ПЕРЕЛИВНОЙ СТВОРЧАТЫЙ ЗАТВОР СЕЛЕКТИВНОГО ВОДОЗАБОРНОГО УСТРОЙСТВА

Полезная модель относится к гидроэнергетике и предназначена для использования в качестве основного элемента - затвора аванкамеры селективного водозаборного устройства гидроэлектростанции.
Известно, что наиболее простым и эффективным средством обеспечения экологически приемлемого гидротермического режима реки на участке ниже створа гидроузла, находящегося в районе с суровыми климатическими условиями, является селективный забор воды из верхних слоев водохранилища, который в большинстве случаев обеспечивается при наличии водозабора ГЭС, оборудованного затворами переливного типа.
Известен плавучий шиберный затвор в виде плоской пустотелой шандоры, перемещающейся с помощью механических систем в вертикальных пазах бычков, разделяющих по фронту пролеты водозаборного узла (Жиленков В.Н., Ладенко С.Ю. Новые решения проблемы регулирования термического режима водотока в нижнем бьефе ГЭС. - Известия ВНИИГ им. Б.Е.Веденеева, т.249, стр.88).
Недостатком данного плавучего шиберного затвора является то, что для обеспечения его работы, в диапазоне глубин до 10 и более метров зимней сработки водохранилища, высотные габариты этого пустотелого затвора и, соответственно, его подъемные системы становятся слишком громоздкими и неудобными в эксплуатации. Кроме того, чтобы обеспечить опускание затвора, необходимо в массиве основания сделать глубокие щелевые пазы, либо вертикальные стенки в виде уступа с тыльной стороны затвора.
Известен затвор, преимущественно для гидротехнических сооружений, включающий установленное на флютбете между устоями (бычками) полотнище с обшивкой, опорно-ходовые устройства, уплотнения и механизм подъема, причем полотнище выполнено из четырех щитов, шарнирно соединен-ных между собой в параллелограмм, одна из вершин которого закреплена на флютбете, а противоположная - к механизму подъема (АС СССР №905360, опубл. 15.02.1982 г.).
По наибольшему количеству сходных признаков и достигаемому при использовании результату данное техническое решение выбрано в качестве прототипа.
Недостатками прототипа является то, что при больших сработках водохранилища поперечные размеры и вес его щитов становятся практически неприемлемыми по условиям эксплуатации (с учетом воспринимаемого гидростатического давления при отсутствии промежуточных опор в пролетах), а также для маневрирования таким тяжеловесным затвором потребуются механизмы с большой грузоподъемностью.
Предлагаемый затвор не имеет таких недостатков благодаря его особому исполнению в виде щитов из набора шарнирно соединенных между собой плоских пластин-створок, перекрывающих при их растяжении пролет водоприемной секции - до высоты, которая необходима для селективного забора воды из верхнего слоя, сформировавшегося в температурно стратифицированном водохранилище, т.е. с отметок выше термоклина.
Технический результат, на достижение которого направлена заявляемая полезная модель, состоит в повышении эффективности работы переливного створчатого затвора, путем снижения его материалоемкости и более высокой его маневренности в условиях глубокой зимней сработки водохранилища при наличии в нем ледовых полей.
Для достижения указанного технического результата в переливном створчатом затворе селективного водозаборного устройства, состоящем из шарнирно соединенных щитов, находящихся между бычками, и флютбета, шарнирно соединенные между собой щиты выполнены в виде ширмы из набора плоских пластин-створок, из металла или пластика и перекрывающих затворный пролет, плоские пластины-створки соединены между собой стержнями, причем концы стержней, за исключением первого неподвижного, свободно входят в вертикальные пазы в стенах аванкамеры или бычках затворного пролета, за исключением нижнего стержня неподвижно прикрепленного к бетонному флютбету.
Кроме того, заявленное решение имеет факультативные признаки, характеризующие его частные случаи, а именно:
- для снижения протечек воды через зазоры между торцами плоских пластин-створок и стенами аванкамеры, к торцевым кромкам плоских пластин-створок прикреплены эластичные уплотнения, например, из резины или в виде щеток;
- для обеспечения устойчивости переливного створчатого затвора к продольному прогибу при заданных по расчетам ширине перекрываемой затвором секции или пролета и гидростатического давления, в конструктивное обустройство затвора могут входить вертикальные балки, служащие его опорами.
Отличительными признаками предлагаемого переливного створчатого затвора селективного водозаборного устройства от указанного выше известного являются: выполнение шарнирно соединенные между собой щитов в виде ширмы из набора плоских пластин-створок, из металла или пластика и перекрывающих затворный пролет, соединение плоских пластин-створок между собой стержнями, концы которых, за исключением первого неподвижного, свободно входят в вертикальные пазы в стенах аванкамеры или бычка затворного пролета.
Благодаря наличию этих признаков при работе переливного створчатого затвора селективного водозаборного устройства происходит перекрытие затворного пролета в аванкамере турбинного тракта гидроэлектростанции, обеспечивая при этом, путем перелива через него воды, селективный ее забор в условиях глубокой сработки водохранилища в зимний период.
Предлагаемый переливной створчатый затвор селективного водозаборного устройства иллюстрируется чертежами, представленными на фиг.1 и 2.
На фиг.1 переливной створчатый затвор, находящийся в аванкамере селективного водозаборного устройства.
На фиг.2 - показан продольный разрез по потоку переливного створчатого затвора.
На фиг.3 модель переливного створчатого затвора при начальном перекрытии пролета водоприемника.
На фиг.4 - модель переливного створчатого затвора при промежуточном перекрытии пролета водоприемника.
Переливной створчатый затвор 1 состоит из бетонного флютбета 2, бычков 3, разделяющих затворные пролеты с вертикальными пазами 4 и 5, соответственно для шандорного заграждения и шарнирных осей переливного створчатого затвора 1, состоящего из набора шарнирно скрепленных между собой плоских пластин-створок, выполненных например, из металла или пластика, стойки 6, на которую при необходимости опирается в продольном направлении переливной створчатый затвор 1, траверсы 7, на которой подвешен предлагаемый затвор 1, щеточных или резиновых уплотнений 8 в торцах плоских пластин-створок, подъемно-опускного механизма 9, например, портального крана, и входных отверстий 10 турбинных водоводов.
Работа переливного створчатого затвора селективного водозаборного устройства осуществляется следующим образом.
При подъеме и опускании подвешенного на траверсе 7 с помощью подъемно-опускного механизма 9 предлагаемого затвора 1, закрепленного нижней своей частью в бетонном флютбете 2, а шарнирными осями в бычке 3, который разделяет затворные пролеты, с вертикальными пазами 4 и 5, шарнирно скрепленные между собой плоские пластины-створки складываются под действием собственного веса, а при подъеме раскрываются, пока переливная кромка верхней пластины-створки не окажется на заданной отметке, соответствующей условию селективного забора воды, которая затем втекает во входные отверстия 10 турбинных водоводов. При этом плоские пластины-створки переливного створчатого затвора 1 в средней части пролета опираются на стойку 6 и соединены между собой стержнями. Причем каждый нечетный, скрепляющий плоские пластины-створки стержень, за исключением первого неподвижного, свободно входит своими концами в вертикальные пазы 4 в бычках 3 или стенах аванкамеры. Плоские пластины-створки переливного створчатого затвора 1 в торцах снабжены щеточными или резиновыми уплотнениями 8, для снижения протечек между затвором 1 и стенами аванкамеры.