Luận văn tính toán kết cấu tháp Điều Áp của nhà máy thủy Điện bằng phương pháp fem và Ứng dụng cho nhà máy thủy Điện dốc cáy tỉnh thanh hóa

Ludn văn Thạc s kỹ thuật chuyên ngành Xây dựng công trình thuỷ với để tài: "Tính toản kết cấu tháp điều áp của Nhà máp tug điện bằng phương pháp FEM và ứng dung cho Nha may thup dién Déc

Ludn văn Thạc s kỹ thuật chuyên ngành Xây dựng công trình thuỷ với để tài: "Tính toản kết cấu tháp điều áp của Nhà máp tug) điện bằng phương pháp FEM và ứng dung cho Nha may thup dién Déc Cay - Tinh Thanh Hoá” được hoàn thành ngoài sự cô gắng nỗ lực của bản thân, tắc gid còn được sự

giúp đồ nhiệt tình của các thậu, cô giáo, cơ quan, gia đình và bạn hè

Tác giả xin bày tả lòng biết on sâu sắc tới Thập giáo PGS TS Nguyễn Quang Hùng đã trực tiền hướng dẫn, guip đỡ tận tình cho tác giả trong suất quá

trình thực hiện luận vần nảy

Tác giả xin trân trọng cảm on các thấp, cô giáo Phòng đào tae đại học và

Sau dai hoc, khea Công trình - Trường Đại học Thuỷ Lọi đã tận tình giảng dạy

và giúp đỡ tác giả trong suất quá trình học tập, cũng như quá trình thực hiện

luận van nay

Dé hodn thành luận văn nàu, tác giả côn được sự cỗ vũ, động viên thích

lệ thường xuyên và giúp đỡ về nhiều mặt của gia đình và bạn bè

tới thời gian và kiến thức còn hạn chế, luận văn không thé tránh khỏi những thiểu sói Tác giả rắt mong nhận được sự chỉ bảo và đóng góp ý kiến của

các thâu, cô giáo, của Quỷ vị quan tâm và bạn bè

Tà Nội, thang 5 adm 2012

Tác giả luận văn

Dang Thanh Binh

Tên tôi là: Dặng Thanh Binh

Hoe vién lop: 17C2

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi Những nội dung và kết quả trình bảy trong luận văn là trung thực và chưa được ai công bd

trong bắt kỳ công trình khoa học nảo

Tác giả luận yăn

Đặng Thanh Bình

1.1.1 Tiềm năng (ÿ thuyết thay dim V IGE NGI coos ssessssceessecssssstee see saneeveee 4 1.1.2 Tiém năng kinh 8 - kB thudt thity dién Vidt NAM ec ccceescsesssssee ssee seen 5

1.3 Tình hình xây đựng thủy điện ö Việt Nam vả định hướng phát triển 6 1.2.1 Tình hình xây dựng thủy điện ở Việt NAHỊ ceceireeeeieeeeieruÔ 1.2.2 Định bướng phát triển thủy diện ở Việt Nam

1.3.1 Dùng đập dễ tạo thành cột HHÚC HH mg rruee 16 1.3.2 Tập trung cột nước bằng dường dẫn — 17

1.3.3 Trạm thuy điện kiêu kết hợp đập - đường đẫn ào 18 1.4 Các hình thức kết câu tháp điều áp thường đùng soi 19

1.4.2 Các hình thức kết cầu tháp điều áp thưởng đùNg ào

CHƯƠNG 2 LỰA CHỌN PHƯƠNG PHÁP TINH VA CAC VAN DE

THUONG GAP TRONG TINH TOÁN KET CAU THAP DIEU AP

2.1.3 Lựa chọn phương pháp tỉnh todn

3⁄2 Các van dé thường gặp khi tính toán kết cầu tháp điều áp bằng phương pháp phần tứ hữu hạn - KIỂM o2 222222222 TH ng nay 31

2.3.3 Tả hợp tính toàn ding kết cầu tháp diều áp với các các nhẫn ngoại lực 34 2.3 Các kỹ thuật xử lý trong việc giải FEM cho kết cầu tháp điều áp 34 2.3.1 Giải guyết vấn dễ mô hình Bt cece css seen

2 2 Giải quyết vẫn đề đưa cúc ngoại lực lác dung lên tháp điều áp khủ tính laắn kết cầu bằng phương pháp phan ti hitu han — FEM 35 2.3.3 Gidi quyét vide 16 hop cde thành phần lực khi tính loán động kết cầu tháp điều áp với các các phân ngoại lực khác Hh@1L cà e ve 40 2.4 Trình tự thực hiện phân tích kết tháp điều áp bằng phương pháp FEM khi tính

CHƯƠNG 3 NỘI DUNG ỨNG DỤNG PHƯƠNG PHÁÁP FEM CHO NHÀ

MAY THUY BIEN DOC CÁY - TỈNH THANH HÓA

3.1,1, Giới thiger cheng VE het My oocccccccecccssssssssssseesesssesssetsisisessunsssessssssenssseseeeseeed

3.3 Tinh toan va phan tịch kết quá tỉnh toán tháp điều áp 95

3.3.1, Các lực lác dụng và (ỗ hợp lựC cằHeeieeereieierei 35 3.3.2 Vác định các lực tác dụng lên công trình 55

3.3.3 Kết quá tính toán cho từng tổ hợp oociecee

Linh 1.1; Phuong thức khai thác kiểu đập

Hình 1.2: Trạm thuỷ điện bó trí

Hình 1.3: Trạm thuỷ điện bó trí

Hình 1.4: Sơ để đặt tháp điều áp sư

Hình 1.5: So dé dao động mực nước trong tháp điểu áp

TTình 2.3: Mô hình tính toán 3D phần tử Shell khi tính toán tháp điều áp

Hình 2.4: Đồ thị đao động mực nước trong tháp theo thời gian

Llinh 2.5: Ky hi8u va vi trí xác định cột nước lI,„ Hị, Ì1„„

Hình 3.6, Biểu dỗ thể hiện đưa áp lực nước theo thời giơ vào thấp theo cách thứ nhất

Hình 27: Biểu điển phương pháp đưa áp lực mước lục biển thiên theo thời gian

Linh 3.3: Đồ thị đao đồng mực nước trong tháp theo thời gian

Hình 3.4:Phương chiếu của hệ trục tọa độ địa phương của

Hinh 3.5: Quy định, phương chiều nội lục của

Hình 3.6: Áp lực nước tác dụng lên tháp với mực nước Min=l05 950n)

Hình 3.7: Chuyển vị của tháp ủng với mực nước Min 105.95(m)

TTinh 3.8: F11 của tháp ứng với mực móc Min=105.950m)

Hinh 3.9: 122 của tháp ứng với mực nước Min=105.950m)

Hình 3.10: MIT của tháp ứng với rnực nuốc Mim—105.950n)

Hinh 3.11: M22 của tháp ứng với mực nước Min=105.95(n)

Hình 3.12: V13 của tháp ứng với mực nước Max~121.11(n)

LIinh 3.13: V23 của tháp ứng với mục nước Max=121.1lớm)

Hình 3.17: E22 gũa tháp ứng với mực nước Max 121.11(m)

Linh 3.18: MII cửa tháp ứng với mực nước Max=121,11(m)

Hình 3.19: M22 của tháp ứng với mực nước Max=121.11(m)

Hình 3.20: V13 của tháp ứng với mực mước Max=L21.L1(m) - 63

Hình 3.21: V23 của tháp ứng với mục nước Max=121.110m)

Hình 3.32: E11 tại phần tử shell 2691 của tháp ứng với mục nước trong we thi ¢ dao động trong tháp theo thời gian 64 Hình 3.33: E11 tại phần tử sholl 2076 của tháp ứng với mực nước trong tháp đao động trong tháp theo thời gian 65 LHình 3.34: I/22 tại phần tử shell 2160 của tháp ứng với mực nước trong tháp dao dông long tháp theo thai gian 65

Hình 3.25: F22 tại phần tử sholl 1615 của tháp ứng với mục nước lrorg thép đạo

Hình 3.26: F12 tại phần từ shcll 2156 của ia thap 1 ứng với mmựe nước lrorg thép đạo

Hình 3.27; F12 tại phần tử shell 2147 của tháp ứng với rực nước trong tháp dao

Linh 3.28: M11 tại phân tử shell 2161 của tháp ứng với mực nước trong tháp đao

Hình 3.29' M11 tại phân từ shell 2160 của tháp ứng với mục nước trong tháp đao

„68

động trong tháp theo thời gian

động trong tháp theo thời gian co se

Hình 3.30: M22 lại phân lử shell 2187 của ( mực nước trong tháp đáo

Hình 3.31: M22 tại phân tử sbell 2082 của tháp ứng với mục nước trong thap dao

Linh 3.32: M12 tại phân tử shell 2183 của tháp ứng với mực nước trong tháp đao

Hinh 3.33: M12 tai phần tử shell 2192 của tháp ứng với mực nước trong, tiếp 70

Bang 1.1: Phân bỏ tiêm nàng lý thuyết theo hru vực - - 5 Bang 1.2: Phin bé tiém năng kinh tế - kỹ thuật theo lưu vực ve sves 6

Bằng 1 3: Các dự án nguồn điện vào vẫn hành giai doạn 2011 - 2020 8

Bang 2.1: Tổo độ gió lớn nhất không kế hướng- V (m/$) 4? Bang 2.2: Các thông số chính của công trình co E7

lăng 3.3: Quy mô các hạng mục công trình chúnh ào 4U

Tiẳng 3.1: Dặc trưng vật liệu của phân tử shell khi mô phông tháp %4 Bang 3.2: Bảng tông hợp kết quả khi tính toản áp lực rước tĩnh - 59

trong tháp ứng với cóc mực nước lớn nhật và nhỏ nhật trong quả trình dao động .59

Bang 3.3: Bang tang hợp kết quả khi tính toán áp lực nước trong tháp đao động .63 Bang 3.4: Bang téng hợp chủ kỳ, tần số của dao dộng riêng của tháp diều áp 64 Bang 3.5: Bảng tổng hợp kết quả nội lực của tháp diều áp ứng với trường hop tai

tĩnh MN=IL21.1 lớn) và trường hợp mực nước trong tháp dao động 71

Bằng 3.6: Băng tông hợp hệ số nội hực giữa trường hợp Linh toán động và 73

MỞ ĐẦU

Nguồn năng lượng điện có vai trò vô cùng to lớn trong sự phát triển văn hoá và đời sống nhân loại Nhu cẫu điện năng của cả thế giới tăng trưởng ngày cảng mạnh hoả nhịp với tốc độ tăng trưởng của nền kinh tế chung vi vay sản

xuất điện năng ngày càng phát triển mạnh

Đất nước ta đang trên đã hội nhập và phát triển Cùng với quá trình phát triển chung của đất nước thì nhu cầu dùng điện đang và sẽ là nguồn năng lượng

vô củng quan trọng để thúc đẫy sự phát triển của nền kinh tế dắt nước Sản lượng điện được lay từ các công trình thuỷ điện đóng vai trỏ chủ yếu cho nguễn lưới

điện quốc gia Các công trình thuỷ lợi, thuỷ điện có quy mô từ nhỏ đến lớn đã và

đang được triển khai xây dựng trên mọi miễn của đãi nước như: Thuỷ điện IToà

Bình, thưỷ điện Sơn La, thưỷ điện Tuyên Quang, thuỷ điện Lai Châu, thuỷ điện Déc Cay, thuy dién Yaly, thuỷ điện Trị An, thuỷ điện Thác Mơ, thuỷ điện Quảng Trị

Để có thể đáp ứng được nhu cầu đủng điện trên mọi miền của đất nước, đặc biệt là nơi mà lưới điện quốc gia chưa có khả năng cung cấp được Với vị trí địa lý như nước ta thì biện pháp khả thi nhất là xây dựng các công trình thuỷ điện vừa và nhẻ, vì tại đó thường có địa hình thuận lợi với nguồn nước dôỗi dào

từ các sông suối, dễ dàng xây dựng các công trình thuỷ lợi kết hợp với nhà máy thuỷ điện để thực hiện các nhiệm vụ: phát điện, điều tiết nước

1 Tính cấp thiết của đề tài:

Ngày nay, do nhu cầu dùng điện ngày cảng tăng cao và những diễn biến bẤt thường của thời tiết làm cho nhiệt độ trải đất ngày cảng Lăng lên Sản lượng điện cung cấp ra vẫn không đủ đáp ứng được nhu cầu dùng điện Các công trình Thuỷ lợi - Thuỷ điện đang được gấp rút xây đựng như: Thuỷ điện Lai Châu ,thủy

điện Sơn La, Thủy điện Dong Nai, Thủy điện Dản Chát, Thủy dién Nim

Chiến Tuy nhiên, khi đầu tư xây dựng các công trình thuỷ điện có công suất

lớn thường phát sử dụng hỗ rộng, dễ dẫn đến ngập lụt nhiễu và phải dị dân với số lượng lớn, do đó ảnh hưởng tiêu cực rất lớn đến môi trường, Ngoài ra vốn đầu tư

lớn cũng dẫn đến khó khăn trong kế hoạch phát triển đầu tư của Nhà nước Do

vậy việc xây dựng các công trình thuỷ điện vừa và nhỏ là rất phủ hợp với yêu

cầu phát triển bên vững, đồng thời phủ hợp với hiện trạng nền kinh tế hiện nay

của nước ta

Việc nghiên cứu, tìm ra giải pháp khoa hợc kỹ thuật để có cơ sở tính toán lựa chọn xây dựng các trạm thuỷ điện vừa và nhỏ một cách hiệu quả nhất nhằm

mục đích khai thác hợp lý nguồn tiềm nắng to lớn về năng lượng thuỷ điện để phát triển kinh tế xã hội, đảm bảo sự Ổn định về chính trị an ninh và quốc phòng

là nhiệm vụ cấp thiết cần phải thực hiện

Đối với các công trình thuỷ điện nhé chủ yếu dùng hình thức khai thác kiểu đường dẫn, hạng mục tháp điều áp là một trong những hạng mục quan trọng trong cả hệ thống Việc nghiên cứu tính toán kết câu tháp điều áp của nhà máy cho hợp lý là không thể thiếu được

Để tải luận văn “Tĩnh £oán kết cầu tháp điều dịp của Nhà máy thuỷ điện

bằng phương pháp FEM và ứng dụng cho Nhà may thuỷ điện Dắc Cáy - Tỉnh

Thanh Hoá” đã được đất ra nhằm mục đích nghiên cửu lựa chọn giải pháp công

trinh hợp lý cho trạm thuỷ điện, nâng cao hiệu quả góp phần đáp ứng nhu cầu dùng điện, nâng cao nguễn điện để phát triển kinh tế xã hội

2 Mục đích của đề tài:

Mục đích của đề tài là nghiên cửu tính toán kết cấu tháp điều áp của nhà máy thuỷ điện băng phương pháp phần tử hữu hạn và ứng dụng phương pháp tính cho tháp điều áp thuỷ điện Dốc Cáy - tĩnh Thanh Hỏa

3 Dốỗi tượng và phạm ví nghiên cứu:

Dỗi tượng nghiên cứu: Tháp điều áp của nhà máy thủy điện

Phạm vi nghiên cứu: Dang tháp điều áp hình dang viên trụ của nhà máy thúy điện

4, Phương pháp nghiên cứu:

Từ các giải pháp kỹ thuật nhằm nâng cao hiệu quả công trình để lựa chon cầu tạo, kích thước tháp điều áp đưa vào tối ưu hoá Từ đó chọn ra giải pháp có tính khả thi về kinh tế kỹ thuật nhất

Sử dụng phương pháp phần tử hữu hạn là một xu hướng nghiên cửu phổ biển của các nhà khoa học hiện nay Hơn thế, hiện nay với sự phát triển không, ngừng của khoa học công nghệ nên có các phần mềm tỉnh toán dựa trên thuật

toán của phương pháp phần tử hữu hạn, do đó việc vận dụng được phương pháp

này vào việc tính toán công trình nói chung và tỉnh toán kết cấu tháp điều áp của nhà máy thuỷ điện nói riêng để lựa chọn kết cầu thích hợp nhất, đầm bảo các yêu

tổ kinh tế kỹ thuật cho công trình.

TONG QUAN VE TINH HINH PHAT TRIEN THUY BIEN VIET NAM

1.1 Tiém nang thay điện ở Việt Nam:

Việt Nam năm ở vùng nhiệt đới gió mùa, mưa nhiều, nóng và âm Lương mưa trung bình hàng năm khoảng 2000 mm Tượng mưa rơi nhiều nhất đạt tới

4000 - 5000 mm, nơi mưa thấp nhất cũng đạt trên 1000 mm Mùa mưa trong

năm thường lừ 3 - 5 tháng, mủa mưa thường bắt đầu từ tháng 5, 6 và kết thúc vào tháng I0, II Lượng mưa tập trung vào 3 tháng có mưa nhiều nhất, chiếm khoảng 70 - 80% tổng lượng mưa trong năm Hệ thống sông ngòi có mật độ cao Tổng số các con sông có chiều dải lớn hơn 10 km là 2400 Hầư hết sông ngòi nước ta đều đỗ ra biển Đông Hàng năm, mạng lưới sông suối vận chuyển ra

biển, lượng nước 870 km3/năm, Lương ứng với lượng bình quân khoảng 37.500 m/s

1.1.1 Tiềm năng lý thuyết thuỷ điện Việt Nam:

Theo két qua nghiên cứu của Trưng tâm nghiên cứu vả thiết kế thuỷ điện thuộc Dộ Điện lực (cñ) trên 2.I71 sông suối từ cấp I đến cấp 6 có chiều đài sông

từ 10 km trở lên trong phạm ví toàn quốc thi tiềm năng lý thuyết của thuỷ điện nước ta được đánh giá là 300.044 Gwh/năm, tương đương với công suất lý thuyét la 34 251MW,

Tiém năng lý thuyết như Irên được phân bố trên 3 vùng của đất nước như sau

- Miễn Bắc: I§1.000 Gwh/năm

- Miền Trung: 89.000 Gwh.năm

- Miễn Nam: 30.000 Gwh/năm

Phân bố chỉ liết hơn của Liểm năng lý thuyết theo các khu vực khác nhau

trên lãnh thô Việt Nam

Bang 1.1: Phân bồ tiềm năng lý thuyết thea lưu vực

Tam vực Công suất lý | Diện lượng Tỷ trọng

Theo: Trung tâm thang fin va dich va KHKT, Bộ Nẵng lượng, 1990

Xét theo mức độ tập trung năng lượng thuỷ điện, nước ta có 8 hệ thống sông quan trong nhất trong đó đã tập trung tới trên 85% nguồn trữ lượng thuỷ năng lý thuyết của đất nước

1.1.2 Tiềm nắng kinh tế - kỹ thuật thấy điện Việt Nam:

Tiềm năng kinh tế kỹ thuật - kỹ thuật khoảng 82 đến 100 tỷ KWh, tương

đương với tổng công suất khoảng 18.600 đến 20.000MW (chiém 30 đến 33% của tiễm năng lý thuyết

Bang 1.2: Phân bồ tiềm năng kinh lễ - kĩ thuật theo lưu vực,

1.2 Tinh hinh xây dựng thủy điện ở Việt Nam và định hướng phát triển

1.2.1 Tình hình xây dựng thây điện ở Việt Nam

Nước ta có tiềm năng thủy điện khá lớn tập trung ở vùng Tây Bắc, miền

Trung và Tây Nguyễn Việc khai thác nguồn Lãi nguyên thiên nhiên quý giá này

sẽ góp phần đảm bảo an ninh, an toàn năng lượng quốc gia, nhất là trong bối cảnh các nguồn năng lượng hóa thạch, năng lượng không tái tạo ngày càng suy giảm, cạn kiệt, qua đó cũng góp phần chuyển dich cơ cấu kinh tế theo hướng tăng tỷ trọng công nghiệp cúa tỉnh trong khu vực này Trong các cơ ché chính sách, các quyết định của Chính phủ về chiến lược và quy hoạch phát triển năng,

lượng sạch có khả năng tái tao, giá thành rê) được xem xét ưu tiên phát triển, đặc biệt là các dự án có hiệu ích tống hợp (chống lũ, cấp nước vả phát điện) Các dự

án thủy điện lớn như TTòa Binh, Sơn La, Lai Chau, Tri An, Taly, Vĩnh Sơn, sông Tữnh, Tuyên Quang, Đại Ninh đã và đang được Nhà nước quan tâm đầu tư

xây dụng từ cuối những năm 90 của thế kỷ trước đến nay, đã phát huy hiệu quả

về kinh tế, đáp ứng được nhu cầu điện của nền kinh tế và đặc biệt, các dự án

thủy điện Hòa Bình, Thác Bà, Tuyên Quang đã vận hành chống lũ và cấp nước cho đẳng băng sông Hồng và thủ đô Hà Nội với hiệu quả cao, một số dự án thủy diễn như Đại Ninh, Đa Nhim có nhiệm vụ rẤL quan trọng là bổ sung nguồn nước

để đáp ứng nhu cầu nước cho các vùng đặc biệt khô hạn ở nam Trung Bộ Việt

Nam hiện được đánh giá là quốc gia thiếu nước, đặc biệt là khu vực miễn Trung

và Tây Nguyên, trong khí lượng nước phân bố không đều theo các mùa (chủ yêu tập trung vào mùa lũ với khoảng 70 80% tổng lượng nước cả năm) Vì vậy, việc đầu tư xây dựng các hỗ chứa thủy điện cũng đã và sẽ góp phần quan trọng

trong việc trữ và điều hòa nước cho các nhu cầu khác, đặc biệt là vào mùa khô,

122 Dinh hướng phát triển thấy điện & Vidt Nam

Theo quy hoạch phát triển thủy điện của cả nước công suất lắp đặt các nhà máy thấy điện đến năm 2015 vào khoảng hơn 80 000MfW với sản lượng điện

trung bình hàng năm trên 80 L kWh Trong đó, riêng 9 hệ thắng sông Lô - Gãm,

sông Đá, sông Mã Chu, sông Cả, sông Vu Gia, sông Da, sông Sề San, sống Srepok và sông Đồng Nai đã được quy hoach phát triển các nhả máy thủy điện

có tổng công suất khả dụng 15.383 MW với sản lượng điện trung bình hang nim 63,87 tý kWh (chưa kể các nhả máy thủy điện nhỏ tái tạo) Các nhà máy thủy điện của 4 hệ thống sông Dà, sông Dồng Nai, sông Sê San và sông Vu Gia đã có tổng công suất lắp đặt 4 153W, cung cấp cho đất nước trung bình mỗi năm trên

18,06 tỷ kWh, đứng thử 2 sau sản lượng do các nhả máy điện chạy khi thiên

nhiên sân xuất Trong số đó đáng kể nhất là các nhà máy thủy điện Thac Ba, [da

cho việc cung ứng điện cho đất nước những năm đầu đổi mối đầy khó khăn và thiểu điện nghiễm trọng,

Năm 201 l, cả nước tiếp tục đưa vao hoạt động 7 nhà máy thủy điện, 2 tế

máy số 2 và 3 của nhà máy thủy điện Sơn La và 1ó nhà máy thủy điện nhỏ với tổng công suất lắp đặt 1.901MW

Năm 2012, sẽ đưa thêm 7 nhà máy thủy điện cùng với 16 nhà máy thủy

điện nhỏ năng lượng tái tạo đưa vào vận hành I3 nhả máy thủy điện cùng với 42 nhả máy thủy điện nhỏ năng lượng tái tạo có tông công suất lắp đặt 3.615IMW

Đến năm 2010 đã có khoảng 50 nhà máy thủy điện đưa vào vận hành và đến năm 2020 sẽ có khoảng 80 nhà máy thủy điện lớn nhỏ được đưa vào vận

6 TĐ8êng Tranh2/2 95 EVN

8 TDSéSan4A 63 Công ty cổ phần thay điện 8ê San4A

TR NB Formasa #2 150 Công ty TNHH Hưng Nghiệp Formasa

Điện giỏ, Năng lượng tái tạo 100

3 TDThượngKonTumil2 220 Céng ty CTD Vinh Son— SI link

Điện giỏ, Nẵng lượng tái tạo 120

Điện giỏ, Nẵng lương tái tạo 150

3 NB Thing Long #l 300 Công ty cổ phần ND Thing Long

ND Vinh Tan TA 65 Cong ty 08 phan ning hong Vinh Tan 3/BOT

Điện gió, Năng lượng tái tạo 200

11 TGKII Son M¢ 141,23 1170 (P Sojizt PacificyBOT

lã Nhập khẩu Trung Quốc 1000 Phụ thuộc đàn phán nhập khẩu

Điện giỏ, Năng lượng tái tạo 200 IPP

IX Van hanh nam 2019 7015

3 B¬ài năng Đông Phủ Yên 300 Công ty Xuân Thiện

8 ND Thang Long #2 300 Công ty cổ phần ND Thing Long

NDIliép Phudengimg chay | -375

14 Nhập khẩu Trung Quốc 1000 Phụ thuộc vào đàm phán

Điện gió, Năng lượng tái tạo 20 IPP

Trị hoặc Quảng Ngãi)

§ NĐVIhTânTES søo - Côngty cổ phần Năng lượng Vĩnh Tân

3/BOT

ND Tho Extc ngtng chay -272

Điện giỏ, Năng lượng tái tạo 300

1.3 Các hình thức khai thác thủy năng

1.3.1 Dang dap đề tạo thành cột nước

Xây dựng đâp tại một tuyến thích hợp nơi cân khai thác Dập tao ra côt nước do sự chênh lệch mực nước thượng hạ lưu đập Đồng thời tạo nên hỗ chứa

có tác dụng tập trung vả diều tiết lưu lượng, làm tăng khả năng phát điện trong,

mia kiệt, nâng cao hiệu quả lợi dụng tổng hợp nguồn nước như cắt lũ chẳng lụt, cung cấp nước, nuôi cá, vận tải thuý

Hình 1.1: Phương thức khai thắc kiểu đập

Phương thức tập trung cột nước như sơ đề hình I.I được gọi là phương thức khai thác kiêu đập Phương thức này có ưu điểm là vừa tập trung được cột nước vừa lập trung và điều tiết lưu lượng phục vụ cho việc lợi dụng tổng hợp nguồn nước Song nó có nhược điểm là đập cảng cao, khối lượng xây lắn cảng nhiều, kinh phí lớn, ngập lụt và thiết hại nhiều Khi thiết kế xây dựng phải thông

qua tính toán kinh tế kỹ thuật, so sánh lựa chọn phương án có lợi

Sơ đỗ khai thác kiểu đập thường thích ứng với các vùng trung du của các sông nói có đô dốc lũng sụng tương đổi nhỏ, địa hãnh địa thế thuận lợi cho việc

tạo nên hồ chứa có dung tích lớn lả lên thất ngập lụt tương đối nhỏ Ngược lại ở

vùng thượng lưu, do lũng sụng hợp, độ dốc lũng sụng lớn nờn dự cú làm đập cao

cũng khá tạo thành hồ chứa có dung tích lớn Ở bạ lưa, độ đốc lũng sụng nhỏ,

xây đập cao dẫn đến ngập lụt lớn thiệt hại nhiều Cho nên ở vùng này ít có điều kiện khai thác kiểu đập.

Với sơ đỗ khai thác kiểu đập, tram thuỷ điện có thể bố trí ở ngang đập hay sau đập (hình 1.2 và hình 1.3) nhưng thường thấy hớn cả là loai tram thuỷ điện sau

đập Tram thuỷ điện ngang đập chỉ thích ứng trong trường họp cột nước thấp, nhà

may đủ sức chịu lực như một đoạn đập và kết cầu kinh tế

CUNG

1 — làng sông thiên phiên: 3— đường aude dang:

#— dập; 4 nhà máy thủy điển:

Hinh 1.2: Tram thuỷ điện bó tri Hình 1.3: Trạm thuỷ điện bố trí

$- hộ cluta nước Š- hồ chữa nước

1.3.2 Tập trưng cột nước bằng đường dẫn

Cột nước chủ yến do đường dẫn tạo nên Dựa theo sườn núi đào kênh din

(hoặc có khí đặt máng dẫn, ống dẫn, đường hầm dẫn nước ) có độ dốc nhỏ hơn

độ đốc sông rất nhiều Sự chênh lệch mực nước ở sông tạo thành cột nước

Trạm thuỷ điện dường dẫn bao gồm ba loại công trình: Công Irình dầu xnổi hoặc công trình lấy nước, công trình dẫn nước và nhà máy Công trình lấy nước có đập ngăn sông (có thé 14 dip không tràn, đập tràn hoặc cả hai loại nối tiếp), cổng lẩy nước, cống xỏi cát Cổng lây nước từ sông vào và khống chế lưu

lượng qua công trình đẫn nước, dam bao cho trạm lảm việc bình thường Công trình dẫn nước thường dùng hình thức kênh dẫn nước đến khu nhà máy, ít khi

dùng đường hầm đổi với tram nhỏ

Cuỗi kênh dẫn có bể áp lực, ống dẫn nước áp lực nối với bế dẫn nước vào

nhà máy Trạm thuỷ điện kiều này thường xây dựng ở vùng trung du, khi gặp những địa hình sau:

- Dòng sông, suối chảy dốc từ trên sườn núi xuống khe, còn đường dẫn

chạy trên suờn nủi

- Dòng sông uấn khúc, độ dắc lớn Dùng đường dẫn đi thẳng dễ tạo thành cột nước

- Hai con sông gần nhau nhưng cao trinh mặt nước ở hai sông khác nhau, đặt đường dẫn từ sông có mặt nước cao dẫn dến sông có mặt nước thấp

Uinh 1.4: Sơ đề đặi tháp điều áp

1- Tháp điều áp phia thượng lưu; 2- Tháp điệu áp phía hạ lưu: 3- Nhà máy thuỷ điện: 4- Đường hâm dẫn nước; 5- Đường Ông áp lực dẪn nước vào turbin

1.3.3 Trạm thuỷ điện hiểu kết hợp đập - đường dẫn

Các công trình và hình thức bể trí về cơ bản cũng giống như trạm thuỷ điện đường dẫn, chỉ khác là đập ngăn sông tương đối cao, côi nước hình thành

một phần do đập và mệt phần lớn do đường dẫn Kiểu này chủ yếu xây dung ở vùng trung du, ở những sông suối có độ đốc trưng bình Nói chung kiểu đường

dẫn và kiểu kết hợp đập - đường dẫn nên tìm những vị trí có tháp để xây dung, tuyến đập đặt ở phía thương lưu thác nước đâp sẽ thấp mà tao được cột nước

cao, có lợi về kinh tế

1.4 Các hình thức kết cầu tháp điều áp thường dùng

1.4.1 Tháp điểu áp

Tháp điều áp là một giải pháp công trình nhằm giảm áp lực nước va khi đóng mớ tuốc bìn Giúp tổ máy làm việc ỗn định

* Nguyên lý làm việc của tháp điều ap

+ Trường hợp giảm tải

Hinh 1.5: Sơ đồ dao động mực nước trong tháp điều áp

Khi giảm tải đột ngột turbin từ Qạ xuống ¡ Do quán tính của dòng chảy,

lưu lượng vào đường hầm dẫn nước vẫn là Qạ, như vậy sẽ có một trị số lưu

lượng ÁQ = Qạ - Q¡ chảy vào tháp, làm cho mục nước trong tháp dâng lên din,

từ đó độ chênh lệch mực nước giữa (hương lưu (trong hề chứa) và trong tháp

giảm dần, dẫn đến vận tốc dòng chảy giảm dần, do đó lưu lượng trong đường, him giảm dẫn Nhưng cũng do quản tính của dòng chảy, mực nước Irong tháp không dừng ở mực nước tương ứng với lưu lượng Q, trong đường hầm mà vẫn tiếp tục dâng lên thậm chỉ cao hơn cả mực nước thượng lưu Sau đó, để cân bằng thuỷ lực nước phải chay ngược trở lại về thượng lưu, mực nước trong tháp ha

xuống Nhưng cũng do lực quán tính nó lại hạ xuống quá mức nước cân bằng và dòng chảy lại chảy vào tháp Cứ như vậy, mục nước trong tháp dao động theo chu kỳ và tắt dần da ma sát Cuối cùng mực nước trong tháp dừng ở mực nước

ấn định mới ứng với lưu lượng Q¡ (hình 1.5}

Trường hợn giảm tải trong thiết kế thường tính với mực nước thượng lưu cao nhất và cắt tải (thường là cắt toàn bộ công suất lớn nhất của nhà máy) để xác

định mực nước cao nhất của thấp điều ấp ma)

+ Trưởng hợp tăng tải:

Khi lưu lượng qua turbin tăng đột ngột mực nước trong tháp hạ xuống đến trị

SỐ (Zam;) và cũng dao động thco chu kỷ và tắt dần ngược lại với trường hợp trên

Trong thiết kế thường tính với mực nước thấp nhất ở thượng lưu (mực nước chết) và mức tăng tải lớn nhất có thể xây ra trong vận hành (thường là mở

tả máy cuối cùng trong khi các tổ máy khác đang làm việc) để xác định mực nước thấp nhất của tháp (Z„u)

* Diễu kiện xây dụng và vị trí đặt tháp:

Khi chỉ phí xây đựng tháp rẻ hơn chỉ phí tăng thêm khi không có tháp, do đường hằm dẫn nước không phải chịu áp lực nước xa, thì xây dựng tháp điều áp

là hợp lý Trường hợp ngược lại thì không nên xây dựng tháp điều áp

Tiêu chuẩn gần đúng có cần thiết phải xây dựng tháp điều áp có thể cắn

cứ vào hằng số quán tính của đường ống :

T7, w = h eit > >» 3+6 5 (1-1) -

Trong đó:

Qmax: Lưu lượng lớn nhất chảy trong éng;

Ho: Cét nude Lính toán,

1i, Fi: 14 chiều dài và điện tích mặt cắt thứ ¡.

1.4.2 Các hình thức kết câu tháp diÖu áp tuường ding

a Tháp điều áp kiểu viên trụ (hình 1 6a)

Tháp điều áp kiểu viên trụ là một giếng đứng hoặc nghiên có tiết diện tròn không thay đổi Kiểu nay có kết cầu đơn giản, để thị công, tính toán thiết kế cũng đơn giản Nhưng có nhược điểm cơ bản nhất là ở chế độ ổn định khi động chay qua tháp, tấn thất thuỷ lực cục bộ ở chỗ nải tiếp đường hầm và đường ống

có thể lớn, đồng thời dung tích tháp lớn, thời gian dao động kéo dài Tháp điều

áp viện trụ được ứng dụng ở những trạm thuỷ điện có cột nước thấp, mực nước thượng lưu ít thay đổi

a- kHâu viên trụ; b- kiểu viên trụ cô màng cắn; c- kiêu hai ngăn; d- kiểu có máng

tràn; e- kiểu có lõi trong

h Tháp điều án kiểu viên tru co màng cân (hình 1 6b)

Thực chất là tháp điều áp kiểu viên trụ, nhưng có đặt một mảng cần ở đáy tháp để tăng thêm tên thất thuỷ lực khi dòng chảy vào và ra khỏi tháp Màng cản

có thể ở dưới dạng lỗ cần hoặc lưới cản làm tăng tổn thất thuỷ lực khi nước

chây qua nó và do đó giảm được biên độ dao động dẫn đến giảm được đụng tích tháp và làm cho dao đông mực nước trong tháp tắt nhanh Ngoài ra so với tháp điền áp viên trụ nó còn gidm duoc tén thất thuỷ lực của dòng chảy ổn định khi

qua vị trí đặt tháp tháp điều áp kiểu này được ứng dụng cho các trạm thuỷ điện

có cột nước trung bình và mực nước thượng lưu ít thay đổi

e Tháp điều áp kiểu hai ngăn (có ngăn trên và ngăn dưới) - (bình 1 6c),

Thap điều áp kiểu này gồm hai ngắn và một giếng đứng, ngăn trên và ngăn dưới có tiết điện lớn hơn nhiều so với giếng đứng Nguyên lý làm việc như

Sau:

Khi thay đổi phụ tãi, mực nước trong tháp dao động, nhưng vỉ tiết diện giếng đứng nhỏ, nên mực nước thay đổi rất nhanh làm cho dao động giảm Nhưng nếu chỉ với tiết diện của giếng đứng thì biên độ dao động sẽ lớn, vì vậy

mực nước trong tháp dao động đến cao độ nhất định, do tiết điện được mở rộng

rất nhiều ở ngăn trên hoặc ngăn dưới nên biên độ dao động sẽ không tăng nhanh được Như vậy tháp điều áp loại nảy đã giảm được thời gian dao động mà lại hạn chế được biên độ dao động mực nước trong tháp

Với cầu tạo hợp lý như vậy, nên đung tích tháp kiểu này nhỏ hơn nhiều so với tháp điểu áp kiểu viên trụ, nhưng nó có nhược điểm là cấu tạo phức tạp, thường thích hợp với tháp điều áp ngẦm trong dất

Tháp điều áp kiểu nãy thích hợp với trường hợp cột nước cao, mực nước

hỗ chứa thay đổi lớn, khi đó chỉ việc kéo dài phần giếng đứng

dl Tháp điểu áp kiêu có mảng trần (bình 1 6a)

Nguyễn lý làm việc tương tự như tháp điều áp kiểu bai ngăn, nhưng ngăn trên có đường tràn nước Kiểu nảy có ưu điểm là hoàn toàn có thể khống chế mực nước cao nhất của tháp, nhưng nhược điểm là mất một phần nước qua máng

tran.

e Tháp điều áp kiểu có lõi trong (thap diéu dp kiéu vi sai) - (hình 1.6e)

Kidu này pằm có giếng đứng ở trong và ngăn ngoài, ở đáy giếng đứng có

các lỗ thông với ngăn ngoài, nhưng các lỗ nảy nhỏ, khi mực nước dao động, nước không thoát từ giếng đứng ra ngoài kịp (vì các lỗ thông nhề) nên thay đối mực nước nhanh, tạo ra hiệu quá giống như kiểu tháp điều áp hai ngăn, sau đó nước mới chảy dẫn qua lễ thông để cho mực nước trong giếng và ngăn ngoài bằng nhau ở kiểu này khi mực nước lên cao khỏi miệng giếng đứng thì tràn ra ngăn ngoài, đo đó mà khống chế được độ cao lớn nhất của mực nước tuỳ theo

sức chứa của ngăn ngoài

Tháp điều áp kiểu này thường được ứng dụng trong tất câ các trường hợp

*hi tháp để hỏ trên mặt đất

_# Tháp điều áp kiêu nên khí hoặc kiêu nứa nén khí

Trong tháp điều áp kiểu nén khí, không khí trong tháp trên mặt thoáng

được ngăn cách với không khi bên ngoài Trong quả Irình dao động mực nước

trong tháp, áp suất không khi sẽ thay đổi theo hưởng ngược trở lại, do đó khi dao động mực nước sẽ bị áp lực không khí làm cho biên độ giảm Tuy nhién dang tháp này hiện nay còn ít được sử dụng

1.5 Kết luận chương :

~ Trong chương 1 tác giả đã khái quát được tiểm năng thủy điện ở Việt

Nam, tỉnh hình xây dựng thủy điện và định hướng phát triển, từ đó cho thầy việc thiết kể và thị công ngày càng được hoàn thiện hơn, số lượng tháp điều áp ngày cảng nhiều, hình thức ngày cảng đa dạng

- Thấy được ưu nhược điểm và các vẫn để cần quan tâm nghiên cứu khi xây dựng tháp điều áp Từ những công trình thực tế để cải tiến đưa ra những,

hình thức tháp điều áp mới hoặc cái tiến những hình thức tháp điều áp kiểu cũ

để đảm bảo sự làm việc an toàn, ổn định của công trình mà hiểu quả kinh tế cao

- Thông qua nghiên cửu tổng kết nhận dạng hình thức tháp điểu áp thường sử dụng, luận văn lựa chọn hình thức tháp điều áp dạng viên trụ làm đối Tượng cứu

CHƯƠNG 2

LUA CHON PHUONG PHAP TINH VA CAC VAN DE

TITVONG GAP TRONG TINIT TOAN KET J TILAP DIEU AP

2.1 Giới thiệu về phương pháp tính toan kết cầu tháp điều áp

2.1.1 Các phương pháp tính toán thấp điều áp

Trong tính toán thiết kể và nghiên cứu tháp điều áp thường sử đụng ba phương pháp sau để tính toán phân tích

- Phương pháp sức bền vật liệu còn gọi là phương pháp phân tích trọng lực hoặc phương pháp phân tích tuyến tính

- Phương pháp lý thuyết đản hồi

- Phương pháp mô hình số: phần tử hữu hạn (EM), phân tử biên, phần tử

Thương pháp mô hình số: Sử dụng phương pháp giải gần đúng hệ phương trình dựa trên sự cân bằng của phương trình liên tục, phương Irình cân bằng Mô phỏng sự cân bằng của toàn khối bằng sự cân bằng của các miễn nhỏ cầu thành nên khối —> mô tả biển sát với thực tế hơn, điều kiên làm việc của công trinh được phần ánh đúng đắn hơn so với phương pháp giải tích ~> Nhóm phương pháp này chơ kết quả sát với thực tế và được sử dụng nhiều trong các nghiên cửu đánh giá về ẩn định tổng thể cũng như dn định cục bộ của công trình khi có xét

đến điều kiện làm việc của nên.

Trong tính toán kết cấu nói chung và kết cầu tháp điểu áp nói riêng, dù

tính toán tĩnh hay đông bằng phương pháp phần tử hữu hạn — FEM thì cũng đều

đựa vào phương trình cân bằng đồng lực học của hệ kết cầu

Ar01<c0(0+£0(9=r()=Š)9e(0), (Gl)

Trong đỏ:

M,C, E: Ma trận khối lượng, cản, độ cứng của kết cầu

00):2(09:70]).P(0): Tương ứng là vector gia tốc, vận tốc, chuyển VỊ nút,

và weotor tái trọng ngoài thay đối theo thời gian

Nếu tỉnh toán kết cấu tĩnh phương trình cân bằng động lực học của hệ kết

Ấn trở thà

cau trở thành:

Ku(@)- 9% 2

a

Trong đó: Các thành phần vẫn như của phuong trinh (2.1)

G đây ta thấy rõ sự khác biệt giữa phương trinh động lực học của hệ kết cầu có ngoại lực tác dụng thay đổi theo thời gian (bài toán động), và phương trình động lực học của hệ kết cầu (bải toán nh) chính là trong thành phần thời

gian — g@), (),Ở() lần lượt là thành phần ngoại lực theo thời gian, gia tốc, vận tốc của hệ kết cầu thay đổi theo thời gian đều bị khử

Dé tinh toán kết cấu tháp điều áp có thể tính toán hiện nay ngoài các thảnh phân tĩnh lực thông thương như: áp lực chủ, bị động của đất đá xung quanh tháp, 4p lực nước ngằm, trọng lượng bản thân kết cấu òn só một thành phần chủ

yếu đó là áp lực nước dao động trong tháp Từ đây sinh ra 2 phương pháp tính

toán là

Phương pháp giả tĩnh: Coi áp lực nước trong tháp là tĩnh, và tính toán cho

2 mực nước là mực nước lớn nhất, nhỏ nhất của quá trình dao động mực nước trong tháp

Phương pháp đông: Tính toán với quá trình dao động thực của mực nước

trong tháp

Ngoài ra khi tính toán kết cầu tháp điều áp còn có nhiều quan điểm khác nhau như:

Quan điểm 1: Quan điểm này đơn giản hóa kết cấu và có thể tính toán

bằng tay, không quá phức tạp lên có thể dùng FEM hoặc tính toán bằng phương, pháp sức bền vật liệu Quan điểm này dựa vào sơ đồ tính toán, đưa ra phân tích

kết câu rằng: Kết cấu đối xứng, chịu tải trọng đối xứng, đo đó ta hoàn toàn có thể tính toán gần đúng bằng cách tách môt lát tháp điều áp để tính toán đại diện

Hinh 2.1: Tinh toản tháp điều áp theo quan điêm cắt một lát cắt

Quan điểm 2: Tính toán toàn bộ mô hình của kết cấu với hình dạng 3D

của nó Để xét đến ảnh hưởng tương hỗ của các phần tử với nhau.

Solid của tháp điều áp Shell khi tính toán tháp điều áp

Về nguyên tắc để tính toán chuẩn xác và cũng là bài toán kỹ thuật, kinh tế

thì việc mô hình tính toán 3D là cần thiết, để đảm bảo sư làm việc an toàn cũng

như kinh tế cho công trình

2.1.2 Lựa chọn phương pháp tính toản

Để đưa ra quyết định lựa chọn phương pháp tính toán tác giả đưa ra một

số nhận xét về các phương pháp tính toán khác nhau

a) Phương pháp sức bên vật liệu:

Ưu điểm: Phương pháp sức bền vật liệu được coi là phương pháp tính toán cơ bản, giúp tính toán đễ dàng, có thể tính toán bằng tay với một số kết cầu đơn giản Thường được sử dụng để tính toán trong giai đoạn thiết kế sơ bộ đối

với công trình cấp II, TV (Theo 14TCN 56-88)

Nhược điểm: Kết quả tính toán với những kết cầu phức tạp có sai số lớn, không phản ảnh hết các trường nội lực trong kết cấu Mặt khác, phương pháp sức

bền vật liêu không thể giải quyết được bài toán phức tap như có biển dạng nền, ứng suất tập trưng, ứng suất tại lỗ khoét, ứng suất nhiệt, tính dị hướng, không xét được được trong giai đoạn thi công

b) Phương pháp phần tử hữu hạn - FEMI:

Ưu điểm: Phương pháp FEM là một phương pháp đặc biệt có hiệu quả để tim dang gần đúng của một hàm chưa biết trong miễn xác định của nó Phương,

phán này đã giải quyết được bai toán có xét đến ảnh hưởng của biến dạng, tính đị hướng, xét đén lớp xen kẹp, đút gầy và giải được các bài toán có điều kiện biện phức tạp Phản ảnh đúng thục tế sự làm việc của vật liệu là không đồng nhất, không đẳng hướng, Phân tích trạng thải đáp ứng của kết cấu ở những vị trí như

lỗ khoét ứng suất tập trung, ứng suất nhiệt mà phương pháp sức bên, hay lý

thuyết đản hồi không giải quyết dược Cơ sở của phương pháp này là thay kết

cầu, môi trường liên tục bằng một mô hình gôm một số hữu hạn phần tử riêng lẻ

liên kết với nhâu chỉ ở một số hữu hạn điểm nút, tại các điểm nút tổn tại các lực hoặc các đại lượng đặc trưng khác tủy theo bài toán Các đại lượng tính toán bên

trong phần tử được biểu diễn thông qua các trị số tại các điểm nút của phần tử

Cũng với sự phát triển của khoa học céng nghệ việc giải quyết các bài toán có khối lượng lớn, phức lạp được giãi quyết và cho kết quả có độ chính xác

Phương pháp phần từ hữu han giải được các bài toán có biên phức tạp, phan anh dung với thực tế sự làm việc của nền, vật liệu và cho kết quả có đồ chính xác cao Với phương pháp này ta có thể nghiên cứu được bài toán nền dị

hướng và trong trường hợp đang thỉ công, bài toán nhiệ bài toán có xét đến ảnh hướng của động đất,

Mặc dù khối lượng tính toán lớn, nhưng với sự phát triển của máy tính điên tứ đã giúp ta giải quyết bài toán một cách dễ đàng, thuận tiên hơn Hơn nữa,

phương pháp này ngảy cảng được sử dụng rộng rãi vì những ưu viết của nó, với

miễn tinh toán bao gồm các loại vật liệu khác nhau và có hình dáng kích thước bắt kỳ, biên của bài toán có thể phức tạp

Do vay, trong luận văn này tác giả sử dụng phương pháp phần tử hữu hạn

— FEM dé Lính toán thap điều áp Cụ thể là sử dụng phần mềm Sap2000v14 để tính toán kếI cầu tháp điều áp.

2.2 Các vẫn đề thường gặp khi tính toán kết cấu tháp điều áp bằng phương pháp phần tử hữu hạn - FEM

Với bất kỳ loại kết cấu nào khi tính toán bằng phương pháp phần tử hữu

han FEM thi việc inô hình hóa và quan điểm tinh todn kết cấu đó, từ thực tế

vào mô hình là điều quan trọng nhất Vì kết quá tính toán thu được khi sử dụng phần mềm có đúng hay sai, có mô phỏng đúng đáp ứng của kết cẩu công trình thực tế có đúng không, phụ thuộc vào việc đưa đúng mô hình thực tế vào mô hình trong phan mềm phần tử hữu hạn

Từ quá trình là thực tế khi tỉnh toán kết cấu công trình nói chung và kết cấu tháp điểu áp bằng phần mềm phần tử hữu hạn nói riêng, bản thân tác giả nhận thay một số vần để thường gặp khi sử dụng FEM để tính toán tháp điều áp như sau:

2 1 Mô hình

Khi tính toán thiết kế các hạng mục công trình đặc — hạng mục tháp điều

áp của công trình thủy điện, thì việc mê phống sao cha mô hình trong khi tình

toán gần giống nhất với công trinh làm việc thực tế Việc đó đòi hỏi người tính toán cần có kiến thức tổng hợp về công trình, tư duy va quan niệm tính toản đúng

2.2.2 Đứa các thành phần ngoại lực tác dụng vào tháp

Khi đóng hay mở turbin lưu lượng vả lưu tốc trong ống dẫn nước vào turbin sẽ thay đổi Dối với công trình thủy điện thì do yêu cầu kỹ thuật của dòng,

điện, mà sự đóng mổ turbin cần phải nhanh, thưởng thời gian đóng mổ hoàn toàn chỉ từ 3s đến 6s Trường hợp đặc biệt cũng không quả 10s

Sự thay đổi lưu tắc nhanh, gần như đột ngột như vậy gây ra sự gia tăng áp

lực (trường hợp đóng turbin) hoặc giảm thấp áp lực (trường hợp mở turbin} trong

kag dk

ông dẫn

Sự gia tầng áp lực khí đóng turbin, gọi là nước va dương Trường hợp giảm tải, trong thiết kế thường tỉnh với nưức nước thương lưu cao nhất và cắt tải (cắt toàn bộ công suất lớn nhất của nha may) để xác định mực nước cao nhất

trong tháp (Zmax)

Sự giảm thấp áp lực khi mở turbin, gọi là nước va âm Trường hợp tăng tải, trong thiết kế thường tính với mực nước thấp nhất ở thương lưu (mục nước chết) vả mức tăng tải lớn nhất có thể (thường là mở tổ máy cuối cùng trong khi

các tổ máy khác dang làm việc) để xác định mực nước thấp nhất của tháp

(min)

Trong quá trình thiết kể, tính toán tháp xác định được được đường dao

động mực nước trong tháp, thông thường đường đao động mực nước trong tháp

có đạng hình sin nhưng có xu hướng tắt dần

TET ETH0

đen/0|=agg

Tare(s)

Trong khi tính toán kết cấu tháp điều áp với bài toán động, tải trọng tác dung thay đổi theo thời gian, thì việu được áp lực nước thay đổi theo thời gian này là phức tạp nhất, do một số lý du sau đây: