Nhà máy thủy điện – Đặc điểm cấu tạo của các loại máy thủy điện

1.1 Trạm thủy điện Quqiang (Đập ngang)

1.1.1 Đặc điểm của trạm thủy điện xuyên đập

Thiết bị thủy lực ngang đập là một bộ phận của công trình nâng nước, chịu tác dụng của áp lực nước thượng lưu và cũng là công trình hút nước kết nối trực tiếp với tuabin nước. Với những đặc điểm trên, kết cấu của loại hình nhà xưởng này có thể chịu được h£30¦40m. Các nhà máy đập lớn và vừa phần lớn sử dụng tua-bin trục đứng, hoặc tua-bin cánh quạt loại nhỏ có cột nước dưới 20m. Các tổ máy quy mô lớn có thể sử dụng đường kính cánh quạt d1=10×10,5m, công suất tổ máy bắt đầu từ 120×150mw và lưu lượng qua tuabin bắt đầu từ 650×700m3/s. Do lưu lượng qua tuabin lớn nên kích thước của buồng xoắn và ống hút lớn, người ta tận dụng không gian phần loe ra của ống hút để bố trí thêm các buồng. Tầng trên cùng thường bố trí các máy biến áp có ray dẫn hướng để sửa chữa trong phòng lắp ráp. Các công trình lắp đặt như vậy thường có điện ở hạ lưu và các đường dẫn dầu, nước và khí nén ở thượng nguồn. Mố thượng lưu cửa lấy nước thường được kéo dài để bố trí cầu công tác và cầu giao thông. Ngoài những mục đích trên, cách bố trí này còn làm tăng tính ổn định cho nhà máy.

Bạn Đang Xem: Nhà máy thủy điện – Đặc điểm cấu tạo của các loại máy thủy điện

Một trong những đặc điểm của trạm thủy điện xuyên đập cần chú ý là cột nước công tác giảm vào mùa lũ dẫn đến công suất tổ máy giảm, thậm chí có lúc mất điện. Để tăng công suất nhà máy khi có lũ đồng thời giảm diện tích đập tràn, hiện nay quốc tế đang thiết kế các trạm thủy điện xuyên đập kết hợp xả lũ qua các tổ máy. Nếu nghiên cứu bố trí hợp lý công trình xả lũ trên mặt cắt tổ máy thì có thể hình thành vị trí tăng cột nước công tác của tuabin khi xả tràn hoạt động, từ đó nâng công suất của trạm thủy điện.

Phần đầu nước vào của máy bao gồm: kỹ thuật đầu nước vào, buồng xoắn và ống hút cong. Hình 2-1 là hình vẽ phối cảnh trạm thủy điện ngang đập không kết hợp xả lũ qua các tiết diện tổ máy.

Đối với các trạm thủy điện có đập ngang, cột nước thấp, lưu lượng lớn, chiều dài của tổ máy thường được xác định bởi kích thước của buồng cuộn bên ngoài và đường ống hút. Trong mặt phẳng nằm ngang, chiều rộng của cửa vào bằng tiết diện của cửa vào buồng xoắn, kích thước này phải phù hợp với điều kiện tốc độ cho phép qua sàng. Chiều rộng phần đơn vị theo hướng dòng nước của phần dưới nước của phòng khe phụ thuộc vào kích thước của đầu vào, chiều dài của buồng tuabin và ống hút, và tính toán độ ổn định của phòng khe cũng cần được xem xét .Ứng suất nền liên quan đến kích thước phần dưới nước của nhà máy, đặc biệt là nền đất yếu.

Để giảm chiều cao của phần dưới nước của nhà máy điện, trong thiết kế thường sử dụng phần buồng xoắn hình chữ T có đỉnh phẳng hướng xuống dưới để có thể giảm chiều cao của tuabin và tổ máy phát điện. rút gọn. gần tuabin hơn.

Để đảm bảo ổn định chống trượt và lực tác dụng lên đáy móng không vượt quá giá trị cho phép, bản đáy của đập ngang nhà máy trên nền yếu thường có kích thước lớn. Sử dụng độ dày của tấm đáy để bố trí nhân viên tại cửa lấy nước và phần dưới và trên của hành lang để kiểm tra cửa lấy nước.

Hình 2-1. Trạm thủy điện xuyên đập không kết hợp xả lũ qua tổ máy

1.1.2 Sơ đồ xả lũ tổng hợp của trạm thủy điện xuyên đập

Phần dưới nước của nhà máy thủy điện xuyên đập kết hợp xả lũ có nhiều kết cấu khác nhau theo quy mô cột nước và tổ máy. (Hình 2-2)

Khi cột nước 25-40m, nếu bố trí trạm thủy điện trong thân đập tràn như Hình i (Hình 2-2) thì bố trí các phòng phụ trợ, phòng thiết bị phụ trợ trên đường ống hút phía trên. Khi chuyển thiết bị đến nơi tập kết, sử dụng cần trục nằm trên mố đỉnh đập di chuyển xuống theo trục đứng, hoặc có bãi chứa thiết bị ở phía hạ lưu khu vực nhà máy, sau đó thiết bị sẽ được tập kết bằng đường ray hoặc ô tô.

Ở trạm thủy điện cột áp thấp, đường kính cánh quạt d1 lớn hơn, thường dùng hình ii. Với sơ đồ này, khi vận chuyển thiết bị dùng cẩu đặt trên đỉnh đập tràn để vào buồng máy, trong buồng máy có thể bố trí thêm cẩu để nâng cấu kiện có tải trọng nhỏ hơn. Nhược điểm của giải pháp này là tấm che trên buồng máy tuyệt đối kín gió.

Nhằm khắc phục nhược điểm của các sơ đồ trên, trong thiết kế đã nghiên cứu bố trí công trình xả lũ trên sơ đồ buồng xoắn iii, sơ đồ này làm tăng trục đơn nguyên dẫn đến tăng kết cấu phần dưới và lượng nước. .

Hình 2-2. Sơ đồ trạm thủy điện xuyên đập kết hợp xả lũ

Kết cấu như hình 4, trên buồng xoắn bố trí công trình xả lũ tăng áp. Loại biểu đồ này có thể áp dụng cho các cột nước khác nhau. Nhược điểm của sơ đồ này là vị trí đầu vào của tuabin hơi tương đối sâu, tải trọng của cửa van lớn, vận hành không thuận tiện, trục của tổ máy dài, tăng kết cấu phần dưới nước. Trong thiết kế và vận hành các trạm thủy điện lớn nhận thấy bố trí công trình xả lũ điều áp dưới buồng xoắn theo hình v là tốt nhất vì nó loại bỏ được hết các khuyết điểm của hình trên. . Trong sơ đồ này, để giảm độ sâu dưới móng, nhà máy thường sử dụng buồng xoắn ốc bê tông đối xứng với phần hướng lên trên và tăng chiều cao của ống hút, do đó giảm kích thước của phần dưới nước của tòa nhà nhà máy . .

Hình 2-3. Nhà máy thủy điện thân lũ

1-van tràn, 2-van sửa chữa, 3-buồng thu gom rác, 4-máy phát điện, 5-phòng điều khiển, 6-phòng trưng bày cáp, 7-van sửa chữa đường ống hút, 8-vỏ hơi, 9-Phòng cấp nước kỹ thuật , 10-thiết bị phân phối điện, 11-phòng nạp cát, 12-hệ thống lọc nước xử lý, 13-hành lang tập trung nước, 14-ống hút cẩu thao tác van, 15-máng xối, 16-máy thu gom rác, 17-Máy biến áp, 18-cáp giếng.

Kinh nghiệm thiết kế cho thấy, khi sử dụng Hình iv và Hình V để bố trí tràn và xả tràn, để đảm bảo cho đập tràn vận hành ổn định, giảm thiểu sự phân bố không đều của dòng chảy hạ lưu và sự tồn tại của các đường trục, nên sử dụng bố trí đối xứng . Để đảm bảo hiệu suất phun cao hơn, chiều dài tiết diện tổ máy phải tăng thêm 5-10% so với chiều dài tổ máy đối với nhà máy thủy điện không tổ hợp. Vì vậy, tốc độ dòng chảy qua kênh tràn cao hơn 1,5-2 lần so với tốc độ dòng chảy qua tuabin, đạt hiệu suất phun rất lớn và do đó làm tăng công suất của thiết bị. Nếu tăng chiều cao ống hút hoặc tăng chiều cao tương đối tính từ nón cụt thì có thể tăng tiết diện đập tràn. Nếu mặt cắt ngang của thiết bị được bố trí đối xứng, thì góc bao của buồng mô-men xoắn giảm xuống 135¦1600 và góc mở rộng mặt phẳng b=1800 (xem sơ đồ buồng mô-men xoắn a- a, b-b, Hình iv và v )

Sau đây sẽ giới thiệu một số sơ đồ nhà máy thủy điện xuyên đập kết hợp xả lũ. Hình 2-3 thể hiện nhà máy thủy điện xuyên đập được bố trí trong thân đập tràn. Để giảm kích thước của phần dưới nước của nhà máy, một buồng xoắn bê tông có tiết diện hướng xuống phải được lắp đặt và một cây kim đặt trên nắp tuabin. Sơ đồ bố trí hợp lý phòng thiết bị phụ trợ của đơn vị.

Hình 2-4. Nhà máy thủy điện kết hợp hàng đáy (có áp)

1-buồng xoắn, 2-ống hút, 3-áp suất tràn giữa buồng xoắn và ống hút, 4-van tràn, 5-van dịch vụ, 6-đường cao tốc, 7-đường ray, 8 – Van xả tràn và ống hút bằng cần trục, 9 – Van sửa chữa tràn bị mất áp.

Bumps 2-4. Hình ảnh nhà máy thủy điện ngang qua đập và thiết bị giảm áp giữa buồng xoắn và ống hút. Toàn bộ phần điện của nhà máy được đặt ở hạ lưu. Phần buồng cáp bê tông hướng xuống dưới và máy phát điện được đặt trên nắp tuabin. Cách bố trí này làm giảm chiều cao của phần dưới nước của cây.

Qua kết quả nghiên cứu thiết kế vận hành trạm thủy điện kết hợp với các chỉ tiêu kinh tế – kỹ thuật xả lũ cho thấy tiết kiệm được VLXD tại khu vực bố trí công trình xả lũ cho đơn vị. Xây dựng (bê tông 20-30%, thép thanh 5-7%), nhưng lượng thép cửa van và khe van tăng lên.

Những năm gần đây, để giảm giá thành xây dựng và giảm chiều cao phần dưới nước của nhà máy, các nước trên thế giới đã sử dụng rộng rãi tuabin trục ngang cáp thẳng có cột nước dưới 20-25m. Hình 2-5 là một trong những nhà máy thủy điện xuyên đập, tua-bin nước sử dụng cáp xuyên thẳng và xả lũ qua các tổ máy.

Từ hình có thể thấy việc sử dụng tuabin cáp DC có thể giảm độ sâu hố móng, kết cấu phần dưới nước cũng đơn giản hơn so với phần trục đứng. Chiều dài đơn vị giảm do ống hút thẳng và không có buồng tuabin. Do tăng lưu lượng dẫn xuất q’1 của loại tuabin này, công suất của tổ máy được tăng lên so với tổ máy trục đứng có cùng kích thước, bánh công tác d1 của tuabin một lần nhỏ hơn bánh công tác d1 của tuabin một chiều. trục đứng.

So sánh kích thước của turbin chảy thẳng với turbin trục đứng khi cùng công suất (Hình 2-6 ) cho thấy với cột nước H =8 m công suất N = 20.000 W, đường kính D1 của tổ máy trục đứng là 8 m còn tổ máy turbin cápxul chảy thẳng 7 m nên công trình nâng cao được 1.3 m, chiều dài đoạn tổ máy từ 19.2 m giảm xuống còn 12 m.

Hình 2-5. Nhà máy thủy điện kết hợp xả lũ với tua-bin kiểu chế hòa khí

Ngoài những ưu điểm của bộ tuabin cápxul trục ngang còn có những ưu điểm khác so với bộ trục đứng khi đường kính d1 và lưu lượng đầu ra q’1 là như nhau. tương đương với tuabin hơi thẳng đứng So với mức tăng 2-4%, mối quan hệ h = f(n) được làm phẳng ở mọi giá trị lưu lượng và với ống hút thẳng, thiết bị có thể vận hành ở chế độ không có không khí. Tua bin hơi được tối ưu hóa và cho phép làm việc ở dải tải trọng thay đổi lớn hơn, trong khi tổ máy trục đứng sử dụng đường ống hút cong đã trải qua thử nghiệm thay đổi tải trọng lớn và hiệu suất giảm nhanh chóng.

Nhược điểm của tổ máy tuabin trục ngang chạy một lần là khi sửa chữa máy phát phải tháo cả tổ máy bằng nước.

Hình 2-6. So sánh kích thước của các tùy chọn gắn trục ngang và trục dọc

1.2 Đường sau đập nhà máy thủy điện

1.2.1 Đặc điểm và tuyến công trình thủy điện phía sau đập

Nhà máy thủy điện sau đập và nhà máy thủy điện trong đường ống có một số đặc điểm giống nhau. Cả hai loại nhà máy đều sử dụng cùng một đường ống để dẫn nước đến tua-bin. Đường ống áp lực được đặt trong thân đập bê tông hoặc thân đập bằng vật liệu địa phương, nếu là trạm thủy điện thì ống áp lực được đặt lộ thiên. Cả hai nhà máy đều không trực tiếp chịu áp lực nước thượng lưu nên kết cấu dưới nước và biện pháp chống thấm phức tạp hơn kè. Trạm thuỷ điện sau đập thường dùng cột nước 30-45m £ h £ 250 ¸ 300m.

Theo các cột nước làm việc khác nhau, các trạm thủy điện phía sau đập thường sử dụng tua-bin dòng chảy hướng trục, tua-bin cánh quay đầu cao hoặc tua-bin cánh chéo. Ở nhà máy thủy điện phía sau đập, nguồn điện thường được bố trí ở phía thượng lưu giữa đập và nhà máy điện, trong khi hệ thống dầu-nước được bố trí ở phía hạ lưu. Hình 2-7 và 2-8 là hình vẽ phối cảnh và mặt cắt ngang của một nhà máy thủy điện phía sau đập trọng lực bê tông không có vùng ngập lũ hợp nhất.

Hình 2-7. Trạm thủy điện sau đập bê tông trọng lực

Để giảm ứng suất, trong quá trình thiết kế có đặt một khe lún giữa nhà xưởng và đập bê tông, nhưng cột nước không lớn, và nhà xưởng được xây dựng bên cạnh đập.

Thiết bị thủy lực sử dụng đường ống áp lực lộ thiên có thể sử dụng cột nước lên đến 2000m. Cột nước lớn hơn 500-600m, và tuabin lồng trục dọc hoặc trục ngang thường được sử dụng.

Hình 2-8. Nhà máy điện phía sau đập bê tông trọng lực

1-sàng lọc rác, 2-van kiểm tra, 3-thiết bị đóng mở của van công tắc, 4-đường ống tua-bin, 5-máy biến áp, 6-thanh dẫn máy phát.

1.2.2 Bố trí và tuyến trạm thủy điện phía sau đập

Các trạm thủy điện và đường dẫn phía sau đập đã hoàn thành hoặc đang trong giai đoạn thiết kế thường được bố trí như trong hình bên dưới (Hình 2-9).

Hình i là một nhà máy thủy điện nằm trong đập bê tông trọng lực, để dẫn nước về tuabin nước theo chiều thuận, ống áp lực nối với buồng xoắn ốc được đặt nằm ngang hoặc nằm ngang, khe hở giữa các thân đập và tua-bin nước là nơi đặt máy biến áp. . Toàn bộ phần điện của thiết bị được bố trí ở thượng nguồn của thiết bị, và hệ thống dẫn nước và khí được bố trí ở hạ lưu. Khi một công trình được xây dựng trên nền đá cứng, áp lực dưới đập tăng lên, vì vậy nhà máy được đặt gần tâm đập (hình ii). Với hình này, kích thước đường ống hút cần được kéo dài, đồng thời bố trí không gian trên lầu để bố trí các phòng phụ trợ của công trình nhà xưởng, trên lầu cũng bố trí máy biến áp. Với sơ đồ này, toàn bộ phần điện của nhà máy được bố trí ở hạ lưu, còn ở thượng lưu bố trí các hệ thống cấp khí, nước,…

Xem Thêm: Đoán tủ đề văn, coi chừng phải ‘trả giá’

Như trong Hình 3, nhà máy thủy điện nằm phía sau đập vòm. Trước đây, nhà máy thường đặt cách xa đập vòm và sử dụng đường ống dẫn nước áp lực đi vòng qua bờ đá. Nhưng ngày nay, với tính toán đập vòm đầy đủ, kết hợp với công tác làm móng bằng đá, có thể đặt cây trồng ngay sau đập vòm, có đường nước chảy qua đập. Để giảm khoảng cách giữa đập và thực vật, trong một số trường hợp, thực vật phải tạo thành hình cong theo hình chiếu bằng. Mặc dù cách bố trí như vậy làm tăng thêm độ phức tạp, nhưng các đường hẹp cho phép tăng chiều dài của cây.

Hình ảnh 2-9. Bố cục và đường đi của nhà máy phía sau đập.

Lắp đặt thủy lực phía sau đập trụ (Hình 4) Căn cứ vào kích thước của thân đập, khoảng cách và độ dày của trụ, sơ đồ bố trí nhà máy được đề xuất. Nếu khoảng cách giữa các cột không lớn, có thể bố trí phân xưởng có cầu trục và không gian lắp ghép riêng cho từng phân xưởng (phương án 1), hoặc phân xưởng lắp ghép chung cho cả nhà máy nếu cho phép xuyên cột. (Lựa chọn 2). Khi khoảng cách giữa hai trụ nhỏ và nhà máy được đặt hoàn toàn phía sau các trụ thì nhà máy có kết cấu tương tự như nhà máy phía sau đập (Sơ đồ 3). Hoặc nếu khoảng cách giữa các giá đỡ đập tương đối lớn thì có thể nghiên cứu cách bố trí toàn bộ nhà máy trong một phòng.

Khi kích thước đập bê tông đủ lớn, có thể bố trí thân đập theo cả chiều cao và chiều rộng (hình v). Công nghiệp hóa thân đập có thể giảm khối lượng bê tông thân đập và công nghiệp hóa bê tông nhưng chỉ có lợi khi không phải mở rộng mặt cắt đập và chiều cao đơn vị. Ngoài ra, cây trồng trong đập bê tông trọng lực có nhược điểm là làm yếu tiết diện đập, tập trung ứng suất hạ lưu, ứng suất cục bộ rất phức tạp, khó tính toán chính xác.

Khi địa hình đập hẹp, không bố trí được công trình xả lũ ở hai bên bờ thì phải nghiên cứu bố trí tràn mái (hình 6). Do vòi phun tạo ra nhiều hơi ẩm trong không khí nên phải bố trí các thiết bị điện cao áp trong phòng kín hoặc cách xa khu nhà xưởng. Thông thường vào mùa lũ, mực nước hạ lưu dâng cao, có khi vượt mực nước sàn máy, lúc này tường bao nhà xưởng phía hạ lưu phải xây dựng bằng bê tông cốt thép đủ độ dày và phải có biện pháp chống thấm.

Hình vii và viii là trạm thủy điện đường ống, đặc điểm của loại nhà máy điện này về cơ bản giống trạm thủy điện sau đập, khác ở chỗ kích thước dưới nước đơn giản hơn, chủ yếu là kích thước bánh xe . Xe tải d1 hoặc nhà máy thủy điện với tuabin vỏ. Trong các trạm thủy điện có cột nước cao, có thể sử dụng các ống hút cụt hoặc loe để lắp đặt các tuabin hướng trục, và cấu trúc của phần dưới nước sẽ đơn giản hơn nhiều. Sau khi nước ra khỏi ống hút chảy xuôi dòng theo kênh.

Một số trạm thủy điện sau khi xây đập thường sử dụng sơ đồ đã giới thiệu ở trên, ví dụ trạm thủy điện được bố trí trong thân đập bê tông trọng lực (Hình 2-10). Khi các kích thước của đập bê tông đủ lớn, có thể khảo sát việc bố trí cây trồng trong các ô riêng lẻ của thân đập, kích thước của các ô này phải được giữ nguyên.

Đảm bảo bố trí thiết bị đồng thời thỏa mãn cường độ đập. Đường ống tuabin đặt trong đập có thể thẳng đứng hoặc nghiêng. Bố trí như vậy, đường ống hút từ cánh bơm ra lòng sông tương đối dài. Khi ống hút nước quá dài làm giảm hiệu suất của thiết bị và điều kiện vận hành không thuận lợi, phần loe của ống hút nước có thể được thay đổi thành buồng chứa nước áp suất bình thường có tiết diện lớn (Hình 2-10). Tầng trên của khoang chứa nước được trang bị van vận hành cần cẩu giàn và máy biến áp trạm.

Ưu điểm của phương pháp nhà hàng đập bê tông trọng lực, giảm chiều dài đường ống áp lực, giảm tổn thất thủy lực, điều kiện vận hành tốt, nhà máy làm việc trong điều kiện nhiệt độ cao, độ ẩm cao với độ ẩm không đổi. Khi người ta thiết kế xây dựng các trạm thủy điện phía sau các đập có cột nước cao, lòng dẫn hẹp, độ dốc lớn, chiều dài trạm thủy điện không thể tăng thêm do hạn chế về địa hình, người ta nghiên cứu bố trí các tổ máy kép dọc theo hướng dòng chảy. Với cách bố trí này hình thành hai buồng máy có cùng chiều cao lắp đặt nhưng các ống hút nước được bố trí ở hai mức có chiều cao khác nhau (Hình 2-11a). Đường ống áp suất dẫn đến tuabin được minh họa (Hình 2-11 b). Hai phòng máy cùng tầng dùng chung một cụm cầu trục, có ray dẫn hướng độc lập, cầu trục có thể di chuyển từ phòng máy này sang phòng máy khác.

Hình ảnh 2-10. Nhà máy điện đập trọng lực

1. Thân đập nhà máy, b) dạng vòm nhà xưởng

Sửa bồn van, 2 sửa bồn van dẫn nước đến cửa van, 3 ống thở, 4 làn xe, 5 ống nước, 6 hành lang bảo trì, 7- tường bê tông cốt thép, 8- đổ vữa đường thư viện.

Xem Thêm : 140 Từ vựng tiếng Anh chuyên ngành khách sạn phổ biến nhất

Hình 2-12 Mặt cắt ngang nhà máy thủy điện phía sau đập có công suất tổ máy lớn ntm=60mw, cột nước htt=50m, lắp đặt tuabin dòng chảy hướng trục và máy phát điện kiểu treo chìm.

Kích thước ống hút tương đối dài, người ta bố trí các phòng đặt thiết bị phụ và phòng phục vụ, tầng trên cùng đặt máy biến thế và cầu trục cổng đóng mở van. Toàn bộ thiết bị đIện của nhà máy đều bố trí về phía hạ lưu. Phía thượng lưu cuối đường ống áp lực dẫn nước vào tuốc bin lắp van đĩa đặt trong gian máy, khi lắp ráp đều dùng cầu trục chung các thùng dầu áp lực, máy đIều tốc và các hệ thống dầu, khí, nước bố trí phía thượng lưu nhà máy.

Hình 2-11. Bố trí hai chỗ ngồi của nhà máy điện phía sau đập

a, mặt cắt nhà xưởng, b- mặt bằng nhà xưởng

1-Đường ống tuabin, 2-Phòng thiết bị phụ, 3-Máy biến áp, 4-Vị trí máy phát điện tiềm năng khi kiểm tra, 5-Cửa lấy nước, 6-Phòng sửa chữa (lắp ráp).

Kích thước tiết diện tổ máy sau đập của trạm thủy điện lắp tuabin trục đứng thường được xác định theo kích thước buồng mômen và kích thước ống hút. Đối với buồng xoắn kim loại có tiết diện tròn với góc bao j = 3450, chiều dài đơn vị thường là 3,2¦4,2d1. Để giảm chiều dài đơn vị có thể dùng buồng tuabin có tiết diện elip, nhưng buồng xoắn này gia công rất phức tạp.

Khi chiều cao hút của tuabin hướng trục hs dương hoặc bằng 0, chiều cao của sàn nhà xưởng không sâu lắm và chiều dài loe của ống hút thường bắt đầu từ 3,5¦4,5d1, do đó có thể bố trí thiết bị phụ trợ trong phòng tầng hút, và bố trí máy biến áp trên tầng cao nhất. Trong một số trường hợp đặc biệt, chiều dài ống hút có thể từ (8¯10)d1 trở lên (Hình 2-11).

Hình 2-12. Đường ống áp lực mở của nhà máy điện phía sau đập là ống xả 1 buồng xoắn, ống xả 2 ống hút.

Đối với nhà máy thủy điện, phần dưới nước không có buồng xoắn và ống hút, kết cấu đơn giản (Hình 2-13). Phần cuối của đường ống áp suất dẫn đến tuabin được trang bị một vòi phun có tiết diện hẹp, toàn bộ động năng của chất lỏng được chuyển thành lực tác động lên các cánh tuabin. Trong các vòi được trang bị van kim điều chỉnh lưu lượng, nước rời khỏi tuabin chảy xuôi dòng qua kênh xả.

Theo công suất của tuabin vỏ và số lượng vòi phun, thiết bị có thể nằm ngang hoặc thẳng đứng, khi số lượng vòi phun nhiều hơn hai, thiết bị thường nằm dọc. Đối với tổ máy trục ngang, nếu bố trí trục tổ máy song song với trục nhà máy thì có thể giảm được chiều rộng buồng máy và khẩu độ của cần trục (Hình 2-13). Nếu công suất của tổ máy trục ngang được tăng lên, hai tuabin được lắp đặt ở hai bên thông qua một máy phát điện, và sự bố trí này sẽ làm tăng chiều dài của phòng máy.

Hình 2-13. Nhà máy điện với đường dẫn lắp đặt tuabin vỏ.

Chiều rộng buồng xả b.

b d5 + (2¯2,4)d2

Khoảng cách từ tâm ống hút đến thành buồng xả

c d5/2 + (1.7 2.0)d2.

Khoảng cách từ tâm ống hút đến thành buồng xả

h9 (1.1¦1.5)d2.

Trong công thức: d5-đường kính của đường ống nạp, d2-đường kính của mép đầu ra của bánh công tác tuabin hướng trục hoặc đường kính đầu ra của bánh công tác của tuabin hướng trục.

1.3 Trạm thủy điện ngầm và bán ngầm

1.3.1 Đặc điểm và phương án bố trí trạm thủy điện ngầm

Cấu tạo của trạm thủy điện ngầm ít liên quan đến cách thức tập trung cột nước mà chủ yếu liên quan đến điều kiện địa hình, cấu tạo địa chất. Nó có thể được xây dựng trong các điều kiện địa chất khác nhau, từ đá cứng đến đá dễ vỡ.

Hình 2-15. Các dạng kết cấu phòng máy ngầm, nửa ngầm

Sự khác biệt giữa nhà máy thủy điện ngầm và nhà máy thủy điện trên mặt đất là toàn bộ nhà máy điện được đặt sâu dưới lòng đất và nhà máy điện được kết nối với mặt đất thông qua trục dọc hoặc đường hầm ngang. Ở những nơi có địa hình phức tạp, điều kiện địa chất phía trên kém, nếu điều kiện địa chất sâu cho phép xây dựng các trạm thủy điện ngầm thì khối lượng đào đắp sẽ giảm, đường ống áp lực dẫn đến tuabin sẽ ngắn và áp suất sẽ giảm. giảm. Nước và giảm tạo điều kiện điều chỉnh đơn vị. Tùy theo độ bền của đá mà kết cấu tường, trần của các thủy điện ngầm cũng khác nhau. Hình 2-15. Thể hiện các dạng kết cấu của nhà máy thủy điện ngầm và nửa ngầm.

Cường độ của khối đá rất cứng, không có áp lực ngang, áp lực thẳng đứng rất nhỏ, nếu đá cứng cấp 8-10 thì không cần xây vòm bê tông chịu lực, chỉ trát tường (hình i). Khi cường độ đá thấp và có áp lực thẳng đứng thì phải thi công vòm chịu lực. Trong trường hợp này, có thể có hai cách tiếp cận: áp lực đá và tải trọng của cần trục xuống khối đá qua chân vòm (Hình iib), hoặc chỉ tải trọng của cần trục qua hệ thống dầm-cột. Khối đá (Hình ii).

Hình 2-16. Nhà máy điện ngầm chia nhỏ (Nam Tư) nlm=452,2 mw, h =269,0 m

<3 Hầm 1 nước, 2 phòng van trước tuabin hơi, 3 phòng điều khiển trung tâm, MBA 4-16/220kv, MBA 5-16/110kv, Hầm 6 buồng máy.

Đối với các loại đá có cường độ yếu, áp lực ngang dọc lớn, vết nứt lớn, phong hóa mạnh cần xây tường, vòm chịu lực (Hình 3). Nếu cường độ của đất đá yếu quá thì nên dùng kết cấu móng ngựa, đảm bảo tốt áp lực thẳng đứng và ngang (Hình 4).

Khi nhà máy ở vị trí thấp, người ta thường sử dụng cấu trúc hình chữ V và phần mái của nhà máy có thể được nâng lên một phần so với mặt đất hoặc có thể lắp đặt lại mặt đất sau khi xây dựng xong. Loại nhà này thường được gọi là bán hầm.

Xem Thêm: Top 10 Bài văn Kể lại một buổi sinh hoạt lớp em hay nhất

Hình 2-17. Các loại nhà máy điện nửa ngầm.

a, b, c- loại trạm thủy điện ngầm: 1- nhà đặt thiết bị phân phối điện, 2- phòng máy, 3- đường ống tuabin, 4- nhánh trục tâm, 5- cầu van đường ống nạp, 6- hình cung van, 7 lỗ đường ống dẫn hơi tua bin, 8-hầm cáp máy phát, 9-hành lang.

Sự phối hợp giữa các công trình ngầm được xác định bởi vị trí của thiết bị chính và thiết bị phụ. Trong thiết kế và thi công trạm thủy điện ngầm người ta nghiên cứu lựa chọn sơ đồ bố trí các thiết bị chính và phụ phù hợp với tình hình thực tế của công trình. Trong trạm thủy điện ngầm, việc bố trí máy biến áp là một vấn đề lớn, ảnh hưởng lớn đến kết cấu và bố trí các thiết bị chính trong nhà máy. Máy biến áp sẽ chỉ được bố trí trên mặt đất nếu phòng may không sâu lắm, và nó thường được bố trí dưới lòng đất, trong hành lang riêng bên cạnh tòa nhà xưởng hoặc trong tòa nhà xưởng. Hình 2-16. Trên hình là sơ đồ bố trí các thiết bị chính và phụ của buồng máy trạm thủy điện ngầm.

Ở các nhà máy thủy điện ngầm hoặc nửa ngầm, đường dẫn nước vào tua bin thường ở dạng giếng đứng để giảm chiều dài đường dẫn hoặc hơi nghiêng. Cửa van ở cuối đường ống phía trước tuabin hơi có thể đặt trong phòng máy và được cẩu lắp ráp trong phòng máy, đôi khi cửa van phía trước tuabin hơi được đặt trong hành lang riêng để cẩu vận hành . Sàn lắp ráp của nhà máy thủy điện ngầm thường được đặt trên đỉnh của nhà máy, và nó có thể được đặt ở giữa nhà máy nếu có một số lượng lớn các đơn vị và kênh truy cập là một trục thẳng đứng. Để giảm khối lượng đào đá trong ống hút, người ta thường dùng ống hút cong có đáy nằm ngang, nhưng dùng ống hút cong có đáy dốc lên, có tiết diện hình tròn hoặc elip, chiều cao h=( 4, 5) d1 thì khối lượng thi công giảm nhưng hiệu suất hút không giảm quá nhiều.

Đường vận chuyển thiết bị về nhà máy có thể là đường hầm thẳng đứng đi xuống phòng lắp ráp, hoặc đường hầm nằm ngang để ô tô, xe tải vào nhà máy. Thông thường người ta sử dụng tuynel xây dựng để bố trí hầm vận chuyển, hành lang thông gió,…

Nhà máy thủy điện nửa ngầm là nhà máy điện được chuyển từ nhà máy điện trên mặt đất xuống nhà máy điện ngầm ở độ cao không quá sâu. Hình 2-17. Trình bày một số kiểu nhà máy thủy điện nửa ngầm. Trần nhà xưởng có thể được nâng lên một phần so với mặt đất, hoặc có thể đổ đất sau khi xây dựng xong.

1.3.2 Ưu nhược điểm của trạm thủy điện ngầm và nửa ngầm

Khi phân tích các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật và điều kiện vận hành của trạm thủy điện ngầm, nhận thấy nó có những ưu điểm sau:

1-Với độ bền cao của vòm đá, một phần tải trọng kết cấu của thiết bị nhà máy được truyền xuống móng, do đó làm giảm tải trọng của kết cấu.

2- Điều kiện địa chất công trình vững chắc, có tính bảo vệ cao, quốc phòng, an ninh tốt.

3- Có thể chế tạo, lắp ghép liên tục, không bị ảnh hưởng bởi thời tiết, khí hậu.

4-Thiết bị hoạt động trong điều kiện nhiệt độ và độ ẩm ổn định giúp giảm tải cho thiết bị.

5-Nếu điều kiện địa chất tốt, có thể đặt cây ở mọi nơi trên đường đi, không phụ thuộc vào điều kiện địa hình.

6- Đường ống dẫn nước thẳng áp suất ngắn, tổn thất cột nước nhỏ, đường ống tuabin hơi sử dụng dạng trục đứng hoặc trục nghiêng, có lợi cho tổ máy vận hành ổn định, giảm áp lực nước .

Tuy nhiên, các trạm thủy điện ngầm cũng có một số tồn tại: khối lượng xây dựng lớn, yêu cầu kỹ thuật cao, điều kiện thông gió, thoát nước, chiếu sáng phải đảm bảo mới đáp ứng điều kiện làm việc của trạm điện.

1.4 Nhà máy điện năng lượng

Trạm tích năng thủy điện (còn tiếp.tttn) là một phương thức sử dụng năng lượng mới, bao gồm hai quá trình bơm nước và phát điện. ttdtn có hai hồ chứa, một ở thượng nguồn và một ở hạ lưu.

Hình 2-18. Mặt cắt trạm điện lưu trữ năng lượng với sơ đồ 3 máy

1- Động Cơ Máy Phát, 2 Trục Tuabin, 3 Trục Mặt Bích, 4 Ly Hợp, 5 Bơm, 6 Tựa.

Trong thời gian phụ tải hệ thống thấp, máy bơm nước sẽ lấy điện từ hệ thống, bơm nước ở hồ chứa phía hạ lưu và lưu trữ ở hồ chứa phía trên, đồng thời phát điện trở lại trong thời gian cao điểm của phụ tải hệ thống. .Loại điện năng này giúp giải quyết tốt bài toán đỉnh của biểu đồ phụ tải hệ thống, cải thiện điều kiện làm việc của nhà máy nhiệt điện (t/t), mang lại hiệu quả kinh tế cho hệ thống. Việc bố trí các thiết bị trong nhà máy điện phụ thuộc vào việc bố trí các thiết bị bên trong nó. Có 3 hình ảnh lắp đặt thiết bị: 4 bộ máy phát điện, máy phát điện, máy bơm nước, động cơ điện bố trí độc lập; sơ đồ nguyên lý 3 máy kết hợp tua-bin, máy bơm và động cơ thuận nghịch (động cơ-máy phát điện) thành một; Tua-bin -máy bơm, động cơ-máy phát bố trí chung một tổ máy. Các loại tua-bin này có thể được sử dụng làm máy bơm và tua-bin khi thay đổi hướng, và máy phát điện cũng có thể hoạt động với động cơ điện hoặc máy phát điện tương ứng. Các đơn vị như vậy thường được gọi là đơn vị đảo ngược. Hiện nay giải pháp 2 máy hoặc 3 máy được sử dụng phổ biến trên thế giới. Với ttttn, cột nước có thể được sử dụng trong phạm vi rộng và có thể được áp dụng cho nhiều loại tuabin hướng trục, tuabin hướng trục và tuabin cánh chéo.

Hình 2-19. 2 sơ đồ máy của nhà máy điện lưu trữ năng lượng

Ưu điểm của sơ đồ lắp đặt 4 máy là mỗi tổ máy (máy bơm hoặc tua bin) được thiết kế theo chế độ làm việc tối ưu của nó, độc lập với nhau. Một ứng dụng TTTN với sơ đồ như vậy ở trung tâm Raysek-Kraysek (Áo) với cột nước 1772m, sử dụng turbin gầu và bơm nhiều tầng. Do kinh phí đầu tư xây dựng lớn, kế hoạch này thường không được thông qua.

Sơ đồ lắp đặt ba máy bố trí đồng trục của tuabin hơi, máy bơm nước và động cơ hai chiều phổ biến ở các nước Tây Âu và 60% công suất máy phát điện được sử dụng theo sơ đồ này. vật phẩm này. Hình 2-18 thể hiện mặt cắt của một nhà máy điện với 3 máy: trục trung tâm tuabin 2, máy bơm nước 5 và động cơ điện hai chiều 1. Trong sơ đồ ba máy đứng luôn bố trí máy bơm nước phía dưới. Tua bin, do chiều cao hút hs của máy bơm thường nhỏ hơn của tuabin. Trục nối tuabin với máy bơm đi qua đường ống hút của tuabin. Có 4 ly hợp được bố trí giữa tuabin nước và máy bơm nước, được tách ra khỏi nhau khi thiết bị làm việc ở chế độ phát điện, để ngăn máy bơm nước hút nước ở chế độ này và máy bơm nước bị mất “quạt gió” để quay cùng với tuabin khi nó đang chạy.

Sơ đồ ba máy thường dùng ở các trạm phát điện cột áp cao dùng tuốc bin vỏ (h>300m) và máy bơm nhiều tầng cánh. Với giải pháp này, khi tổ máy làm việc ở chế độ bơm, pit tông tuabin được đặt ở vị trí cao hơn mực nước lớn nhất ở hạ lưu và không cần hút nước ra khỏi buồng xoắn, tránh được tổn thất năng lượng khi tuabin hoạt động. quay trong nước.

Ưu điểm cơ bản của sơ đồ lắp đặt thiết bị này là các chế độ làm việc của tuabin và máy bơm nước nằm trong vùng hiệu suất cao tương ứng và thiết bị chỉ quay theo một hướng khi phát điện. thuận tiện khi khởi động máy bơm và thay đổi chế độ làm việc từ Khi chuyển từ chế độ này sang chế độ khác. Khi chuyển chế độ làm việc chỉ cần thực hiện thao tác đóng mở van tương ứng.

Hình 2-19 là mặt cắt nhà máy thủy điện bơm trong sơ đồ máy thuận nghịch trục trung tâm hai tuabin, đường kính cánh bơm d1=6,75m, công suất bơm 76,6mw, và cột nước. Máy bơm nước là 63 mét, công suất tuabin là 56,9 MW và cột nước là 58 mét. Trong hình này sử dụng hai máy đảo chiều (bơm tăng áp, động cơ máy phát), chiều quay của máy thay đổi tương ứng khi chế độ vận hành thay đổi từ chế độ bơm sang chế độ máy phát hoặc ngược lại. .

Xem Thêm : Hướng dẫn Giải bài 139 140 141 trang 56 sgk Toán 6 tập 1

Cột nước công tác hct=hdip-htt ở chế độ turbin nhỏ hơn cột nước công tác hct=hdip+htt ở chế độ bơm. Do cột nước công tác khác nhau nên số vòng quay dẫn xuất của tổ máy cũng khác nhau nên khi chuyển chế độ làm việc từ máy bơm nước sang tua bin nước hoặc ngược lại thì số vòng quay dẫn xuất sẽ không trùng nhau. Nếu thiết kế chọn chế độ tối ưu khi phát điện thì máy bơm sẽ kém hiệu quả khi ở chế độ bơm và ngược lại.

Nếu bạn chọn số vòng quay của turbo thứ hai

Để đảm bảo vùng làm việc ở hai chế độ khớp nhau nhất, số vòng quay của các đơn vị ở hai chế độ phải khác nhau. Thông thường số vòng quay ở chế độ bơm gấp 1,2 đến 1,35 lần số vòng quay của tuabin. Đây là một trong những tồn tại của sơ đồ lắp đặt thiết bị như vậy làm phức tạp kết cấu khi chế tạo động cơ hai chiều. Các đơn vị như vậy thường được gọi là đơn vị đảo ngược.

Mặt khác, chiều quay của hai chế độ ngược nhau làm phức tạp quá trình chuyển đổi từ chế độ này sang chế độ khác, làm giảm tính linh hoạt của tổ máy phát điện.

Ngoài cách làm việc khó khăn và phức tạp, ưu điểm của ttttn sử dụng sơ đồ máy kép là giảm một máy thủy lực, ly hợp và nhiều van nên có thể giảm khoảng 30%. So với sơ đồ ba máy, kinh phí đầu tư thiết bị rút ngắn 30-35% chiều cao của nhà máy, do đó giảm chi phí xây dựng.

Kết cấu nhà máy điện trong sơ đồ lắp đặt của hai máy về cơ bản giống như nhà máy thủy điện thông thường. Một điểm nữa, khi làm việc ở chế độ bơm với hệ số khí thực cao, độ sâu hs nhỏ nên hạ lưu tua bin phải thấp hơn hạ lưu thường 9-15% cột nước công tác. Vì vậy, nếu dự kiến ​​trục tổ máy không quá dài thì phải đặt động cơ ở vị trí thấp hơn mực nước hạ lưu, nếu đặt trên mặt đất như nhà máy thông thường thì khó bố trí trạm điện giao thông. trong phòng máy. thường. Đối với việc lựa chọn nhà máy điện tích trữ nước ngầm, có thể nói rằng không có sự khác biệt so với loại nhà máy thủy điện này.

ttttn kèm theo 2 sơ đồ lắp đặt máy đảo chiều thường dùng ở cột nước h<;100 ¯ 150m.

Cột nước từ 12 đến 15 mét, nhà máy ttn sử dụng bộ cáp trục ngang hiệu quả nhất. Hiệu suất của thiết bị ở vòng quay ngược cực đại dưới thiết bị đảo chiều thường thấp hơn so với tuabin và máy bơm nước có cột áp cao hơn một chút.

Nhà máy thủy điện 1.5

Nhà máy điện thủy triều (dtt) sử dụng dao động năng lượng thủy triều để tạo ra điện. Ở một số nơi, độ cao và biên độ dao động của triều có thể tương đối lớn (2x6m). Ở địa hình tự nhiên có vịnh hẹp, người ta đắp đập ngăn thành bể chứa. Nhà máy được xây dựng như một hàng rào chắn biển, trong đó một nhà máy thủy điện tạo ra điện năng.

Khó khăn nhất hiện nay là thiết kế kết cấu nhà máy bố trí tổ máy sao cho có thể làm việc theo hai hướng nước ngược nhau lên xuống theo thủy triều.

Để đơn giản hóa cấu trúc của nhà xưởng, các đơn vị giống nhau có thể được bố trí theo hai hướng dòng chảy, do đó số lượng đơn vị phải tăng gấp đôi và đầu tư xây dựng nhà máy với số lượng đơn vị lớn là quá lớn . Mặc dù đơn giản về cấu tạo nhưng sơ đồ cấu trúc này ngày nay ít được sử dụng.

Xu hướng ngày nay là sử dụng tua-bin hai chiều (làm việc theo cả hai hướng dòng chảy) cho sơ đồ nhà máy.

Cấu tạo như hình i Hình 2-20 Có hai cửa hút nước ở hai bên buồng nước tuabin, đồng thời có các phần nối dài ở hai bên ống hút, khuỷu tay có thể xoay thiết bị để thay đổi hướng làm việc khi hút nước. Cấu trúc này rất phức tạp trong xây dựng và vận hành, vì vậy nó đã không được quảng bá rộng rãi.

Cấu trúc trong Hình 2 Hình 2-20 sử dụng ống loe, thuận lợi hơn và cấu trúc đơn giản hơn. Cửa hút nước và cửa hút được trang bị van và lưới chắn rác, vận hành bằng cần cẩu.

Xem Thêm: Dàn ý phân tích nhân vật Tấm trong truyện Tấm Cám

Hình 2-20. Bố trí nhà máy điện thủy triều.

Hình 2-21. nhà máy điện thủy triều rance (Pháp)

1.Bộ cáp lò xo, 2-mố rỗng cáp, 3-buồng cánh bơm, 4-máy biến áp, 5-cáp cao thế, 6-khe van, 7-lộ.

Ngày nay người ta thường dùng máy phát điện một chiều hai chiều (Hình 2-20, Hình 3). Cấu trúc này có thể giảm kích thước của phần dưới nước và giảm kích thước của phần đơn vị, điều này có ý nghĩa kinh tế lớn đối với các nhà máy điện nhiều đơn vị. Phần dưới nước bao gồm một buồng chứa nước tiết diện vuông và một ống hút thẳng. Khi tổ máy chạy ngược hướng thủy triều xuống, ống hút nước được sử dụng làm ống dẫn nước đến tuabin và buồng chứa nước nơi lắp đặt máy phát điện được sử dụng làm ống hút nước. Trong sơ đồ cấu trúc này, buồng tuabin được kéo dài và hình côn không lớn hơn đường ống hút.

Sử dụng tuabin dòng trực tiếp hai chiều, máy phát điện nằm bên ngoài luồng không khí của vỏ bọc hoặc không gian riêng biệt (Hình iv Hình 2-20) sẽ là một lựa chọn cấu trúc thuận lợi. Trong đường ống hút chỉ bố trí một tuabin.

Hình 2-21. Lấy ví dụ nhà máy điện thủy triều (Pháp) gồm 24 dây xung ngang, mỗi dây công suất 10 MW, đường kính tuabin d1=5,35 m.

1.6 Đặc điểm kết cấu trạm thủy điện công suất nhỏ

1.6.1 Yêu cầu chung đối với trạm thủy điện nhỏ

Khái niệm phân loại nhà máy thủy điện nhỏ khác nhau giữa các quốc gia. Thường được phân loại theo quy mô đầu tư và công suất lắp đặt lưới điện. nước tôi tạm phân loại tuabin thủy điện nhỏ dưới 5.000 kilowatt. Nói chung, không có nhiều hơn 3 nhà máy điện nhỏ.

Yêu cầu cơ bản của nhà máy điện nhỏ là nhà máy và các công trình trọng điểm phải đảm bảo chi phí thiết kế, xây dựng và vận hành thấp nhất.

Để làm được điều này, một trong những giải pháp tốt nhất để nâng cao hiệu quả kinh tế của nguồn điện nhỏ trong giai đoạn thiết kế là sử dụng các thiết kế định hình các cấu kiện công trình và sử dụng đồng thời các thiết bị sản xuất. Có sẵn với số lượng lớn. Các thành phần chính của tòa nhà được sử dụng độc lập, giúp đơn giản hóa cấu trúc của từng bộ phận. Khi tính toán, việc chọn sơ đồ cấu trúc và kích thước của các phần tử tòa nhà có thể đơn giản hóa việc tính toán. Cố gắng sử dụng vật liệu rẻ tiền và vật liệu địa phương, chẳng hạn như gạch, đá, polyme… Giải quyết bố cục tổng thể của tòa nhà và lập kế hoạch xây dựng. Việc sửa chữa thiết bị có thể được thực hiện bằng cách thay thế các bộ phận riêng lẻ.

1.6.2 Phân loại trạm thủy điện nhỏ

Hoàn thiện nguyên tắc phân loại trạm thủy điện nhỏ, trên cơ sở phân tích biểu đồ nồng độ cột nước, cách bố trí trạm điện trong toàn công trình, quy trình và đặc điểm của các loại thiết bị sử dụng, thuận tiện cho việc phân loại thực hiện thiết kế hình khối và thi công.

Đối với bản đồ nồng độ cột nước, có các nhà máy thủy điện ngang đập (thủy điện nhận áp lực nước trực tiếp từ thượng nguồn) và các nhà máy thủy điện sau đập, sau đường ống (thủy điện không có áp lực nước). áp lực nước trực tiếp từ thượng nguồn).

Về đặc điểm cấu tạo của thiết bị đẩy:

• Loại tua-bin: Tua-bin tác động, Tua-bin xung lực (Nửa trục, Trục giữa, …)
• Buồng chứa nước tuabin: buồng mở không điều áp, buồng điều áp, buồng xoắn ốc, buồng thùy trán…
• Các loại ống hút: ống hút hình nón, ống hút cong, ống hút khô… Về hình thức lắp ghép: trục đứng, trục ngang, trục xiên.

Về kích thước tuabin bxct theo đường kính: 0.5m; 1.0m…

Sau đây sẽ giới thiệu một số đặc điểm cấu tạo thiết kế hình dáng của trạm thủy điện.

1.6.3 Trạm thủy điện nhỏ kiểu đập ngang.

Loại i: Nhà máy thủy điện trục đứng, buồng tuabin hở, ống hút nón cụt hoặc cong (Hình 2-22).

Đường kính bxct d1 £1,0 m, cột nước h = 2¯6 m Có thể sử dụng buồng tuabin hở hình chữ nhật, tuabin đứng, giàn côn hoặc ống hút cong, mực nước phía thượng lưu tổ máy càng cao càng tốt. Kích thước cơ bản được tính theo đường kính bxct d1. Đường kính bxct d1£ 0,5 m Dạng này dùng cho cột nước h = 2¯4 m



Ưu điểm của kết cấu này là kết cấu đơn giản, thi công thuận tiện, vật liệu có thể là bê tông cốt thép kết hợp với gạch xây. Có thể được sử dụng trong sơ đồ lưới kênh mở hoặc đầu thấp. So với phương pháp bố trí nhà theo phương ngang khối lượng giảm 1,5-2 lần.

Dạng 2: trạm thủy điện trục ngang, buồng tuốc bin điều áp dạng ống, ống hút nước hình chữ s (Hình 2-23).

Dạng này thường áp dụng cho dải cột nước h=2×12 mét và đường kính d1=1×3 mét. Với đường kính d1 = 1 m và h = 2¯6 m, dạng này có thể cạnh tranh với dạng i do giảm khối lượng bê tông xây dựng nhà máy và đường kính d1

=2 m, h = 4¸12 tốt hơn loại này.

Loại III: Nhà máy thủy điện trục đứng, buồng xoắn bê tông điều áp, ống hút cong hoặc ống hút côn cụt (Hình 2-24).

Khi đường kính bxct d1=1¯3m và cột nước h=8¯15m thì nhà máy điện loại III thường được sử dụng trong thực tế. Loại cây này có cấu tạo tương tự như các loại cây công suất trung bình khác nhưng đơn giản hơn. Đối với nhà máy có tuabin d1 = 2 m, h = 8¦10 m, có thể sử dụng ống hút cong hoặc hình nón. Khi d1=3m, h=10¦15m chỉ được dùng ống hút cong (Hình 2-24).

Dạng 4: Cột nước h=6¦10, d1³3,0m thường dùng trong nhà máy thủy điện trục ngang tua bin cáp lò xo. Biểu mẫu nhà máy ii cũng có thể được sử dụng trong ngữ cảnh này.

1.6.4 Đường sau đập thủy điện nhỏ

Do nhà máy nằm phía sau đập hoặc cuối đường dẫn nên nhà máy được bảo vệ khỏi áp lực nước thượng nguồn trong toàn bộ chiều dài của nhà máy. Áp lực nước ngược dòng do một nhà máy trải qua thông qua các đường ống dẫn nước đến nhà máy. Cột nước mà nhà máy thủy điện phía sau đập sử dụng không vượt quá 50 × 60 mét và công suất có thể đạt tới 1000 × 1200 mét. Loại trạm thủy điện này có cột nước cao, công suất nhỏ, đường kính tua bin thường trang bị không vượt quá 1,5m. Các thiết bị điện của trạm thủy điện cột áp cao (bao gồm tua-bin, buồng xoắn ốc, ống hút nước, van, thiết bị đóng mở và máy phát điện) về nguyên tắc được chế tạo sẵn đồng bộ tại nhà máy, các bộ phận có thể được lắp ghép tại công trường. Do đó, kích thước của phần dưới nước phụ thuộc vào kích thước của các thiết bị đồng bộ đúc sẵn này và cách chúng được lắp đặt. Kinh nghiệm thực tế trong thiết kế và xây dựng đập và các dự án thủy điện nhỏ Jinghou cho thấy khối lượng kỹ thuật ít phụ thuộc vào cột nước làm việc của lưới điện và chủ yếu bị ảnh hưởng bởi hình thức lắp đặt (trục dọc, trục ngang). , trục xiên) và sơ đồ cửa vào (buồng tuabin) với đường kính bxct của nó. Dạng cấu trúc cơ bản của phần dưới nước của nó được thể hiện trên Hình 2-25 và 2-28.

Hình 2-26. Đập trục ngang phía sau nhà máy điện, phòng tua-bin phía trước và tua-bin hướng trục (dạng v-b)

Kiểu chữ V: tuabin trục ngang, buồng chứa nước tuabin hình ống (Hình 2-25, 2-26).

Dạng này dùng cho phát điện thủy điện, cột nước h = 8¦120 m, đường kính tuabin d1 £ 1,0 m. Cột nước h = 30¯120m thường sử dụng tuabin dòng dọc trục và khi cột nước h≤30m, có thể sử dụng tuabin dòng dọc trục.

Một ống nước hình ống ở bên cạnh hoặc phía trước. Khi nước được chuyển hướng từ bên cạnh, trục của tuabin đi qua buồng tuabin và trục của thiết bị song song với trục của nhà máy. Buồng tuabin có hình dạng phía trước (Hình 2-26), trục tuabin đi qua khuỷu ống hút và trục tổ máy vuông góc với trục nhà máy (cùng hướng với đường ống dẫn nước). Ống hút hình nón thẳng đứng, nằm trong rãnh thoát nước bên dưới thiết bị. Đơn vị Hình 2-26 được sử dụng rộng rãi cho vỏ tuabin có đường kính d1≤0,5 m.

Hình thái vi thể: nhà máy tuabin trục ngang, buồng xoắn kim loại (Hình 2-27, 2-28). Loại này dùng cho cột nước h = 10¦400 m, đường kính trục tâm tuabin

d1 1 triệu bảng Anh. Ống hút có thể thẳng (Hình 2-27) hoặc uốn cong. Với cột nước h

=50¯400 m cho thấy nó có lợi hơn các dạng khác vì kích thước cây trồng giảm.

Dạng 7: Đường kính trục tuabin d1=1, cột nước nằm trong phạm vi 10-30 mét, nhà máy sử dụng tuabin trục nghiêng, buồng ống, ống hút khuỷu (Hình 2-29) . 1,5m. Với tùy chọn này, khối lượng khối bê tông dưới nước được giảm đáng kể.



dạng viii: Thiết bị có tuabin hướng trục, trục đứng, buồng xoắn kim loại (Hình 2-30).

Khi sử dụng tuabin hướng trục có đường kính bxct d1 ³ 1,5 m, không phụ thuộc vào cột nước, nó thường được lắp đặt ở dạng buồng xoắn kim loại, hình nón giàn trục thẳng hoặc trục hút thẳng đứng đường ống. đường cong đều đặn.

Máy phát điện được đặt lộ thiên trên nền đất của nhà xưởng, hệ thống đỡ máy phát điện có dạng dầm ngang và sàn hoặc hệ thống cột đỡ. Một nửa buồng xoắn được đặt trong khối bê tông. Với kết cấu này, tổ máy được liên kết chắc chắn, móng nhà máy không sâu, điều kiện vận hành thiết bị an toàn hơn.

Quy mô của phần trên của nhà xưởng được xác định theo kích thước của thiết bị chính và cần cẩu, và áp dụng hình thức xây dựng nhà xưởng công nghiệp. Hệ thống thiết bị phụ trợ, phòng quản lý vận hành của trạm thủy điện nhỏ cũng đã được đơn giản hóa và sáp nhập. Thông thường, phòng điều khiển trung tâm luôn được đặt ở đầu phòng máy.

Thời gian lắp ráp, sửa chữa không được hẹn trước, hẹn giờ bên ngoài dưới dạng mái che tạm thời có thể tháo lắp.

Sưu tầm và tổ chức: Fanmen team