Giáo trình Thủy năng-Thủy điện - Chương 3: Các phương pháp khai thác năng lượng nước - Nguyễn Thống

ớc và quy hoạch khai thác Chương 3 : Các phương pháp khai thác năng lượng nước. Chương 4 : Điều tiết hồ chứa thuỷ điện. Chương 5 : Đập dâng & công trình tháo lũ. Chương 6 : Công trình lấy nước và dẫn nước. Chương 7 : Tháp (giếng) điều áp. Chương 8 : Đường ống áp lực & hiện tượng nước va. Chương 9 : Nhà máy Thuỷ điện. PGS. TS. Nguyễn Thống THỦY NĂNG & THỦY ĐIỆN Chương 3: Sơ đồ khai thác năng lượng 3 SƠ ĐỒ KHAI THÁC CỘT NƯỚC 1. Giới thiệu. 2. Cột nước cao. 3. Cột nước trung bình. 4. Cột nước thấp. PGS. TS. Nguyễn Thống THỦY NĂNG & THỦY ĐIỆN Chương 3: Sơ đồ khai thác năng lượng 4 1. Giới thiệu: Các công trình khai thác năng lượng nước phụ thuộc nhiều vào cột nước khai thác:  Cột nước cao: Hn > 200m.  Cột nước TB: 40m < Hn < 200m.  Cột nước thấp: Hn < 40m. Cột nước được tạo ra bởi:  Đập.  Đường dẫn.  Tổng hợp 2 loại trên. PGS. TS. Nguyễn Thống THỦY NĂNG & THỦY ĐIỆN Chương 3: Sơ đồ khai thác năng lượng 5 D=3,5m, L=9065m i=0,0061 Giếng điều áp Đường hầm Hồ chứa H PGS. TS. Nguyễn Thống THỦY NĂNG & THỦY ĐIỆN Chương 3: Sơ đồ khai thác năng lượng 6 Ht-max Đập NM Kênh sau NM Hồ Sông cũ MNDBT CỘT NƯỚC TẠO BỞI ĐẬP MNC Bùn cát 2 PGS. TS. Nguyễn Thống THỦY NĂNG & THỦY ĐIỆN Chương 3: Sơ đồ khai thác năng lượng 7 Ht-max Đập NM Kênh sau NM Sông cũ Kênh Bể áp lực Đường ống AL. Bùn cát Hồ CỘT NƯỚC TẠO BỞI ĐƯỜNG DẪN PGS. TS. Nguyễn Thống THỦY NĂNG & THỦY ĐIỆN Chương 3: Sơ đồ khai thác năng lượng 8 Ht-max Đập NM Kênh sau NM Đường ống Hồ Sông cũ Bùn cát Hbarrage Htopo CỘT NƯỚC TẠO BỞI (ĐẬP+ĐƯỜNG DẪN) PGS. TS. Nguyễn Thống THỦY NĂNG & THỦY ĐIỆN Chương 3: Sơ đồ khai thác năng lượng 9 Cửa lấy nước Ht-max Đập NM Kênh sau NM Đường ống Đường hầm Sông cũ Tháp điều áp NM CỘT NƯỚC TẠO BỞI ĐẬP+ĐƯỜNG DẪN PGS. TS. Nguyễn Thống THỦY NĂNG & THỦY ĐIỆN Chương 3: Sơ đồ khai thác năng lượng 10 SƠ ĐỒ KHAI THÁC CỘT NƯỚC CAO (Hn>200m) Khai thác hiệu quả khi: - Sông vùng thượng nguồn. - Lòng sông dốc (550m/km). Thông thường ta hay gặp: Diện tích lưu vực trung bình hoặc bé (khoảng < 100-200 km2)  lưu lượng trung bình (115m3/s). VN  Đa Nhim (Hn700m, Bản Vẽ Hn>900m, Đại Ninh Hn >300m??, A Lươí Hn>400m, ). PGS. TS. Nguyễn Thống THỦY NĂNG & THỦY ĐIỆN Chương 3: Sơ đồ khai thác năng lượng 11 HẠNG MỤC CÔNG TRÌNH Đường dẫn dài (nhiều km) Đường dẫn thường chảy có áp (đường hầm) Chiều dài đường ống áp lực thường tương đương với cột nước. PGS. TS. Nguyễn Thống THỦY NĂNG & THỦY ĐIỆN Chương 3: Sơ đồ khai thác năng lượng 12 Đường hầm (có áp) NM Cửa lấy nước Tháp điều áp Đường ống áp lực hở 2.5m1.5m Đập đất Kênh dẫn MẶT BẰNG Sông Đa Nhim A F F Z=850m TRẮC DỌC B Đường hầm dài 4.5km, đường kính 3.5m Z=810m Z=40m NM THUỶ ĐIỆN ĐA NHIM (N=4X40=160Mw) ĐƠN DƯƠNG Chân đèo Song Pha 3 PGS. TS. Nguyễn Thống THỦY NĂNG & THỦY ĐIỆN Chương 3: Sơ đồ khai thác năng lượng 13 CÁC SƠ ĐỒ KHAI THÁC KHÁC  Dạng Y. Khai thác với CT lấy nước phụ Khai thác bởi nhiều hợp lưu (ví dụ Đại Ninh). PGS. TS. Nguyễn Thống THỦY NĂNG & THỦY ĐIỆN Chương 3: Sơ đồ khai thác năng lượng 14 SƠ ĐỒ KHAI THÁC CỘT NƯỚC TB (40m<Hn<200m) - Diện tích lưu vực: 100 à 10000km2.  Lưu lượng TB: 50  500m3/s. - Độ dốc: 1  5m/km. Hai sơ đồ cơ bản:  NM ở sau xa đập dâng  NM ở chân đập (phía hạ lưu) dâng Ở Viet Nam: Song Bung 4, Song Bung 2, Hòa Bình, Trị An, PGS. TS. Nguyễn Thống THỦY NĂNG & THỦY ĐIỆN Chương 3: Sơ đồ khai thác năng lượng 15 NHÀ MÁY Ở CHÂN ĐẬP PGS. TS. Nguyễn Thống THỦY NĂNG & THỦY ĐIỆN Chương 3: Sơ đồ khai thác năng lượng 16 NM ở chân đập PGS. TS. Nguyễn Thống THỦY NĂNG & THỦY ĐIỆN Chương 3: Sơ đồ khai thác năng lượng 17 SƠ ĐỒ KHAI THÁC CỘT NƯỚC THẤP (Hn < 40m) Thông thường gặp ở vùng hạ lưu sông. - Lưu vực thường lớn: 5000  800000km2.  - Lưu lượng TB: 500  1800m3/s. - Độ dốc sông TB: 0.5  1m/km. PGS. TS. Nguyễn Thống THỦY NĂNG & THỦY ĐIỆN Chương 3: Sơ đồ khai thác năng lượng 18 MỘT SỐ TÍNH CHẤT a. Đập có thể tháo dở vào mùa lũ để khỏi gây ngập TL. b. Công trình dẫn thường là kênh nếu dao động mực nước hồ là bé (cột nước sinh ra do đập là nhỏ). c. Công trình xây dựng trên sông có giao thông thuỷ  xây dựng âu tàu nếu cần. 4 PGS. TS. Nguyễn Thống THỦY NĂNG & THỦY ĐIỆN Chương 3: Sơ đồ khai thác năng lượng 19 HAI SƠ ĐỒ CƠ BẢN  Kênh dẫn (tuỳ theo địa hình)  Thân đập (NM & đập là một khối). Trong trường hợp có giao thông thuỷ  xem xét công trình âu tàu. PGS. TS. Nguyễn Thống THỦY NĂNG & THỦY ĐIỆN Chương 3: Sơ đồ khai thác năng lượng 20 NM thủy điện Âu tàu TLưu HLưu Tràn Lưu ý: Nguy cơ tiềm ẩn khi CT. Tràn & Âu tàu bố trí cạnh nhau ! PGS. TS. Nguyễn Thống THỦY NĂNG & THỦY ĐIỆN Chương 3: Sơ đồ khai thác năng lượng 21 NM thủy điện Âu tàu TLưu HLưu Đập PGS. TS. Nguyễn Thống THỦY NĂNG & THỦY ĐIỆN Chương 3: Sơ đồ khai thác năng lượng 22 NM thủy điện Âu tàu TLưu HLưu Tràn Đê quay TL Đê quay HL PGS. TS. Nguyễn Thống THỦY NĂNG & THỦY ĐIỆN Chương 3: Sơ đồ khai thác năng lượng 23 ĐIỆN THUỶ TRIỀU Biên độ triều  cột nước khai thác. VANNE TURBINE Biển Vịnh (hồ chứa) NGUYÊN LÝ KHAI THÁC ĐIỆN THUỶ TRIỀU PGS. TS. Nguyễn Thống THỦY NĂNG & THỦY ĐIỆN Chương 3: Sơ đồ khai thác năng lượng 24 Tua bin dạng Capsul Cánh tau bin ĐC. Phát điện 5 PGS. TS. Nguyễn Thống THỦY NĂNG & THỦY ĐIỆN Chương 3: Sơ đồ khai thác năng lượng 25 HẾT