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

LỜI TÁC GIẢ Luận văn Thạc sĩ kỹ thuật chuyên ngành Xây dựng công trình thuỷ với đề tài: “ Tính toán kết cấu tháp điều áp của Nhà máy thuỷ điện bằng phương pháp FEM và ứng dụng cho Nhà m

Trang 1

LỜI TÁC GIẢ

Luận văn Thạc sĩ kỹ thuật chuyên ngành Xây dựng công trình thuỷ với đề

tài: “ Tính toán kết cấu tháp điều áp của Nhà máy thuỷ điện bằng phương pháp FEM và ứng dụng cho Nhà máy thuỷ điện Dốc Cáy - Tỉnh Thanh Hoá”

được hoàn thành ngoài sự cố gắng nỗ lực của bản thân, tác giả còn được sự giúp đỡ nhiệt tình của các thầy, cô giáo, cơ quan, gia đình và bạn bè

Tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới Thầy giáo PGS TS Nguyễn Quang Hùng đã trực tiếp hướng dẫn, giúp đỡ tận tình cho tác giả trong suốt quá trình thực hiện luận văn này

Tác giả xin trân trọng cảm ơn các thầy, cô giáo Phòng đào tạo đại học và Sau đại học, khoa Công trình - Trường Đại học Thuỷ Lợi đã tận tình giảng dạy

và giúp đỡ tác giả trong suốt quá trình học tập, cũng như quá trình thực hiện luận văn này

Để hoàn thành luận văn này, tác giả còn được sự cổ vũ, động viên khích

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

Với thời gian và kiến thức còn hạn chế, luận văn không thể tránh khỏi những thiếu sót Tác giả rất mong nhận được sự chỉ bảo và đóng góp ý kiến của các t hầy, cô giáo, của Quý vị quan tâm và bạn bè

Hà Nội, tháng 5 năm 2012

Tác giả luận văn

Đặng Thanh Bình

Trang 2

Tác giả luận văn

Đặng Thanh Bình

Trang 3

M ỤC LỤC

MỞ ĐẦU 1

CHƯƠNG I TỔNG QUAN VỀ TÌNH HÌNH PHÁT TRIỂN THUỶ ĐIỆN VIỆT NAM 4

1.1 Tiềm năng thủy điện ở Việt Nam: 4

1.1.1 Tiềm năng lý thuyết thuỷ điện Việt Nam: 4

1.1.2 Tiềm năng kinh tế - kỹ thuật thủy điện Việt Nam: 5

1.2 Tình hình xây dựng thủy điện ở Việt Nam và định hướng phát triển 6

1.2.1 Tình hình xây dựng thủy điện ở Việt Nam 6

1.2.2 Định hướng phát triển thủy điện ở Việt Nam 7

1.3 Các hình thức khai thác thủy năng 16

1.3.1 Dùng đập để tạo thành cột nước 16

1.3.2 Tập trung cột nước bằng đường dẫn 17

1.3.3 Trạm thuỷ điện kiểu kết hợp đập - đường dẫn 18

1.4 Các hình thức kết cấu tháp điều áp thường dùng 19

1.4.1 Tháp điều áp 19

1.4.2 Các hình thức kết cấu tháp điều áp thường dùng 21

1.5 Kết luận chương 1: 23

CHƯƠNG 2 LỰA CHỌN PHƯƠNG PHÁP TÍNH VÀ CÁC VẤN ĐỀ THƯỜNG GẶP TRONG TÍNH TOÁN KẾT CẤU THÁP ĐIỀU ÁP 25

2.1 Giới thiệu về phương pháp tính toán kết cấu tháp điều áp 25

2.1.1 Các phương pháp tính toán tháp điều áp 25

2.1.2 Lựa chọn phương pháp tính toán 28

2.2 Các vấn đề thường gặp khi tính toán kết cấu tháp điều áp bằng phương pháp phần tử hữu hạn - FEM 31

2.2.1 Mô hình 31

Trang 4

2.2.2 Đưa các thành phần ngoại lực tác dụng vào tháp 31

2.2.3 Tổ hợp tính toán động kết cấu tháp điều áp với các các phần ngoại lực 34

2.3 Các kỹ thuật xử lý trong việc giải FEM cho kết cấu tháp điều áp 34

2.3.1 Giải quyết vấn đề mô hình hóa 34

2.3.2 Giải quyết vấn đề đưa các ngoại lực tác dụng lên tháp điều áp khi tính toán kết cấu bằng phương pháp phần tử hữu hạn – FEM 35

2.3.3 Giải quyết việc tổ hợp các thành phần lực khi tính toán động kết cấu tháp điều áp với các các phần ngoại lực khác nhau 40

2.4 Trình tự thực hiện phân tích kết tháp điều áp bằng phương pháp FEM khi tính toán bài toán động 41

2.5 Kết luận chương 43

CHƯƠNG 3 NỘI DUNG ỨNG DỤNG PHƯƠNG PHÁP FEM CHO NHÀ MÁY THỦY ĐIỆN DỐC CÁY - TỈNH THANH HÓA 44

3.1 Giới thiệu công trình thủy điện Dốc Cáy 44

3.1.1 Giới thiệu chung về nhà máy 44

3.1.2 Địa hình, địa mao 44

2.1.3 Địa chất: 45

2.1.4 Điều kiện khí tượng thuỷ văn 46

2.1.5 Hệ thống các hạng mục công trình gồm: 47

3.2 Lựa chọn mô hình tính toán 51

3.2.1 Lựa chọn mô hình: 51

3.2.2 Xây dựng mô hình tính toán từ công trình thực tế 53

3.3 Tính toán và phân tích kết quả tính toán tháp điều áp 55

3.3.1 Các lực tác dụng và tổ hợp lực 55

3.3.2 Xác định các lực tác dụng lên công trình 55

3.3.3 Kết quả tính toán cho từng tổ hợp 57

Trang 5

3.4 Kết luận chương 3: 74

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 76

4.1 Kết luận: 76

4.1.1 Những kết quả đạt được của luận văn: 76

4.1.2 Những vấn đề còn tồn tại: 77

4.2 Kiến nghị: 78

TÀI LIỆU THAM KHẢO 79

Trang 6

DANH MỤC HÌNH VẼ

Hình 1.1: Phương thức khai thác kiểu đập 16

Hình 1.2: Trạm thuỷ điện bố trí 17

Hình 1.3: Trạm thuỷ điện bố trí 17

Hình 1.4: Sơ đồ đặt tháp điều áp 18

Hình 1.5: Sơ đồ dao động mực nước trong tháp điều áp 19

Hình 1.6: Các kiểu tháp điều áp 21

Hình 2.1: Tính toán tháp điều áp theo quan điểm cắt một lát cắt 27

Hình 2.2: Mô hình tính toán 3D phần tử Solid của tháp điều áp 28

Hình 2.3: Mô hình tính toán 3D phần tử Shell khi tính toán tháp điều áp 28

Hình 2.4: Đồ thị dao động mực nước trong tháp theo thời gian 32

Hình 2.5: Ký hiệu và vị trí xác định cột nước Hmax, Hi, Hmin 36

Hình 2.6: Biểu đồ thể hiện đưa áp lực nước theo thời gianvào tháp theo cách thứ nhất 38

Hình 2.7: Biểu diễn phương pháp đưa áp lực nước lực biến thiên theo thời gian bằng cách thứ hai 39

Hình 2.8: Sơ đồ khối tính toán kết cấu bằng Sap2000 41

Hình 3.1a: Tháp điều áp 52

Hình 3.1b: Cắt dọc tháp điều áp 53

Hình 3.2: Mô hình của sở đồ tính xây dựng trong Sap2000 v14 54

Hình 3.3: Đồ thị dao động mực nước trong tháp theo thời gian 56

Hình 3.4:Phương chiều của hệ trục tọa độ địa phương của 57

Hình 3.5: Quy định, phương chiều nội lực của 58

Hình 3.6: Áp lực nước tác dụng lên tháp với mực nước Min=105.95(m) 59

Hình 3.7: Chuyển vị của tháp ứng với mực nước Min=105.95(m) 59

Hình 3.8: F11 của tháp ứng với mực nước Min=105.95(m) 60

Hình 3.9: F22 của tháp ứng với mực nước Min=105.95(m) 60

Hình 3.10: M11 của tháp ứng với mực nước Min=105.95(m) 60

Hình 3.11: M22 của tháp ứng với mực nước Min=105.95(m) 60

Hình 3.12: V13 của tháp ứng với mực nước Max=121.11(m) 61

Hình 3.14: Áp lực nước tác dụng lên tháp với mực nước Min=121.11(m) 61

Hình 3.15: Chuyển vị của tháp ứng với mực nước Max=121.11(m) 61

Trang 7

Hình 3.16: F11 của tháp ứng với mực nước Max=121.11(m) 62

Hình 3.17: F22 của tháp ứng với mực nước Max=121.11(m) 62

Hình 3.18: M11 của tháp ứng với mực nước Max=121.11(m) 62

Hình 3.19: M22 của tháp ứng với mực nước Max=121.11(m) 62

Hình 3.22: F11 tại phần tử shell 2691 của tháp ứng với mực nước trong tháp dao động trong tháp theo thời gian 64

Hình 3.28: M11 tại phần tử shell 2161 của tháp ứng với mực nước trong tháp dao động trong tháp theo thời gian 67

Hình 3.33: M12 tại phần tử shell 2192 của tháp ứng với mực nước trong tháp 70

Trang 8

DANH MỤC BẢNG

Bảng 1.1: Phân bố tiềm năng lý thuyết theo lưu vực 5

Bảng 1.2: Phân bố tiềm năng kinh tế - kỹ thuật theo lưu vực 6

Bảng 1.3: Các dự án nguồn điện vào vận hành giai đoạn 2011 - 2020 8

Bảng 2.1: Tốc độ gió lớn nhất không kể hướng- V (m/s) 47

Bảng 2.2: Các thông số chính của công trình 47

Bảng 2.3: Quy mô các hạng mục công trình chính 49

Bảng 3.1: Đặc trưng vật liệu của phần tử shell khi mô phỏng tháp 54

Bảng 3.2: Bảng tổng hợp kết quả khi tính toán áp lực nước tĩnh 59

trong tháp ứng với các mực nước lớn nhất và nhỏ nhất trong quá trình dao động 59

Bảng 3.3: Bảng tổng hợp kết quả khi tính toán áp lực nước trong tháp dao động 63

Bảng 3.4: Bảng tổng hợp chu kỳ, tần số của dao động riêng của tháp điều áp 64

Bảng 3.5: Bảng tổng hợp kết quả nội lực của tháp điều áp ứng với trường hợp tải tĩnh MN=121.11(m) và trường hợp mực nước trong tháp dao động 71

Bảng 3.6: Bảng tổng hợp hệ số nội lực giữa trường hợp tính toán động và 73

tính toán tĩnh 73

Trang 9

Đất nước ta đang trên đà 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 nănglượng

vô cùng quan trọng để thúc đẩy sự phát triển của nền kinh tế đất nước Sản lượng điện được lấy từ các công trình thuỷ điện đóng vai trò chủ yếu cho nguồn 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 miền của đất nước như: Thuỷ điện Hoà Bình, thuỷ điện Sơn La, thuỷ điện Tuyên Quang, thuỷ điện Lai Châu, thuỷ điện Dốc Cáy, thuỷ điện Yaly, thuỷ điện Trị An, thuỷ điện Thác Mơ, thuỷ điện Quảng Trị

Để có thể đáp ứng được nhu cầu dùng 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 nhỏ, vì tại đó thường có địa hình thuận lợi với nguồn nước dồi 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

Ngày nay, do nhu cầu dùng điện ngày càng tăng cao và những diễn biến bất thường của thời tiết làm cho nhiệt độ trái đất ngày càng tăng 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 dựng như: Thuỷ điện Lai Châu ,thủy điện Sơn La, Thủy điện Đồng Nai, Thủy điện Bản Chát, Thủy điện Nậm Chiến… Tuy nhiên, khi đầu tư xây dựng các công trình thuỷ điện có công suất

Trang 10

2

lớn thường phải sử dụng hồ rộng, dễ dẫn đến ngập lụt nhiều và phải di 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 phù hợp với yêu cầu phát triển bền vững, đồng thời phù hợp với hiện trạng nền kinh tế hiện nay của nước ta

Việc nghiên cứu, tìm ra giải pháp khoa học 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 năng 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 nhỏ 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 cấu tháp điều áp của nhà máy cho hợp lý là không thể thiếu được

Đề tài luận văn “Tính toán kết cấu tháp điều áp của Nhà máy thuỷ điện bằng phương pháp FEM và ứng dụng cho Nhà máy thuỷ điện Dốc Cáy - Tỉnh Thanh Hoá” đã được đặt ra nhằm mục đích nghiên cứu lựa chọn giải pháp công trình hợp lý cho trạm thuỷ điện, nâng cao hiệu quả góp phần đáp ứng nhu cầu dùng điện, nâng cao nguồn điện để phát triển kinh tế xã hội

2 Mục đích của đề tài:

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

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

Trang 11

3

Phạm vi nghiên cứu: Dạng tháp điều áp hình dạng viên trụ của nhà máy thủy điện

Từ các giải pháp kỹ thuật nhằm nâng cao hiệu quả công trình để lựa chọn cấu 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 cứu phổ biến 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 tính 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 tính toán kết cấu tháp điều áp của nhà máy thuỷ điện nói riêng để lựa chọn kết cấu thích hợp nhất, đảm bảo các yếu

tố kinh tế kỹ thuật cho công trình

Trang 12

4

CHƯƠNG I

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

4000 - 5000 mm, nơi mưa thấp nhất cũng đạt trên 1000 mm Mùa mưa trong năm thường từ 3 - 5 tháng, mùa mưa thường bắt đầu từ tháng 5, 6 và kết thúc vào tháng 10, 11 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 dài lớn hơn 10 km là 2400 Hầu hết sông ngòi nước ta đều đổ ra biển Đông Hàng năm, mạng lưới sông suối vận chuyển ra biển, lượng nước 870 km3/năm, tương ứng với lượng bình quân khoảng 37.500

m3/s

1.1.1 Tiềm năng lý thuyết thuỷ điện Việt Nam:

Theo kết quả nghiên cứu của Trung tâm nghiên cứu và thiết kế thuỷ điện thuộc Bộ Điện lực (cũ) trên 2.171 sông suối từ cấp 1 đến cấp 6 có chiều dài sông

từ 10 km trở lên trong phạm vi toàn quốc thì tiềm năng lý thuyết của thuỷ điện nước ta được đánh giá là 300.044 Gwh/năm, tương đương với công suất lý thuyết là 34.251MW

Tiềm năng lý thuyết như trên được phân bố trên 3 vùng của đất nước như sau:

- Miền Bắc: 181.000 Gwh/năm

- Miền Trung: 89.000 Gwh.năm

- Miền Nam: 30.000 Gwh/năm

Phân bố chi tiết hơn của tiềm năng lý thuyết theo các khu vực khác nhau trên lãnh thổ Việt Nam

Trang 13

5

Bảng 1.1: Phân bố tiềm năng lý thuyết theo lưu vực

Theo: Trung tâm thông tin và dịch vụ KHKT, Bộ Năng lượng, 1990

Xét theo mức độ tập trung năng lượng thuỷ điện, nước ta có 8 hệ thống

sông quan trọng nhất trong đó đã tập trung tới trên 85% nguồn trữ lượng thuỷ năng lý thuyết của đất nước

1.1.2 Tiềm năng kinh tế - kỹ thuật thủy 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 (chiếm 30 đến 33% của tiềm năng lý thuyết

Trang 14

6

Bảng 1.2: Phân bố tiềm năng kinh tế - kỹ thuật theo lưu vực

(MW)

Điện năng (TWh)

Tỷ lệ (%)

1.2.1 Tình hình xây dựng thủy điện ở Việt Nam

Nước ta có tiềm năng thủy điện khá lớn, tập trung ở vùng Tây Bắc, miền Trung và Tây Nguyên Việc khai thác nguồn tài 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 dịch cơ cấu kinh tế theo hướng tăng tỷ trọng công nghiệp của tỉnh trong khu vực này Trong các cơ chế chính sách, các quyết định của Chính phủ về chiến lược và quy hoạch phát triển năng

Trang 15

7

lượng và nghành điện, việc phát triển thủy điện (một trong những nguồn năng lượng sạch có khả năng tái tạo, giá thành rẻ) được xem xét ưu tiên phát triển, đặc biệt là các dự án có hiệu ích tổng hợp (chống lũ, cấp nước và phát điện) Các dự

án thủy điện lớn như Hòa Bình, Sơn La, Lai Châu, Trị An, Ialy, Vĩnh Sơn, sông Hinh, Tuyên Quang, Đại Ninh… đã và đang được Nhà nước quan tâm đầu tư xây dựng 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 đồng bằng sông Hồng và thủ đô Hà Nội với hiệu quả cao, một số dự án thủy điện như Đại Ninh, Đa Nhim có nhiệm vụ rất 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 miền Trung

và Tây Nguyên, trong khi lượng nước phân bố không đều theo các mùa (chủ yếu tập trung vào mùa lũ với khoảng 70 – 80% tổng lượng nước cả năm) Vì vậy, việc đầu tư xây dựng các hồ 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

1.2.2 Định hướng phát triển thủy điện ở Việt Nam

Theo quy hoạch phát triển thủy điện của cả nước công suất lắp đặt các nhà máy thủy điện đến năm 2015 vào khoảng hơn 80.000MW với sản lượng điện trung bình hàng năm trên 80 tỷ kWh Trong đó, riêng 9 hệ thống sông Lô - Gâm, sông Đà, sông Mã – Chu, sông Cả, sông Vu Gia, sông Ba, sông Sê San, sông Srepok và sông Đồng Nai đã được quy hoạch phát triển các nhà máy thủy điện

có tổng công suất khả dụng 15.383 MW với sản lượng điện trung bình hàng năm 63,87 tỷ kWh (chưa kể các nhà máy thủy điện nhỏ tái tạo) Các nhà máy thủy điện của 4 hệ thống sông Đà, sông Đồng Nai, sông Sê San và sông Vu Gia đã có tổng công suất lắp đặt 4.153KW, cung cấp cho đất nước trung bình mỗi năm trên 18,06 tỷ kWh, đứng thứ 2 sau sản lượng do các nhà máy điện chạy khí thiên nhiên sản xuất Trong số đó đáng kể nhất là các nhà máy thủy điện Thác Bà, Hòa

Trang 16

8

Bình, Trị An, Yaly, Hàm Thuận – Đa My đã từng giữ vai trò hết sứt quan trọng cho việc cung ứng điện cho đất nước những năm đầu đổi mối đầy khó khăn và thiếu điện nghiêm trọng

Năm 2011, cả nước tiếp tục đưa vào hoạt động 7 nhà máy thủy điện, 2 tổ máy số 2 và 3 của nhà máy thủy điện Sơn La và 16 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 13 nhà máy thủy điện cùng với 42 nhà máy thủy điện nhỏ năng lượng tái tạo có tổng công suất lắp đặt 3.615MW

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 hành trong hệ thống điện

Ngày 21/7/2011, Thủ tướng Chính phủ đã ra Quyết định số 1208/QĐ-TTg

về việc phê duyệt Quy hoạch phát triển nguồn điện lực quốc gia giai đoạn 2011-

Trang 17

9

11 NĐ An Khánh I #1 50 Công ty cổ phần nhiệt điện An Khánh

Trang 18

3 TĐ Thượng KonTum #1,2 220 Công ty CTĐ Vĩnh Sơn – S.Hinh

Trang 19

11

Điện gió, Năng lượng tái tạo 120

Điện gió, Năng lương tái tạo 150

Trang 20

12

9 TĐ Hạ Sê San 2 (Campuchia

Trang 21

13

11 NĐ Vĩnh Tân III#1 660 Công ty cổ phần năng lượng Vĩnh Tân

3/BOT

Trang 22

14

13 NĐ Vĩnh Tân III # 2 660 Công ty cổ phần năng lượng Vĩnh Tân

3/BOT

15 Nhập khẩu Trung Quốc 1000 Phụ thuộc đàm phán nhập khẩu

2 TĐ tích năng Đông Phù Yên

NĐ Hiệp Phước ngừng chạy -375

Trang 23

15

3 TĐ Nậm Mô I (Nam kan_

5 TBKHH M.Trung #1(Quảng

8 NĐ Vĩnh Tân III#3 660 Công ty cổ phần Năng lượng Vĩnh Tân

Trang 24

có tâc dụng tập trung vă điều tiết lưu lượng, lăm tăng khả năng phât điện trong

mùa kiệt, nđng cao hiệu quả lợi dụng tổng hợp nguồn nước như cắt lũ chống lụt, cung cấp nước, nuôi câ, vận tải thuỷ…

H

Đường nước dâng

Lòng s ông thiên nhi

ên

Đậ p Hồ

tĩnh

Hình 1.1: Phương thức khai thâc kiểu đập

Phương thức tập trung cột nước như sơ đồ hình 1.1 được gọi lă phương thức khai thâc kiểu đập Phương thức năy có ưu điểm lă vừa tập trung được cột nước vừa tập trung vă điều tiết lưu lượng phục vụ cho việc lợi dụng tổng hợp nguồn nước Song nó có nhược điểm lă đập căng cao, khối lượng xđy lắp căng nhiều, kinh phí lớn, ngập lụt vă thiệt hại nhiều Khi thiết kế xđy dựng phải thông

qua tính toân kinh tế kỹ thuật, so sânh lựa chọn phương ân có lợi

Sơ đồ khai thâc kiểu đập thường thích ứng với câc vùng trung du của câc sông nói có độ dốc lũng sụng tương đối nhỏ, địa hỡnh địa thế thuận lợi cho việc tạo nín hồ chứa có dung tích lớn lă tổn thất ngập lụt tương đối nhỏ Ngược lại ở vùng thượng lưu, do lũng sụng hẹp, độ dốc lũng sụng lớn nờn dự cú lăm đập cao cũng khó tạo thănh hồ chứa có dung tích lớn Ở hạ lưu, độ dốc lũng sụng nhỏ,

xđy đập cao dẫn đến ngập lụt lớn thiệt hại nhiều Cho nín ở vùng năy ít có điều kiện khai thâc kiểu đập

Trang 25

17

Với sơ đồ khai thác kiểu đập, trạm 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 loại trạm thuỷ điện sau đập Trạm thuỷ điện ngang đập chỉ thích ứng trong trường hợp cột nước thấp, nhà máy đủ sức chịu lực như một đoạn đập và kết cấu kinh tế

Hình 1.2: Trạm thuỷ điện bố trí

ở ngang đập

1-lòng sông thiên nhiên,

2- đường nước dâng, 3- đập,

4- nhà máy thủy điện;

5- hồ chứa nước

1.3.2 Tập trung cột nước bằng đường dẫn

Cột nước chủ yếu do đường dẫn tạo nên Dựa theo sườn núi đào kênh dẫn (hoặc có khi đặt máng dẫn, ống dẫn, đường hầm dẫn nước ) có độ dốc nhỏ hơn

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

Trạm thuỷ điện đường dẫn bao gồm ba loại công trình: Công trình đầu mối hoặc công trình lấy nước, công trình dẫn nước và nhà máy Công trình lấy nước có đập ngăn sông (có thể là đập không tràn, đập tràn hoặc cả hai loại nối tiếp), cống lấy nước, cống xói cát Cống lấy nước từ sông vào và khống chế lưu

Trang 26

18

lượng qua công trình dẫn nước, đảm bảo cho trạm làm việc bình thường Công trình dẫn nước thường dùng hình thức kênh dẫn nước đến khu nhà máy, ít khi dùng đường hầm đối với trạm nhỏ

Cuối kênh dẫn có bể áp lực, ống dẫn nước áp lực nối với bể 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 núi

- Dòng sông uốn khúc, độ dốc lớn Dùng đường dẫn đi thẳng để tạo thành cột nước

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

Hình 1.4: Sơ đồ đặt tháp điều áp 1- Tháp điều áp phía thượng lưu; 2- Tháp điều áp phía hạ lưu; 3- Nhà máy thuỷ điện; 4- Đường hầm dẫn nước; 5- Đường ống áp lực dẫn nước vào turbin

1.3.3 T rạm thuỷ điện kiểu kết hợp đập - đường dẫn

Các công trình và hình thức bố trí về cơ bản cũng giống như trạm thuỷ điện đường dẫn, chỉ khác là đập ngăn sông tương đối cao, cột nước hình thành một phần do đập và một phần lớn do đường dẫn Kiểu này chủ yếu xây dung ở vùng trung du, ở những sông suối có độ dốc trung bình Nói chung kiểu đường

Trang 27

19

dẫn và kiểu kết hợp đập - đường dẫn nên tìm những vị trí có tháp để xây dung, tuyến đập đặt ở phía thượng lưu thác nước đập sẽ thấp mà tạo được cột nước cao, có lợi về kinh tế

1.4.1 Tháp điều áp

Tháp điều áp là một giải pháp công trình nhằm giảm áp lực nước va khi đóng mở tuốc bin Giúp tổ máy làm việc ổn định

* Nguyên lý làm việc của tháp điều áp

+ Trường hợp giảm tải:

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

Khi giảm tải đột ngột turbin từ Q0xuống Q1 Do quán tính của dòng chảy, lưu lượng vào đường hầm dẫn nước vẫn là Q0, như vậy sẽ có một trị số lưu lượng ∆Q = Q0 - Q1 chảy vào tháp, làm cho mực nước trong tháp dâng lên dần,

từ đó độ chênh lệch mực nước giữa thượng lưu (trong hồ chứa) và trong tháp giảm dần, dẫn đến vận tốc dòng chảy giảm dần, do đó lưu lượng trong đường hầm giảm dần Nhưng cũng do quán tính của dòng chảy, mực nước trong tháp không dừng ở mực nước tương ứng với lưu lượng Q1 trong đường hầm mà vẫn tiếp tục dâng lên thậm chí cao hơn cả mực nước thượng lưu Sau đó, để cân bằng thuỷ lực nước phải chảy ngược trở lại về thượng lưu, mực nước trong tháp hạ

Trang 28

20

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, mực nước trong tháp dao động theo chu kỳ và tắt dần do ma sát Cuối cùng mực nước trong tháp dừng ở mực nước

ổn định mới ứng với lưu lượng Q1 (hình 1.5)

Trường hợp 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 tháp điều áp (Zmax)

+ Trường hợp tăng tải:

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

số (Zmin).và cũng dao động theo chu kỳ 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 xảy ra trong vận hành (thường là mở

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

* Điều kiện xây dựng và vị trí đặt tháp:

Khi chi phí xây dựng tháp rẻ hơn chi phí tăng thêm khi không có tháp, do đường hầm dẫn nước không phải chịu áp lực nước va, 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 căn

cứ vào hằng số quán tính của đường ống :

s F

l gH

Q T

i

i o

Trong đó:

Qmax: Lưu lượng lớn nhất chảy trong ống;

Ho: Cột nước tính toán;

li, Fi : là chiều dài và diện tích mặt cắt thứ i

Trang 29

21

1.4.2 Các hình thức kết cấu tháp điều áp thường dùng

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 này có kết cấu đơn giản, dễ thi công, tính toán thiết kế cũng đơn giản Nhưng có nhựơc điểm cơ bản nhất là ở chế độ ổn định khi dòng chảy qua tháp, tổn thất thuỷ lực cục bộ ở chỗ nối 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

Hình 1.6: Các ki ểu tháp điều áp a- kiểu viên trụ; b- kiểu viên trụ có màng cản; c- kiểu hai ngăn; d- kiểu có máng tràn; e- kiểu có lõi trong

b Tháp điều áp kiểu viên trụ có màng cản (hình 1.6b)

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

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

Trang 30

22

chảy qua nó và do đó giảm được biên độ dao động dẫn đến giảm được dung tích tháp và làm cho dao động mực nước trong tháp tắt nhanh Ngoài ra so với tháp điều áp viên trụ nó còn giảm được tổn 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

c Tháp điều áp kiểu hai ngăn (có ngăn trên và ngăn dưới) - (hình 1.6c)

Tháp điều áp kiểu này gồm hai ngăn và một giếng đứng, ngăn trên và ngăn dưới có tiết diện lớn hơn nhiều so với giếng đứng Nguyên lý làm việc như sau:

Khi thay đổi phụ tải, mực nước trong tháp dao động, nhưng vì 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 diện 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 này đã giảm được thời gian dao động mà lại hạn chế được biên độ dao động mực nước trong tháp

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

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

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

d Tháp điều áp kiểu có máng tràn (hình 1.6d)

Nguyễn lý làm việc tương tự như tháp điều áp kiểu hai ngăn, nhưng ngăn trên có đường tràn nước Kiểu này 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 tràn

Trang 31

23

e Tháp điều áp kiểu có lõi trong (tháp điều áp kiểu vi sai) - (hình 1.6e)

Kiểu này gồm có giếng đứng ở trong và ngăn ngoài, ở đáy giếng đứng có các lỗ thông với ngăn ngoài, nhưng các lỗ này nhỏ, khi mực nước dao động, nước không thoát từ giếng đứng ra ngoài kịp (vì các lỗ thông nhỏ) nên thay đổi mực nước nhanh, tạo ra hiệu quả giống như kiểu tháp điều áp hai ngăn, sau đó nước mới chảy dần qua lỗ 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, do 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 cả các trường hợp khi tháp để hở trên mặt đất

f Tháp điều áp kiểu nén khí hoặc kiểu nửa nén khí

Trong tháp điều áp kiểu nén khí, không khí trong tháp trên mặt thoáng được ngăn cách với không khí bên ngoài Trong quá trình dao động mực nước trong tháp, áp suất không khi sẽ thay đổi theo hướng ngược trở lại, do đó khi dao động mực nước sẽ bị áp lực không khí làm cho biên độ giảm Tuy nhiên dạng tháp này hiện nay còn ít được sử dụng

- Trong chương 1 tác giả đã khái quát được tiềm năng thủy điện ở Việt Nam, tình hình xây dựng thủy điện và định hướng phát triển, từ đó cho thấy việc thiết kế và thi công ngày càng được hoàn thiện hơn, số lượng tháp điều áp ngày càng nhiều, hình thức ngày càng đa dạng

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

Trang 32

24

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 hiệu quả kinh tế cao

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

Trang 33

2.1.1 Các phương pháp tính toán tháp điều áp

Trong tính toán thiết kế và nghiên cứu tháp điều áp thường sử dụng 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 đàn hồi

- Phương pháp mô hình số: phần tử hữu hạn (FEM), phần tử biên, phần tử khối,

Phương pháp giải tích (2 phương pháp đầu): phương pháp giải đúng, nghiệm của bài toán là nghiệm toán học của phương trình cơ học Khi gặp vấn

đề về các điều kiện biên của bài toán tuân theo biên lý thuyết => Kết quả tính toán xa rời thực tế vì chưa mô phỏng hết được các điều kiện làm việc thực tế của công trình và môi trường

Phương 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 trình cân bằng Mô phỏng sự cân bằng của toàn khối bằng sự cân bằng của các miền nhỏ cấu thành nên khối => mô tả biên sát với thực tế hơn, điều kiện làm việc của công trình được phản ánh đúng đắn hơn so với phương pháp giải tích => Nhóm phương pháp này cho kết quả sát với thực tế và được sử dụng nhiều trong các nghiên cứu đánh giá về ổn định tổng thể cũng như ổn định cục bộ của công trình khi có xét đến điều kiện làm việc của nền

Trang 34

26

Trong tính toán kết cấu nói chung và kết cấu tháp điều áp nói riêng, dù tính toán tĩnh hay động bằng phương pháp phần tử hữu hạn – FEM thì cũng đều dựa vào phương trình cân bằng động lực học của hệ kết cấu:

và vector tải trọng ngoài thay đổi theo thời gian

Nếu tính toán kết cấu tĩnh phương trình cân bằng động lực học của hệ kết cấu trở thành:

( )

1

J j j

=

=∑ (2.2)

Trong đó: Các thành phần vẫn như của phương trình (2.1)

Ở đây ta thấy rõ sự khác biệt giữa phương trình động lực học của hệ kết cấu có ngoại lực tác dụng thay đổi theo thời gian (bài toán động), và phương trình động lực học của hệ kết cấu (bài toán tĩnh) chính là trong thành phần thời gian – g(t), U t U t( ) ( ),  lần lượt là thành phần ngoại lực theo thời gian, gia tốc, vận tốc của hệ kết cấu thay đổi theo thời gian đều bị khử

Để tính toán kết cấu tháp điều áp có thể tính toán hiện nay ngoài các thành phần tĩnh lực thông thương như: áp lực chủ, bị động của đất đá xung quanh tháp,

áp lực nước ngầm, trọng lượng bản thân kết cấu Còn có một thành phần chủ yếu đó là áp lực nước dao động trong tháp Từ đây sinh ra 2 phương pháp tính toán là:

Trang 35

27

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 động: Tính toán với quá trình dao động thực của mực nước trong tháp

Ngoài ra khi tính toán kết cấu 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 cấu rằng: Kết cấu đối xứng, chịu tải trọng đối xứng, do đó ta hoàn toàn có thể tính toán gần đúng bằng cách tách một lát tháp điều áp để tính toán đại diện

Hình 2.1: Tính toán tháp điều áp theo quan điểm 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

Trang 36

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 sự làm việc an toàn cũng như kinh tế cho công trình

2.1.2 Lựa chọn phương pháp tính toán

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 bền vật liệu:

Ưu điểm: Phương pháp sức bền vật liệu được coi là phương pháp tính toán cơ bản, giúp tính toán dễ dàng, có thể tính toán bằng tay với một số kết cấu đơn giản Thường được sử dụng để tính toán trong giai đoạn thiết kế sơ bộ đối với công trình cấp III, IV (Theo 14TCN 56-88)

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

Trang 37

29

bền vật liệu không thể giải quyết được bài toán phức tạp như có biến dạng nền, ứng suất tập trung, 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 - FEM:

Ưu điểm: Phương pháp FEM là một phương pháp đặc biệt có hiệu quả để tìm dạng gần đúng của một hàm chưa biết trong miền xác định của nó Phương pháp này đã giải quyết được bài toán có xét đến ảnh hưởng của biến dạng, tính dị hướng, xét đén lớp xen kẹp, đứt gãy và giải được các bài toán có điều kiện biện phức tạp Phản ánh đúng thực tế sự làm việc của vật liệu là không đồng nhất, không đẳng hướng Phân tích trạng thái đáp ứng của kết cấu ở những vị trí như

lỗ khoét, ứng suất tập trung, ứng suất nhiệt mà phương pháp sức bền, hay lý thuyết đàn hồi không giải quyết được Cơ sở của phương pháp này là thay kết cấu, môi trường liên tục bằng một mô hình gồm một số hữu hạn phần tử riêng lẻ liên kết với nhâu chỉ ở một số hữu hạn điểm nút, tại các điểm nút tồn tại các lực hoặc các đại lượng đặc trưng khác tùy 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

Cùng với sự phát triển của khoa học công nghệ, việc giải quyết các bài toán có khối lượng lớn, phức tạp được giải quyết và cho kết quả có độ chính xác cao

Nhược điểm: Khối lượng tính toán lớn, phức tạp không thể thực hiện được bằng thủ công, mặt khác phải phân tích kết cấu thực tế để đưa về kết cấu tính toán sao cho hợp lí và cho kết quả đúng, sát với thực tế

Kết luận:

Do sai số rất lớn nên lời giải Sức bền vật liệu hầu như không được sử dụng để phân tích các loại kết cấu phức tạp Thường dùng để tính toán trong thiết kế sơ bộ

Trang 38

30

Phương pháp phần tử hữu hạn giải được các bài toán có biên phức tạp, phản ánh đúng với thực tế sự làm việc của nền, vật liệu và cho kết quả có độ chính xác cao Với phương pháp này ta có thể nghiên cứu được bài toán nền dị hướng và trong trường hợp đang thi công, bài toán nhiệt, bài toán có xét đến ảnh hưởng của động đất,…

Mặc dù khối lượng tính toán lớn, nhưng với sự phát triển của máy tính điện tử đã giúp ta giải quyết bài toán một cách dễ dàng, thuận tiện hơn Hơn nữa, phương pháp này ngày càng được sử dụng rộng rãi vì những ưu việt của nó, với miền tính toán bao gồm các loại vật liệu khác nhau và có hình dáng kích thước bất kỳ, biên của bài toán có thể phức tạp

Do vậy, trong luận văn này tác giả sử dụng phương pháp phần tử hữu hạn – FEM để tính toán tháp điều áp Cụ thể là sử dụng phần mềm Sap2000v14 để tính toán kết cấu tháp điều áp

Trang 39

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

2.2.1 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 mô phỏng sao cho mô hình trong khi tính toán gần giống nhất với công trình làm việc thực tế Việc đó đòi hỏi người tính toán cần có kiến thức tổng hợp về công trình, tư duy và quan niệm tính toán đúng

2.2.2 Đưa các thành phần ngoại lực tác dụng vào tháp

Khi đóng hay mở turbin, lưu lượng và lưu tốc trong ống dẫn nước vào turbin sẽ thay đổi Đối với công trình thủy điện thì do yêu cầu kỹ thuật của dòng điện, mà sự đóng mở turbin cần phải nhanh, thường thời gian đóng mở hoàn toàn chỉ từ 3s đến 6s Trường hợp đặc biệt cũng không quá 10s

Sự thay đổi lưu tốc 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 ống dẫn

Trang 40

32

Sự gia tăng áp lực khi đóng turbin, gọi là nước va dương Trường hợp giảm tải, trong thiết kế thường tính với mức nước thượng lưu cao nhất và cắt tải (cắt toàn bộ công suất lớn nhất của nhà máy) 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 thượng lưu (mực nước chết) và mức tăng tải lớn nhất có thể (thường là mở tổ máy cuối cùng trong khi các tổ máy khác đang làm việc) để xác định mực nước thấp nhất của tháp (Zmin)

Trong quá trình thiết kế, tính toán tháp xác định được được đường dao động mực nước trong tháp, thông thường đường dao động mực nước trong tháp

có dạng hình sin nhưng có xu hướng tắt dần

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

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

Định dạng
Số trang	88
Dung lượng	1,43 MB