СТАЛЕЖЕЛЕЗОБЕТОННЫЙ ТУРБИННЫЙ НАПОРНЫЙ ВОДОВОД

Полезная модель относится к области гидротехнического строительства, в частности к гидротехническим сооружениям и может быть использована при строительстве, реконструкции и ремонте подвергающихся атмосферным воздействиям напорных водоводов гидроэлектростанций расположенных в районах с суровыми и особо суровыми климатическими условиями.
Известен турбинный напорный водовод, выполненный из толстолистового металла с антикоррозионным покрытием, примененный на ряде гидроэлектростанций, например, Джатилухур (Индонезия), Мальговер (Франция), Римарк (Перу) (А.М.Архипов. Турбинные водоводы со стальной оболочкой. - ЛО, Энергия, 1973, С.14-20).
Недостатками аналога являются: его высокая стоимость, необходимость защиты от коррозии, и недостаточная надежность водоводов большого диаметра.
Наиболее близким к предлагаемому техническому решению является Сталежелезобетонный турбинный напорный водовод, состоящий из металлической облицовки, обеспечивающей герметичность водовода и воспринимающей часть гидростатического и гидродинамического давления, и железобетонной оболочки, воспринимающей остальную часть гидростатического и гидродинамического давления, а также защищающей металлическую облицовку от коррозии и от обледенения в суровых климатических условиях при вынесении турбинных напорных водоводов на низовые грани плотин или грунтовые склоны (А.М.Архипов. Турбинные водоводы с оболочками усиленными железобетонными и скальными массивами. - ЛО, Энергия, 1973, С.61-70).
Существенным недостатком прототипа является недостаточная долговечность его железобетонной оболочки, работающей в сложном напряженно-деформированном состоянии, если она подвергается атмосферным воздействиям. Опыт длительной эксплуатации вынесенных на низовые грани плотин сталежелезобетонных турбинных напорных водоводов, например, Красноярской и Саяно-Шушенской ГЭС, показал, что их железобетонные оболочки не только постепенно разрушаются, но и происходит старение бетона этих оболочек вследствие:
- попеременного замораживания и оттаивания как свободной воды в трещинах и кавернах, так и самого бетона железобетонной оболочки;
- движения фильтрующей воды по трещинам и открытым капиллярам;
- протечек сквозь скрытые дефекты в стальной оболочке;
- конденсирования воды, в теплое время года, на обращенной к бетону поверхности металлической облицовки.
Предлагаемое техническое решение устраняет этот недостаток.
Технической задачей предлагаемой полезной модели является создание конструкции сталежелезобетонного турбинного напорного водовода, обеспечивающей высокую долговечность железобетонной оболочки, подвергающейся при эксплуатации гидроэлектростанций, расположенных в районах с суровыми и особо суровыми климатическими условиями, глубинному промерзанию бетона и воздействиям от сезонного колебания температур.
Для достижения указанного технического результата в сталежелезобетонном турбинном напорном водоводе, состоящем из металлической облицовки и железобетонной оболочки, наружная поверхность железобетонной оболочки дополнительно защищена утепленным выносным защитным покрытием, которое выполнено из металлического каркаса, на поверхность которого уложены утеплитель и кровельное покрытие.
Отличительным признаком предложенного сталежелезобетонного турбинного напорного водовода от указанного выше известного, наиболее близкого к нему, является наличие утепленного выносного защитного покрытия, выполненного из металлического каркаса, на поверхность которого уложены утеплитель и кровельное покрытие.
Благодаря наличию этих признаков происходит поддержание положительных температур внутри утепленного выносного защитного покрытия при работающем сталежелезобетонном турбинном напорном водоводе за счет конвекции тепла сквозь железобетонную оболочку, обеспечивая при этом ее высокую долговечность.
Предлагаемая конструкция сталежелезобетонного турбинного напорного водовода иллюстрируется чертежами, представленными на фиг.1-фиг.4.
На фиг.1 показано поперечное сечение сталежелезобетонного турбинного напорного водовода с круговым очертанием наружной грани железобетонной оболочки и утепленное выносное защитное покрытие, укрывающее данный водовод совместно с низовой гранью плотины.
На фиг.2 - поперечное сечение сталежелезобетонного турбинного напорного водовода с круговым очертанием наружной грани железобетонной оболочки, и утепленное выносное защитное покрытие расположенное непосредственно около наружной грани железобетонной оболочки.
На фиг.3 - поперечное сечение сталежелезобетонного турбинного напорного водовода с полигональным очертанием внешнего контура железобетонной оболочки и утепленное выносное защитное покрытие, укрывающее турбинный напорный водовод совместно с низовой гранью плотины.
На фиг.4 - поперечное сечение сталежелезобетонного турбинного напорного водовода с полигональным очертанием внешнего контура железобетонной оболочки и утепленное выносное защитное покрытие
расположенное непосредственно около наружной грани железобетонной оболочки водовода.
Сталежелезобетонный турбинный напорный водовод содержит металлическую облицовку 1 защищенную железобетонной оболочкой 2, внутри которой расположена кольцевая и продольная арматура 3, к наружной поверхности железобетонной оболочки 2 прикреплен металлический каркас 4, поверх которого уложено утепленное выносное защитное покрытие, выполненное из утеплителя 5 и кровельного покрытия 6. Между наружной поверхностью железобетонной оболочки 2 и металлическим каркасом 4 имеется воздушный зазор 7. В местах расположения температурно-деформационных швов разделяющих отдельные секции плотины, в утепленном выносном защитном покрытии также устроены температурно-деформационные швы 8.
В предлагаемом сталежелезобетонном турбинном напорном водоводе утепленное выносное защитное покрытие, состоящее из утеплителя 5 и кровельного покрытия 6, поддерживаемое металлическим каркасом 4, создает воздушный зазор 7 тем самым, обеспечивая защиту этого водовода, состоящего из металлической облицовки 1 и железобетонной оболочки 2 и предохраняя его от солнечной радиации, от воздействия перепадов годовых температур, от попеременного замораживания-оттаивания свободной воды фильтрующей по трещинам и открытым капиллярам железобетонной оболочки 2, предохраняя при этом еще и ее бетон.
Во время работы сталежелезобетонного турбинного напорного водовода происходит подержание положительных температур внутри утепленного выносного защитного покрытия в воздушном зазоре 7 за счет конвекции тепла от воды сквозь железобетонную облицовку 2 или частично за счет отопительных агрегатов различных конструкций.
Толщина утеплителя уточняется расчетным путем исходя из фактических климатических условий эксплуатации и проектных характеристик сталежелезобетонного турбинного напорного водовода.
Поддержание положительной температуры воздуха при неработающих агрегатах ГЭС обеспечивается путем установки отопительных агрегатов или с помощью труб подводящих теплый воздух из подсобных помещений агрегатного блока.
Применение предлагаемой полезной модели обеспечивает высокую долговечность сталежелезобетонного турбинного напорного водовода и высокую стойкость железобетонной оболочки к воздействию солнечной радиации, атмосферных осадков, знакопеременных температур, так как благодаря поддержанию положительных температур обеспечивается высокая долговечность бетона железобетонной оболочки.