REENCON-XXI Международный Конгресс. Возобновляемая энергетика XXI век: энергетическая и экономическая эффективность
advertisement
REENCON-XXI Международный Конгресс. Возобновляемая энергетика XXI век: энергетическая и экономическая эффективность 346400, Россия, Ростовская область, г. Новочеркасск, ул. Клубная, 9/62, Тел./факс (8635)22-65-27 email: dendvk1@mail.ru web site: impuls-don.ru МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ НЕТИПОВЫХ ЭЛЕМЕНТОВ МОБИЛЬНЫХ ДЕРИВАЦИОННЫХ МКГЭС И СООРУЖЕНИЙ ИНЖЕНЕРНОЙ ЗАЩИТЫ Главный научный сотрудник OOO «Импульс», профессор, Кашарин Д.В. 2 Мобильная деривационная микроГЭС с составным деривационным водоводом из композитных материалов (заявка на изобретение №2015106761) 1 – грунтоармированная плотина; 2-сифонный водозабор; 3 - водоотводящая система; 4 вантовая система; 5 – гибкий участок водовода; 6 – анкерные опоры; 7 – грунтоармированная подпорная стенка; 8 – зданияе сикроГЭС контейнерного исполнения; 9 – гибкая дамба из композитных материалов Состав мобильной деривационной микроГЭС Головной гидроузел • водохранилище • водозаборные сооружения • Водопроводящие сооружения • Регулирующие сооружения • Устройства гашения гидравлического удара Деривационный водовод и сооружения по его трассе Станционный узел Сооружения инженерной защиты • • • • • Подводящие водоводы Регулирующие устройства Помещение контейнерного исполнения Гидроагрегаты Автоматизированное управление • • • • Системы дренажа Ливнеотводящие лотки Подпорные стены Улавливающие сетки 3 Обобщенная структура оптимизационной ММ МДМкГЭС Нетиповые элементы МДМкГЭС 4 а б 3 2 1 4 г д 11 Обеспечение инженерной защиты 10 10 9 8 9 Обеспечение надёжного закрепления 8 4 в Оптимизир ованная конструкци я МДМкГЭС 7 е 6 6 3 5 з ж Грунтоарми рованные и грунтонапол няемые конструкции по трассе ДВ Наименьшие потери по длине в ДВ 1.Обеспечени е уровней в верховье 2. Надёжная работа конструкции Грунтоарм ированные подпорные стены Дренаж Лицевая стенка Армиру ющие элемент ы Грунтонапо лняемые оболочки Грунтоарм ированные оболочки Вантовая система Вантовая система закреплени я ДВ Анкера ДВ Ванты Водоподпо рное сооружени е Оболочк и Водоподпо рное сооружени е Характери стики и стоимость материала Критерии выбора Деривацио нный водовод 13 12 а, б – соответственно, мембрано-вантовая и грунтоармированная плотины; в – гибкий участок ДВ; г, д – соответственно, общий вид вантовой системы для закрепления ДВ и её поперечный разрез; е, ж, з – соответственно, грунтоармированная подпорная стенка, замкнутые и незамкнутые грунтонаполняемые конструкции по трассе ДВ: 1 – вантовая ферма; 2 – незамкнутая водоподпорная оболочка; 3 – армоленты; 4 – лицевая стенка; 5 – внутренняя водонаполняемая оболочка; 6 – гибкие связи; 7 – внешняя оболочка; 8, 10– ванты - оттяжки; 9 – обечайка; 11 – вантаподбор; 12, 13 – соответственно, замкнутая и незамкнутая грунтонаполняемые оболочки 1.Природноклиматические условия 2.Техногенные данные ММ 5 Программа оптимизационного модлировани параметров мобильной деривационной МкГЭС 6 Результаты оптиизации головного гидроузла МДМкГЭС Лабораторный стенд МДМкГЭС 7 8 Физическая модель мобильной деривационной ГЭС 1 – фланцевый переходник; 2 – водозабор ; 3 – переходник 150-100; 4 – грунтоармированное основание; 5 – вантовая система; 6 – пояс для поддержки рукава; 7 – блок; 8 – опора вантовой системы; 9 – грунтонаполняемое основание; 10 – гибкий деривационный водовод; 11 – переход 100-150 9 Экспериментальные исследования НДС гибкого участка физической модели ДВ 10 Распределение напряжений по критерию фон Мизеса гибкого участка водовода 50 мм Однооболочкового Двухоболочкового 11 Распределение напряжений по критерию фон Мизеса гибкого участка водовода 150 мм Однооболочкового Двухоболочкового 12 Эмпирическая зависимость влияния параметров армирования, полученные по результатам экспериментальных исследований l B 2 10 ya 2 10 ya 393148 h 6 2 l 6772,8 y h 6 2 a 2 173800 ya 2 242219 ya 40411 4982,9 ya 2338, 2 где ya - высота армирования; h,l – соответственно шаг армирования и длина 13 Выводы 1. 2. 3. 4. Техническое решение мобильной деривационной микроГЭС (МДМкГЭС) позволяет увеличить более чем на 30% экономически возможный гидроэнергетического потенциала малых горных рек для автономного энергоснабжения малых водотоков. Разработанная программа оптимизации МДМкГЭС позволяет автоматизировать проектирование как нетиповых элементов данной конструкции При использовании двухоболочковой конструкции ДВ можно снижается более в 3 раза максимальные напряжения, действующие на материал оболочки, что несмотря на увеличение количетва материла позволяет использовать материалы с меньшей стоимостью и большей надежностью. Для проектирования грунтоармированных сооружений инженерной защиты получены эмпирические зависимости, позволяющие рассчитать диапазоны армирования (высоту армирования ya, h – шаг армирования и длину l) для насыпных грунтов и оценить в баллах надежность грунтоармированной конструкции целом .
