Электронная библиотека Веда
Цели библиотеки
Скачать бесплатно
Доставка литературы
Доставка диссертаций
Размещение литературы
Контактные данные
Я ищу:
Библиотечный каталог российских и украинских диссертаций

Вы находитесь:
Диссертационные работы России
Технические науки
Гидротехническое строительство

Диссертационная работа:

Штильман Владимир Борисович. Повышение надежности водопроводящих трактов гидротехнических сооружений на основе методов системного анализа работы затворов : диссертация ... доктора технических наук : 05.23.07.- Санкт-Петербург, 2005.- 250 с.: ил. РГБ ОД, 71 06-5/316

смотреть содержание
смотреть введение
Содержание к работе:

ВВЕДЕНИЕ 5

ГЛАВА 1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ 9

1.1. Основные положения существующих методов расчета водопроводящих трактов гидротехнических сооружений 9

1.2. Вероятностный подход к расчету механического оборудования водопроводящих трактов 17

1.3. Основные понятия и показатели теории надежности применительно к механическому оборудованию ГТС 22

1.4. Основные задачи исследования 30

ГЛАВА 2. АНАЛИЗ АВАРИЙ ВОДОСБРОСНЫХ СООРУЖЕНИЙ ГИДРОУЗЛОВ 34

2.1. Основные случайные и неопределенные факторы 34

2.2. Причины аварий водосбросных сооружений гидроузлов 39

2.3. Классификация и анализ отказов МО водопроводящих трактов 45

2.4. Выбор критериев отказов механического оборудования водопроводящих трактов 56

ГЛАВА 3. ПРИМЕНЕНИЕ ПАРАМЕТРИЧЕСКОЙ ТЕОРИИ НАДЕЖНОСТИ ДЛЯ РАСЧЕТА ЭЛЕМЕНТОВ МЕХАНИЧЕСКОГО ОБОРУДОВАНИЯ ВОДОПРОВОДЯЩИХ ТРАКТОВ ГИДРОТЕХНИЧЕСКИХ СООРУЖЕНИЙ 59

3.1. Вероятностные методы оценки надежности конструкций 59

3.2. Расчет вероятностей отказов элементов затвора водосброса при статических воздействиях 67

3.3. Расчет вероятностей отказов элементов затвора водосброса при гидродинамических воздействиях 76

ГЛАВА 4. СИСТЕМНЫЙ АНАЛИЗ НАДЕЖНОСТИ ВОДОПРОВОДЯЩИХ ТРАКТОВ ГИДРОТЕХНИЧЕСКИХ СООРУЖЕНИЙ 89

4.1. Основы системной теории надежности 89

4.2. Анализ события «Перелив воды через гребень плотины вследствие недостаточной пропускной способности водопроводящих трактов» 98

4.3. Структурный анализ водопроводящих трактов ГЭС 105

ГЛАВА 5. СИНТЕЗ ПАРАМЕТРИЧЕСКОЙ И СИСТЕМНОЙ ТЕОРИЙ НАДЕЖНОСТИ 129

5.1. Оценка надежности затвора водосброса 129

5:2. Оценка долговечности затворов водосбросных трактов ГТС 140

5.3. Оценка надежности затворов при сейсмических воздействиях 148

ГЛАВА 6. ПРИМЕРЫ РАСЧЕТОВ НАДЕЖНОСТИ ЗАТВОРОВ ГИДРОТЕХНИЧЕСКИХ СООРУЖЕНИЙ РАЗЛИЧНОГО НАЗНАЧЕНИЯ 170

6.1. Опускной затвор судопропускного сооружения С2 Комплекса защитных сооружений Санкт-Петербурга от наводнений 170

6.2. Сегментный затвор Вилюйских ГЭС-1, 2 181

6.3. Плоский затвор Вилюйской ГЭС-3 190

6.4. Основной затвор эксплуатационного водосброса Саяно-Шушенской ГЭС 196

6.5. Оценка надежности секторных затворов Яйвского гидроузла 204

6.6. Затвор бассейна выдержки АЭС 211

ГТТАР.А 7 ТТРТ?ТТПГГ«РАТТТ17ТТТТТ7 А Р ЛРТЛТТТТТЛЛГ Г1ЯТЛГ АТТТТЙ НА ГИДРОТЕХНИЧЕСКИХ СООРУЖЕНИЯХ ИЗ-ЗА ОПАСНЫХ ОТКАЗОВ МЕХАНИЧЕСКОГО ОБОРУДОВАНИЯ 218

ЗАКЛЮЧЕНИЕ ...229

ЛИТЕРАТУРА 231 

Введение к работе:

Необходимость анализа и оценки риска аварий гидротехнических сооружений (ГТС) в Российской Федерации регламентированы требованиями Федерального Закона «О безопасности гидротехнических сооружений» и распространяются на ГТС, находящиеся в сфере действия Закона, повреждения которых могут привести к возникновению чрезвычайной ситуации. К таким ГТС относятся плотины, ограждающие сооружения (дамбы) жидких отходов промышленных и сельскохозяйственных организаций, здания гидроэлектростанций, водосбросные, водоспускные и водовыпускные сооружения, туннели, каналы, насосные станции, судоходные шлюзы, судоподъемники, сооружения, предназначенные для защиты от наводнений и разрушений берегов водохранилищ, берегов и дна русел рек, устройства для предотвращения размывов на каналах, а также другие сооружения, предназначенные для использования водных ресурсов и предотвращения вредного воздействия вод и жидких отходов.

В свою очередь, оценка риска аварий указанных сооружений невозможна без оценки надежности, в частности, вероятности отказов их водопроводящих трактов и механического оборудования (МО) как подсистем этих трактов, поскольку одной из основных причин возникновения и развития весьма серьезных аварийных ситуаций является перелив воды через гребень плотины, что, зачастую, является следствием отказов именно МО.

Поэтому требования, предъявляемые к гидротехническим сооружениям в части надежности, прочности, водонепроницаемости при любых сочетаниях нагрузок и воздействий, распространяются и на их МО. Как показывает опыт эксплуатации гидроузлов, от надежности затворов нередко зависит безаварийная работа всего сооружения. Здесь и далее понятие «затвор» включает в себя пролетное строение (собственно затвор), затворную камеру с закладными деталями и облицовками и приводной механизм с тяговыми органами и подвесными устройствами.

В перспективе один из путей развития гидроэнергетики - возведение ГЭС в горных районах. Причем современная тенденция - уменьшение напора и создание малых ГЭС в равнинных либо каскадов ГЭС в горных районах с целью уменьшения негативного воздействия на окружающую среду. Как следствие ужесточения экологических норм повышаются требования к маневренности затворов, к расчетному обоснованию проектов МО как одному из главнейших условий повышения его надежности [87, 99].

Кроме того, сегодня большая часть затворов водопроводящих трактов ГТС близка к исчерпанию своего ресурса, поэтому в настоящее время всё более очевидной становится необходимость иметь объективные критерии для прогнозирования и обоснования сроков проведения ремонтных работ различного оборудования гидротехнических сооружений, в том числе и механического оборудования их водопроводящих трактов. Получение таких критериев возможно при последовательном применении методов теории надёжности к его расчётам. Актуальность подобного подхода подчеркивают принятые в 1995 году общеевропейские нормы по расчёту металлоконструкций и оборудования гидротехнических сооружений DIN 19704-95 и межгосударственный нормативный документ «Надёжность зданий и сооружений. Основные положения проектирования», подготовленный ЦНИИСК им. Кучеренко. Так, по новой концепции, устанавливаются требования к надёжности как к основному потребительскому качеству, а эксплуатационные показатели (то есть характеристики сооружения и оборудования) устанавливаются как следствие требуемой (целесообразной) надёжности.

Исходя из вышесказанного, была поставлена и конечная цель данной диссертационной работы - повышение надежности водопроводящих трактов ГТС на основе методов системного анализа МО, включающих в себя методику количественной оценки надежности и прогнозирования работоспособности механического оборудования (в первую очередь, затворов) как подсистем водопроводящих трактов гидротехнических сооружений.

Работа состоит из введения, семи глав, и заключения.

В первой главе описаны основные положения существующих детерминистических методов расчета механического оборудования, намечен вероятностный подход к оценке надежности конструкций водопроводящих трактов ГТС. Приведены основные понятия и показатели теории надежности, применяемые при анализе надежности МО водопроводящих трактов ГТС. Сформулированы основные задачи исследования.

Во второй главе исследованы основные случайные и неопределенные факторы, влияющие на надежность затворов водопроводящих трактов. Проанализированы причины аварий водосбросных сооружений гидроузлов. Приведена классификация и анализ разрушений и повреждений затворов водопроводящих трактов. Произведен выбор критериев отказов механического оборудования водопроводящих трактов при расчетах его надежности, которые зависят от цели расчета.

В третьей главе описаны основы параметрической теории надежности, адаптированные применительно к механическому оборудованию водопроводящих трактов ГТС. Приведена методика оценки безотказности элементов затворов водопроводящих трактов при гидростатическом и гидродинамическом воздействиях.

В четвертой главе приведены основы системной теории надежности. Проведен системный анализ события «Перелив воды через гребень плотины вследствие недостаточной пропускной способности водопроводящих трактов». Проведен системный анализ надежности водопроводящих трактов ГТС. Разработаны стандартные деревья отказов водопроводящих трактов ГЭС различных типов, а также некоторые детально (до базовых отказов) проработанные их ветви.

В пятой главе изложены принципы синтеза параметрической и системной теорий надежности на примере оценки надежности плоского затвора строительного водосброса Колымской ГЭС. Приведены методики оценки долговечности затворов водосбросных трактов ГТС и надежности затворов при сейсмических воздействиях.

В шестой главе приведены примеры расчетов надежности затворов разных типов гидротехнических сооружений различного назначения. С помощью разработанных методик оценены вероятности отказов опускного затвора судо-пропускного сооружения С2 Комплекса защитных сооружений Санкт-Петербурга от наводнений, сегментного затвора Вилюйских ГЭС-1, 2, плоских затворов Вилюиской ГЭС-3 и Саяно-Шушенской ГЭС, секторных затворов Яйвского гидроузла, затвора бассейна выдержки АЭС.

В седьмой главе описаны мероприятия, проведение которых, наряду с расчетами надежности затворов водопроводящих трактов ГТС, позволит предотвратить аварийные ситуации на гидротехнических сооружениях из-за опасных отказов механического оборудования.

В заключении сформулированы результаты, полученные в ходе диссертационных исследований.

Подобные работы
Бакановичус Наталья Симовна
Обоснование новой конструкции обогрева затворов гидротехнических сооружений на основе композиционных резистивных материалов
Черненко Владимир Николаевич
Научные основы разработки критериев безопасности гидротехнических сооружений гидроаккумулирующих электростанций с учетом влияния динамических воздействий
Усачева Александра Александровна
Анализ напряженного состояния вблизи полостей и раковин бетонных гидротехнических сооружений методом граничных интегралов
Цветкова Елена Владимировна
Разработка метода расчета и прогноза устойчивости нагруженных откосов и склонов как оснований сооружений на основе анализа напряженного состояния грунтов
Балдин Сергей Николаевич
Исследование и разработка способов повышения надежности и экономичности газоотводящих трактов мощных энергоблоков ТЭС
Ушаков Андрей Николаевич
Расчет напряженно-деформированного состояния и устойчивости оснований фундаментов, грунтовых сооружений и массивов на основе методов теории функций комплексного переменного
Ушаков Андрей Николаевич
Расчет напряженно-деформированного состояния и устойчивости оснований фундаментов, грунтовых сооружений и массивов на основе методов теории функций комплексного переменного
Косыгин Евгений Владимирович
Основы инженерной реставрации и сохранения зданий и сооружений - памятников истории и культуры - на базе экосистемного метода
Прокопьев Павел Николаевич
Разработка и исследование методов и устройств на основе применения элементов волоконной оптики, обеспечивающих сокращение времени ремонтно-восстановительных работ линейных сооружений связи
Ганькова Татьяна Анатольевна
Обоснование выбора параметров инерционного трансформатора на основе анализа методов построения и оптимизации внешней характеристики

© Научная электронная библиотека «Веда», 2003-2013.
info@lib.ua-ru.net