Xem mẫu

1

LỜI NÓI ĐẦU

Nguồn năng lượng thuỷ điện chiếm vai trò quan trọng trong hệ thống điện Việt
Nam. Trường Đại học Thuỷ lợi trường chuyên đào tạo kỹ sư các ngành quản lý, sử
dụng và bảo vệ nguồn nước trong đó có ngành “ Công trình thuỷ điện”. Môn học
“Công trình trạm thuỷ điện” không thể thiếu trong chương trình đào tạo các kỹ sư
Thuỷ lợi nói chung và ngành Thuỷ điện nói riêng.
Cấu trúc chương trình ngành “ Công trình Thuỷ điện ” gồm các môn học: Thuỷ
năng, Thiết bị thuỷ lực, Công trình trạm thuỷ điện, Thiết bị phụ của TTĐ, Phần điện
của TTĐ và các môn học liên quan.
Nội dung cơ bản của môn học Công trình trạm Thuỷ điện trình bày các giải pháp
kỹ thuật, công nghệ trong thiết kế, xây dựng các thành phần trên tuyến năng lượng của
công trình Thuỷ điện và cũng là nội dung cơ bản của cuốn sách này. Cuốn sách tập
trung giới thiệu các đặc điểm kết cấu, các giải pháp kỹ thuật công trình, phương pháp
tính toán thiết kế và xây dựng các thành phần chủ yếu của tuyến năng lượng TTĐ, các
vấn đề thuỷ lực liên quan. Cuốn sách một phần đi sâu vào các phương pháp tính toán
các vấn đề thuỷ lực phức tạp trong tuyến năng lượng.
Cấu trúc của cuốn sách gồm hai phần : Phần I- Các công trình trên tuyến đường
dẫn nước gồm 6 chương liên quan tới từng hạng mục có thể có trên tuyến đường dẫn
nước vào nhà máy TĐ. Phần II - Nhà máy thuỷ điện gồm 4 chương giới thiệu các đặc
điểm kết cấu, bố trí thiết bị, các giải pháp kỹ thuật thiết kế và công nghệ xây dựng,
các tính toán bền và ổn định các bộ phận của nhà máy.
Cuốn sách được các PGS, TS nhiều kinh nghiệm trong đào tạo và sản suất của Bộ
môn Thuỷ điện Trường Đại học Thuỷ lợi biên soạn. Các tác giả đã cố gắng trình bày
những nội dung cơ bản nhất theo trình tự hợp lý để sinh viên dễ nắm bắt và tra cứu.
Cuốn sách do TS. Hồ Sĩ Dự chủ biên và viết các chương: Các chương I, II, III, V,
và mục 6-5 ( phần I ), chương III và các mục 1-1, 1-2, 2-6 ( phần II); TS. Huỳnh Tấn
Lượng viết các chương I, II, IV ( phần II); PGS. TS. Nguyễn Duy Hạnh viết chương
VI( phần I); PGS. TS Phan Kỳ Nam viết chương IV ( phần I).
Đối tượng phục vụ của cuốn sách Công trình trạm thuỷ điện chủ yếu là làm giáo
trình cho sinh viên ngành công trình thuỷ điện và làm tài liệu tham khảo cho sinh viên
các ngành công trình thuỷ lợi chính quy và tại chức. Ngoài ra, có thể làm tài liệu tham
khảo, nghiên cứu cho các học viên cao học và các kỹ sư các ngành trong lĩnh vực liên
quan tới công trình thuỷ điện.
Cuốn sách được xuất bản với sự giúp đỡ của các đồng nghiệp trong Bộ môn Thuỷ
điện và trong khoa Thuỷ điện Trường ĐH Thuỷ lợi. Các tác giả xin cảm ơn sự góp ý
xây dựng của PGS. TS. Đỗ Văn Chiêu – Trường ĐH Xây dựng, Hà nội, PGS.TS.
2

Nguyễn Văn Ngang – Trường ĐH Thuỷ lợi đã có nhiều góp ý xây dựng để hoàn thiện
cuốn sách này.
Mặc dù trong quá trình biên soạn chúng tôi cố gắng bám sát mục tiêu và nội dung
chương trình cải cách giáo dục của Bộ GD&ĐT. Song, do đề cập đến nhiều vấn đề kỹ
thuật, công nghệ phức tạp nên nội dung cuốn sách khó tránh khỏi những sai sót. Tập
thể các tác giả rất mong nhận được sự góp ý, nhận xét của các đồng nghiệp, sinh viên
và các bạn đọc quan tâm để lần tái bản sau sách được hoàn thiện hơn.
CÁC TÁC GIẢ

3

MỤC LỤC
LỜI NÓI ĐẦU ................................................................................................................... 1
PHẦN MỞ ĐẦU ................................................................................................................ 8

1. TÌNH HÌNH SẢN XUẤT ĐIỆN NĂNG............................................................... 8
2. TRỮ NĂNG THỦY ĐIỆN ..................................................................................... 9
3. TÌNH HÌNH PHÁT TRIỂN THỦY ĐIỆN ........................................................... 10
Phần I: CÁC CÔNG TRÌNH TRÊN TUYẾN DẪN NƯỚC THỦY ĐIỆN ......................... 8

Chương I : CỬA LẤY NƯỚC CỦA TRẠM THUỶ ĐIỆN...................................... 8
1.1. CÔNG DỤNG, PHÂN LOẠI, YÊU CẦU ĐỐI VỚI CỬA LẤY NƯỚC....... 8
1.2. CÁC THIẾT BỊ BỐ TRÍ TRONG CỬA LẤY NƯỚC ................................... 9
1.3. CẤU TẠO CỬA LẤY NƯỚC CÓ ÁP.......................................................... 19
1.4. THIẾT KẾ CỬA LẤY NƯỚC CÓ ÁP ......................................................... 29
1.5. CỬA LẤY NƯỚC KHÔNG ÁP ................................................................... 33
Câu hỏi chương 1:..................................................................................................... 36
Chương II: BỂ LẮNG CÁT CỦA CÔNG TRÌNH THUỶ ĐIỆN............................ 37
2.1. CÔNG DỤNG VÀ NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC CỦA BỂ LẮNG CÁT ....... 37
2.2. CÁC LOẠI BỂ LẮNG CÁT ......................................................................... 40
2.2.1. Bể lắng cát với các khoang xói rửa định kỳ................................................ 40
2.2.2. Bể lắng cát với các khoang xói rửa liên tục................................................ 42
2.3. XÁC ĐỊNH CÁC KÍCH THƯỚC CƠ BẢN CỦA BỂ LẮNG CÁT ............ 42
2.4. XÁC ĐỊNH THỜI GIAN LẮNG ĐẦY DUNG TÍCH CHẾT VÀ THÁO
RỬA BỂ LẮNG CÁT........................................................................................... 50
Câu hỏi chương 2...................................................................................................... 52
Chương III: CÔNG TRÌNH DẪN NƯỚC CỦA TRẠM THUỶ ĐIỆN................... 53
3.1. KHÁI NIỆM, PHÂN LOẠI........................................................................... 53
3.2. CẤU TẠO KÊNH DẪN NƯỚC THỦY ĐIỆN............................................. 54
3.3. ĐIỀU KIỆN VẬN HÀNH VÀ VẬN TỐC CHO PHÉP TRONG KÊNH .... 57
3.4. ĐƯỜNG HẦM DẪN NƯỚC ........................................................................ 59
3.5. TÍNH TOÁN THỦY LỰC CÔNG TRÌNH DẪN NƯỚC CỦA TRẠM
THỦY ĐIỆN......................................................................................................... 63
3.6. KÊNH TỰ ĐIỀU TIẾT VÀ KHÔNG TỰ ĐIỀU TIẾT ................................ 67
3.7. TỔN THẤT NĂNG LƯỢNG TRONG ĐƯỜNG DẪN................................ 69
3.8. LỰA CHỌN MẶT CẮT KINH TẾ ĐƯỜNG DẪN NƯỚC TRẠM THỦY
ĐIỆN ..................................................................................................................... 72
3.9. BỂ ÁP LỰC ................................................................................................... 76
3.10. BỂ ĐIỀU TIẾT NGÀY................................................................................ 86
3.11. TÍNH TOÁN DÒNG KHÔNG ỔN ĐỊNH TRONG ĐƯỜNG DẪN NƯỚC
KHÔNG ÁP .......................................................................................................... 91
Câu hỏi chương 3...................................................................................................... 97
Chương IV: ỐNG DẪN NƯỚC ÁP LỰC TRẠM THUỶ ĐIỆN............................. 98
4.1. CÔNG DỤNG VÀ PHÂN LOẠI ỐNG DẪN NƯỚC ÁP LỰC ................... 98
4.2. LỰA CHỌN TUYẾN ỐNG VÀ XÁC ĐỊNH ĐƯỜNG KÍNH KINH TẾ
ỐNG DẪN NƯỚC ÁP LỰC ................................................................................ 98
4.3. ỐNG DẪN NƯỚC ÁP LỰC BẰNG THÉP................................................ 106
4.4. CÁC LỰC TÁC DỤNG TRÊN ỐNG THÉP LỖ THIÊN........................... 114
4

4.5. MỐ ÔM VÀ MỐ ĐỠ ỐNG THÉP.............................................................. 117
4.6. THIẾT KẾ THÂN ỐNG THÉP LỖ THIÊN ............................................... 121
4.7. ỐNG PHÂN NHÁNH ................................................................................. 131
4.8. ỐNG DẪN NƯỚC ÁP LỰC BẰNG BÊ TÔNG CỐT THÉP..................... 134
Câu hỏi chương 4:................................................................................................... 138
Chương V :.............................................................................................................. 139
NƯỚC VA VÀ CÁC CHẾ ĐỘ CHUYỂN TIẾP CỦA TRẠM THUỶ ĐIỆN ...... 139
5.1. KHÁI NIỆM NƯỚC VA VÀ CÁC CHẾ ĐỘ CHUYỂN TIẾP CỦA TRẠM
THỦY ĐIỆN....................................................................................................... 139
5.2. NƯỚC VA TRONG ỐNG TUYỆT ĐỐI CỨNG........................................ 143
5.3. NƯỚC VA TRONG ỐNG ĐÀN HỒI......................................................... 147
5.4. TÍNH TOÁN NƯỚC VA BẰNG PHƯƠNG PHÁP GIẢI TÍCH ............... 158
5.5. TÍNH TOÁN NƯỚC VA BẰNG PHƯƠNG PHÁP ĐỒ GIẢI................... 166
5.6. PHÂN BỐ ÁP LỰC NƯỚC VA THEO CHIỀU DÀI ỐNG....................... 170
5.6.1. Mục đích ................................................................................................... 170
5.7. TÍNH TOÁN NƯỚC VA TRONG ĐƯỜNG ỐNG PHỨC TẠP................ 173
5.8. TÍNH TOÁN BẢO ĐẢM ĐIỀU CHỈNH TỔ MÁY KHI CẮT TẢI .......... 176
5.9. CÁC BIỆN PHÁP GIẢM ÁP LỰC NƯỚC VA KHI THIẾT KẾ TRẠM
THỦY ĐIỆN....................................................................................................... 179
Câu hỏi chương 5:................................................................................................... 184
Chương VI:THÁP ĐIỀU ÁP .................................................................................. 185
6.1. TÁC DỤNG, ĐIỀU KIỆN ỨNG DỤNG VÀ CÁC LOẠI THÁP ĐIỀU ÁP
............................................................................................................................. 185
6.2. PHƯƠNG TRÌNH VI PHÂN CƠ BẢN CỦA THÁP ĐIỀU ÁP ................ 190
6.3. TÍNH TOÁN THỦY LỰC THÁP ĐIỀU ÁP BẰNG GIẢI TÍCH .............. 192
6.4. TÍNH TOÁN THỦY LỰC THÁP ĐIỀU ÁP BẰNG PHƯƠNG PHÁP ĐỒ
GIẢI .................................................................................................................... 200
6.5. PHƯƠNG PHÁP SAI PHÂN HỮU HẠN VÀ ỨNG DỤNG TIN HỌC GIẢI
CÁC BÀI TOÁN CHẾ ĐỘ KHÔNG ỔN ĐỊNH TRONG THÁP ĐIỀU ÁP .... 206
6.6. ĐIỀU KIỆN LÀM VIỆC ỔN ĐỊNH CỦA HỆ THỐNG DẪN NƯỚC ÁP
LỰC CÓ THÁP ĐIỀU ÁP.................................................................................. 210
6.7. LỰA CHỌN LOẠI VÀ KÍCH THƯỚC THÁP ĐIỀU ÁP ......................... 213
6.8. TÍNH TOÁN KẾT CẤU CỦA THÁP ĐIỀU ÁP........................................ 214
Câu hỏi chương 6.................................................................................................... 219
Phần 2: NHÀ MÁY THỦY ĐIỆN .................................................................................. 220

Chương I: CÁC THÀNH PHẦN CƠ BẢN CỦA NHÀ MÁY THUỶ ĐIỆN........ 220
1.1. PHÂN LOẠI NHÀ MÁY THỦY ĐIỆN .................................................... 220
1.2. CÁC THIẾT BỊ BỐ TRÍ TRONG NHÀ MÁY THỦY ĐIỆN .................... 222
1.3. KẾT CẤU VÀ KÍCH THƯỚC PHẦN DƯỚI NƯỚC NHÀ MÁY THỦY
ĐIỆN ................................................................................................................... 242
1.4. KẾT CẤU VÀ KÍCH THƯỚC PHẦN TRÊN NƯỚC NHÀ MÁY THỦY
ĐIỆN ................................................................................................................... 249
1.5. GIAN LẮP RÁP SỬA CHỮA .................................................................... 254
1.6. HỆ THỐNG THIẾT BỊ PHỤ VÀ NGUYÊN TẮC BỐ TRÍ TRONG NHÀ
MÁY THỦY ĐIỆN............................................................................................. 255
5

nguon tai.lieu . vn