Водоводы турбин

Для подвода воды к зданиям ГЭС (с приплотинным их расположением, а также расположенным в конце деривации) применяются водоводы различных типов. Наиболее широкое распространение получили стальные водоводы. При напорах до 200-300 м наряду со стальными применяют железобетонные водоводы. Применяются и деревянные водоводы, например, на Сходненской и Кондопожской ГЭС. Появилась новая конструкция водоводов для турбин Саяно-Шушенской ГЭС - сталежелезобетонная, в которой совместно работает внутренняя стальная оболочка (труба) и арматура железобетонной облицовки водовода.

По расположению турбинные водоводы можно разделить на встроенные, выносные, открытые, закрытые и подземные.

Встроенные и выносные водоводы применяются для подвода воды к приплотинным зданиям ГЭС, расположенным за бетонными, контрфорсными, арочными и земляными плотинами. Встроенные водоводы располагаются в массиве плотины; выносные располагаются на низовой грани.

Применяются открытые, засыпанные и подземные водоводы; открытые обычно выполняются в виде трубопроводов, уложенных на опоры (промежуточные и анкерные); засыпанные - заглубляются в траншеи - защищаются от обвалов и промерзания; подземные (туннельные) водоводы сооружаются в скальных породах.

При больших расходах высоконапорных турбин иногда не удается построить один водовод на турбину из-за технических трудностей выполнения больших его габаритов, поэтому, например, для Красноярской турбины устроены два водовода, которые развилкой (тройником) уникальной по своим габаритам и сложности изготовления объединены перед входом в спиральную камеру.

Имеют место конструкции водоводов, в которых один водовод разветвляется на несколько - на два, три и более ответвлений. В местах ответвлений в стальной оболочке трубопровода возникают большие дополнительные напряжения (вследствие изменения кругового сечения оболочки), поэтому они и сложны в изготовлении и требуют усиления разного рода ребрами жесткости; стыки подвергаются особо тщательному контролю. Трасса турбинных водоводов прокладывается исходя из минимальной их длины. Особое значение придается мероприятиям, предотвращающим разрыв (разрушение) водоводов. Например, крупные водоводы турбин Красноярской ГЭС, расположенные на низовой грани плотины, в первоначальном варианте предполагалось выполнить открытыми, но, учитывая суровые климатические условия района, а также огромный объем водоводов было решено закрыть их хорошо армированной железобетонной оболочкой толщиной 1,5 м.

Сложными и ответственными конструкциями водоводов являются анкерные и промежуточные опоры, а также температурные компенсаторы.

Разнообразию конструкций водоводов соответствует и разнообразие опор, которые разрабатываются индивидуально так же, как и сами водоводы.

Примером крупных водоводов турбин являются сталежелезобетонные водоводы Саяно-Шушенской ГЭС. Расчетный напор водовода 270 м, длина 241 м, внутренний диаметр 7,5 м (такой диаметр имеет тоннель метро). Стенка стальной оболочки трубы имеет переменную толщину от 16 мм вверху до 32 мм - внизу у спиральной камеры. Компенсационный участок, сопрягающий водовод со спиральной камерой выполнен толщиной 40 мм из особо прочной стали, с нормативным сопротивлением 550 МПа. Армокаркасы железобетонной оболочки представляют собой двойную кольцевую арматурную сетку; кольцевая арматура толщиной до 70 мм, продольная до 25 мм.

В.И. Брызгалов, Л.А. Гордон, "Гидроэлектростанции", Красноярск, 2002г.