типа "В" (каталог-справочник)/ЦИНТИХимнефтемаш. - М., 1970. - 52 с.
38. Нормы технологического проектирования тепловых электрических станций и тепловых сетей ВНТП-80. - М.: Минэнерго, 1980. - 178 с.
39. Неугодов Г.И. Гидравлические клапаны срыва вакуума в сифонах водовыпусков насосных станций. - Гидротехническое строительство, 1976, N 1, с. 45 - 47.
40. Никитин И.К., Сливинская А.Г. Повышение охлаждающей способности водохранилищ-охладителей. - Электрические станции, 1963, N 10, с. 45 - 47.
41. Павлов Б.А. О гидравлическом расчете аэрированных потоков на быстротоках. - Водные проблемы (НРБ), 1979, N 9, с. 29 - 40.
42. Папшев В.Ф. Опыт эксплуатации насосных станций технического водоснабжения тепловых электростанций. И. С. N Т-22/67/ОРГРЭС, 1967.
43. Полонский Г.А. Механическое оборудование гидротехнических сооружений. - М.: Энергия, 1974. - 344 с.
44. Правила охраны поверхностных вод от загрязнения сточными водами (Минздрав СССР, N 372-61), М., 1975.
46. Рекомендации по гидравлическому расчету водосливов. Часть I. Прямые водосливы. - Л.: Энергия, 1974. - 58 с. Часть II. Косые, боковые, криволинейные и кольцевые водосливы. - Л.: Энергия, 1976. - 23 с.
47. Рекомендации по расчету потерь напора по длине водоводов гидроэлектростанций: П 91-80/ВНИИГ. Л., 1981. - 24 с.
48. Роговой Т.Н., Кикиш О.В. Оценка работы головных циркуляционных насосов типа ОПВЗ-185 ЭГ энергоблока 800 МВт. - Электрические станции, 1981, N 5, с. 30 - 34.
49. Скаличка И. Течение жидкости в сварных отводах. - Водное хозяйство (ЧССР), 1975, т. 25, N 11 - 12, с. 289.
50. СНиП II-31-74: Водоснабжение. Наружные сети и сооружения. - М.: Стройиздат, 1976. - 145 с.
51. СНиП II-58-75: Электростанции тепловые. - М.: Стройиздат. 1976. - 25 с.
52. СНиП II-55-79: Подпорные стены, судоходные шлюзы, рыбопропускные и рыбозащитные сооружения. - М.: Стройиздат, 1980. - 41 с.
54. Технические условия и нормы проектирования гидротехнических сооружений. Деривационные каналы гидроэлектростанций. ТУиН МОЭС-108-59. М. - Л.: Энергоиздат, 1960. - 175 с.
55. Технические указания по расчету и проектированию башенных противоточных градирен для тепловых электростанций и промышленных предприятий. ВСН 14-67. Л.: Энергия, 1971. - 99 с.
57. Указания по проектированию рыбозащитного устройства типа плоской сетки с рыбоотводом/ГОСНИОРХ., Л., 1973. - 44 с.
58. Черткова Н.А., Бронштейн А.М. О работе сифонов на ТЭС. - Труды координационных совещаний по гидротехнике/ВНИИГ им. Б.Е. Веденеева, 1977, вып. 115, с. 237 - 241.
59. Черткова Н.А. Исследование сливных колодцев на открытых отводящих каналах. - Труды координационных совещаний по гидротехнике/ВНИИГ им. Б.Е. Веденеева, 1977, вып. 115, с. 242 - 250.
Вернуться в "Каталог нормативных документов"
Источник информации: https://internet-law.ru/documents/prod/rekomendaciya_rekomendacii/4/p.html
На правах рекламы:
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||