Cửa Lấy Nước Của Ttđ Nhà Máy Sau Và Trong Thân Đập

quả tháo cát của loại này yếu, để tránh bùn cát tràn vào cửa lấy nước khi tháo cát thì phải nâng cao ngưỡng lấy nước so với đáy sông.

Hình 10-10. Một số sơ đồ cửa lấy nước.

a) Cửa lấy nước bờ không có hành lang tháo cát ở ngưỡng (ngưỡng đặc): 1- cửa lấy nước; 2- ngưỡng lấy nước; 3- lỗ tháo cát; 4- đập tràn; 5- kênh dẫn; 6, 7- hệ thống hướng dòng.

b) Cửa lấy nước chính diện: 1- ngưỡng lấy nước; 2- lỗ tháo cát đáy; 3- đập tràn; 4- tường hướng vòng; 5- kênh dẫn; 6- thiết bị hướng dòng.

Để chống bùn cát đáy vào cửa lấy nước, một biện pháp hữu hiệu là đặt các hệ thống hướng dòng và hướng dòng đáy (hình 10-10); hướng dòng nước trong về cửa lấy nước và hướng bùn cát đáy về cửa xả cát.. Kích thước các tấm hướng có thể lấy như sau:  = 10 -130, a = (0,7 - 1,1) h, lL = (0,9 - 3) h, hL = (0,14 - 0,67) h,  = 16 - 200.

Chiều cao và chiều rộng của hành lang xói rữa bùn cát và hành lang thu cát được xác định qua tính toán và không lấy nhỏ hơn 0,5 - 0,7 m. Khi trong bùn cát có chứa cuội sỏi lớn thì tốc đọ dòng chảy trong hành lang xói rữa lấy không nhỏ hơn 4 - 6 m/s. Đáy và tường bên để tránh khỏi bị bùn cát cào xước cần được lót bằng đá gơranit, bằng các tấm gang hoặc bằng thép tấm, thậm chí ở những chỗ có dạng vòng còn dùng vật lót hai lớp để bảo vệ.

2. Cửa lấy nước đặt chính diện

Cửa lấy nước chính diện là loại cửa lấy nước đặt thẳng góc với hướng dòng chảy của sông. Trong loại này phổ biến nhất là cửa lấy nước hai tầng có tường hướng vòng (hình 10-10,b ở trên) tầng trên lấy nước mặt đưa vào kênh dẫn còn tầng dưới tháo bùn cát đáy về hạ lưu. Ngưỡng cửa lấy nước 1 dặt vuông góc với hướng dòng chảy sông. Để tránh gây sự co hẹp dòng chảy và sinh vùng phểu nước ở đoạn tiếp giáp giữa ngưỡng và kênh dẫn người ta kéo dài các tường phân cách 4 thành tường hướng vòng. So với của lấy nước bờ đã trình bày ở trên thì do tầng tháo bùn cát bên dưới thẳng, do vậy bùn cát khi tháo không bị khuấy đục tầng nước trong bên trên. Nhược điểm của cửa lấy nước chính diện hai tầng là làm co hẹp tuyến đập tràn, đối với lòng sông hẹp thì nhược điểm này gây khó khăn cho việc tháo vật nổi như rác rưởi và cây trôi ...; nhược điểm nữa là kết câu cửa lấy nước loại này phức tạp hơn.

Có thể bạn quan tâm!

Xem toàn bộ 317 trang tài liệu này.

3. Cửa lấy nước lưới đáy

Hình 10-11. Cửa lấy nước lưới đáy.

Cửa lấy nước lưới đáy được dùng ở các đoạn sông miền núi có lưu lượng thay đổi nhiều và mang nhiều bùn cát. Cửa lấy nước này là một đập thấp, bên trong thân đập bố trí hành lang nhận nước, có lưới dậy bên trên 5 (hình 10-11). Nước qua lưới chảy vào hành lang nhận nước, rồi dồn về ngăn 10 có tràn bên 12 để tháo nước thừa về lại sông, sau đó qua van điều tiết lưu lượng 13 chảy vao kênh dân 15. Cao trình ngưỡng của đập lấy nước 5 lấy cao hơn đáy sông 1- 2 m, hoặc 3 - 5 m (nếu có bể lắng cát trong thành phần đầu mối và bể lắng đặt ở sau van điều tiết 13). Lưới chắn rác đậy trên hành lang nhận nước làm bằng các thanh thép ở dạng phân đoạn tháo lắp được với chiều rộng 1 - 2 m, còn chiều dài được xác định từ lưu lượng cần lấy. Để giảm lượng rác đọng trên lưới nhận nước cần chọn hình dạng và khoảng cách thanh lưới thích hợp. Trong nhiều trường hợp, trên lưới mịn còn đặt thêm tầng lưới thô để chịu va đập của từ các hòn đá lớn. Khoảng các giữa các thanh lưới thô lấy 5 - 10 cm. Độ nghiêng của lưới theo chiều giảm xuống hạ lưu là 0,1 - 0,2 để bùn cát đáy dễ dịch chuyển trên lưới. Đáy hành lang nhận nước cần có độ dốc đủ để vận chuyển bùn cát qua lưới. Việc tháo bùn cát trước khi đưa nước vào kênh được tiến hành qua hành lang tháo cát 14.

X. 4. CÔNG TRÌNH LẤY NƯỚC DƯỚI SÂU ( LẤY NƯỚC CÓ ÁP)

Công trình lấy nước dưới sâu (hay lấy nước áp lực) có ba kiểu đặc trương: Lấy nước kiểu đập, lấy nước kiêủ bờ và lấy nước kiểu tháp. Hình (10-12) trình bày các kiểu.

Hình 10-12. Sơ đồ phân loại cửa lấy nước dưới sâu.

I- kiểu đập; II- kiểu bờ; III- kiểu giếng bờ; IV- kiểu bờ gian ngầm; V- kiểu tháp.

1- lổ nhạn nước; 2- ngưỡng; 3- lưới chắn rác; 4- rãnh van sửa chữa; 5- rảnh van công tác; 6- ống thông khí; 7- doạn chuyển tiếp; 8- đường dẫn hoặc ống turbine; 9, 10- van đĩa; 11- ống bình áp.

- Cửa lấy nước kiểu đập (hình 10-12, sơ đồ I) . Cửa lấy nước kiểu này được bố trí trong thân đập bê tông hoặc đập bêtông cốt thép, nằm trên tuyến áp lực của đập. Chủ yếu chúng được dùng trong thân đập, đôi khi dùng trong các TTĐ hổn hợp;

- Cửa lấy nước kiẻu bờ (hình 10-12, sơ đồ II). Cửa lấy nước là kết cấu bêtông cốt thép được đặt trực tiếp ở mái bờ dốc và trong đó bố trí trí tất cả các trang thiét bị của nó. Kiểu nầy được dùng cho các TTĐ kiểu đập, đường dẫn và hỗn hợp.. Đôi khi còn bố trí các trang thiết bị của cửa lấy nước bờ trong một kết cấu giếng (sơ đồ III) hoặc trong một gian ngầm đặt cửa van (sơ đồIV).

- Cửa lấy nước kiểu tháp (hình 10-12,sơ đồ V). Cửa lấy nước này là một cái tháp đứng riêng có các lỗ nhận nước bố trí trên cả chu vi hoặc trên một phần tháp. Kiểu lấy nươc này thường dùng cho TTĐ đập làm bằng vật liệu địa phương và đập vòm.

X. 4. 1. Cấu tạo cửa lấy nước dưới sâu kiểu đập

1. Cửa lấy nước nhà máy TĐ ngang đập

Hình 10-13. Các sơ đồ cửa lấy nước TTĐ ngang đập.

1- rãnh van sửa chữa; 2- rãnh lưới chắn rác; 3 tường ngực; 4- ống thông khí; 5- tràn xả lũ.

Cửa lấy nước của TTĐ ngang đập được xây dựng thành khối với nhà máy và chịu áp lực nước từ phía thượng lưu (xem hình ... chương nhà máy).Trụ pin chính đồng thời là tường của buồng xoắn turbine, nó phân cách buồng xoắn ống xả của khối tổ máy với các tổ máy bên cạnh. Chiều dày các trụ pin chính thường từ 1,5 - 2,5 m, khi giữa các tổ máy có đặt khe lún thì chiều dày trụ pin có thể lên tới 3 - 6 m. Để giảm bề rộng và trọng lượng cửa van, khi khoảng cách giữa các trụ pin lớn (từ 10 - 12 m trở lên) người ta xây trụ pin phụ (trụ pin trung gian) ở giữa các trụ pin chính với độ dày trụ từ 1

- 1,5 m.

Kích thước phần vào cửa lấy nước được chọn tuỳ vào tổn thất cột nứơc qua lưới chắn rác và tình trạng rác bám trên lưới, thường lấy chiều rộng cửa lấy nước bằng chiều rộng phần vào buồng xoắn. Còn chiều cao của nó phải kết hợp với chiều rộng sao cho vận tốc qua lưới dễ dọn rác và giảm tổn thất thuỷ lực, thường vận tốc này từ 1 - 1,2 m/s. Chiều dài cửa lấy nước (chiều dòng chảy) chọn trên cơ sở đủ bố trí lưới chắn rác, các rãnh van và đủ kích thước tiến hành lắp ráp sửa chữa vận hành thiết bị của cửa lấy nước.

Hình (10-13) trình bày một số sơ đồ bố trí cửa lấy nước của TTĐ lòng sông:

- Sơ đồ I: trong thành phần cửa lấy nước có xây tường ngực để chắn các vật nổi bảo vệ cửa van, lưới chắn rác khỏi vị vất nổi va đập và làm cho dòng chảy vào buồng xoắn được thuận dòng. Mép dưới tường ngực đặt sâu tối thiểu dưới mực nước chết từ 0,5 đến 1,5 m để bảo đảm vật nổi không chui qua và không tạo phểu nước trước cửa lấy nước. Tường ngực được xây dựng khi trong dòng chảy có nhiều vật nổi lớn.

- Sơ đồ II: cửa lấy nước này không có thành phần tường ngực, được dùng ở nơi không có vật nổi nguy hiểm. Cách bố trí này sẽ rút ngắn chiều dài cửa lấy nước, tuy dòng chảy không thuận lắm tuy nhiên tổn thất thuỷ lực cũng không lớn do ngắn.

- Sơ đồ III: Cửa lấy nước này có lưới chắn rác đặt nghiêng một góc từ 60 đến 650 để dễ cào rác. Ở vùng khí hậu khăc nghiệt người ta bố trí thiết bị dọn rác trong nhà kín.

- Sơ đồ IV và V: là cửa lấy nước với lưới chắn rác đặt cách xa phần vào của buồng turbine. Cách bố trí này, khi dọn rác trên lưới chắn rác không làm ảnh hưởng nhiều đến sự làm việc của turbine. Ở sơ đồ IV, các lưới chắn rác thô đặt xa nhà máy, ở sơ đồ V: giữa lưới chắn rác và cửa vào buồng turbine có lỗ thông để lấy nước từ khoang tổ máy bên cạnh; việc sửa chữa lưới chắn rác được tiến hành khi đóng van sửa chữa.

- Sơ đồ VI và VII là cửa lấy nước cử TTĐ với turbine capxun, tuỳ thuộc vị trí của tổ máy capxun mà lưới chắn rác có thẻ đặt thẳng đứng hoặc đặt xiên.

2. Cửa lấy nước của TTĐ nhà máy sau và trong thân đập

Ở trạm thuỷ điện áp đập, cửa lấy nước được bố trí phần lớn tiếp giáp mặt thượng lưu đập hoặc trong thân đập. Để tránh tạo phểu trước cửa lấy nước, trong mọi trường hợp đỉnh phần vào của cửa phải thấp hơn mực nước chết tối thiểu từ 0,5 - 1 m. Vị trí đặt cửa lấy nước càng sâu dưới mực nước dâng bình thường thì đường ống áp lực càng ngắn, tuy nhiên kết cấu và lực nâng thiết bị càng lớn, công việc dọn rác cũng khó khăn. Thông thường vận tốc dòng chảy qua lưới chắn rác từ 1 - 1,2 m/s. Nếu cửa lấy nước đặt dưới sâu không đòi hỏi phải vớt rác thường xuyên thì vận tốc dòng chảy trên lưới không được vượt quá 0,5 - 0,6 m/s và khi vớt rác phải dừng máy. Vị trí lưới chắn rác thông thường đặt trước van sửa chữa để tránh rác rưởi lấp nhét vào rãnh van. Tuy nhiên trong trường hợp dòng chảy ít rác có thể đặt lưới chắn rác sau van sửa chữa và trước van công tác hoặc có thể đặt lưới chắn rác chung rãnh với van sửa chữa. Thao tác van sửa chữa và nâng lưới chắn rác bằng cầu trục di động. Riêng đối với van công tác yêu cầu đóng nhanh thì cần phải đặt thiết bị đóng nhanh tĩnh tại để thao tác van này, còn khi đưa van đi sửa chữa thì dùng cầu trục di động chung với lưới chắn rác và van sửa chữa.

Hình (10-14) sau đây trình bày cấu tạo của một số cửa lấy nước trong đập bê tông trọng lực.

- Cửa lấy nước ở sơ đồ (a) có độ ngập sâu của tường ngực dưới MNC không lớn và tường ngực kết hợp hướng dòng chảy vào cửa thuận dòng, đường ống áp lực đặt hở sau hạ lưu đập bê tông do vậy cần dùng van công tác loại đóng nhanh. Nhờ khoảng cách từ tường ngực đến tường giữa tương đối lớn nên do vậy vận tốc phân bố trên lưới chắn rác tương đối đều.

- Cửa lấy nước ở sơ đồ (b) và (c): cửa được đặt khá sâu dưới MNDBT do vậy lưới chắn rác đặt cố định và không tiến hành dọn rác thường xuyên. Do đăt sâu nên vận tốc qua lưới phải giảm nhỏ, muốn vậy phải tăng diện tích lưới.bằng cách chìa lưới ra phía hồ và dùng lưới vòng. Trường hợp nầy, có thể giảm kích thước cửa lấy nước bằng cách chỉ đặt van sửa chữa đặt ở cửa, còn van công tác đặt ngay trước turbine (sơ đồ c).

Hình 10-14. Cửa lấy nước của TTĐ kiểu áp đập, đập bê tông trọng lực

a) luới chắn rác tháo lắp được; b) lưới chắn rác đặt cố định dọn rác bình thờng;

c) lưới chắn rác đặt cố định không dọn rác; d) cửa lấy nước kết hợp tràn xả lũ.

1- tường ngực; 2- van sửa chữa; 3- van sửa chữa - sự cố; 4- lưới chắn rác; 5- ống thông khí; 6- ống bình áp; 7- thiết bị nâng thuỷ lực; 8- ống dẫn nước vào turbine.

- Cửa lấy nước ở sơ đồ (d) là cửa lấy nước kết hợp với tràn xả lũ, nhà máy đặt trong thân đập. Ở cửa lấy nước kiểu này van công tác dùng loại van đĩa hoặc van cầu đặt trong buồng bê tông riêng dưới ngưỡng tràn.

- Cửa lấy nước xi phông: Hình (10-15,a) trình bày kiểu cửa lấy nước xi phông, lỗ nhận nước của nó nhúng dưới MNC và được đạy bằng lưới chắn rác 1, dọn rác bằng gàu ngoạm 3. Dùng cầu truc di động để thao tác các thiết bị, dùng thiết bị tạo chân không 4 để hút nước (hoặc dùng tia phun xiết), khi phá chân không sẽ ngừng cấp nước.

3. Cửa lấy nước của đập bê tông cốt thép

Hình (10-15,,b) trình bày một số cửa lấy nước được dùng đối với TTĐ có đập bằng bêtông cốt thép (đập vòm trọng lực, vòm mỏng, đập liên vòm, đập trụ chống ...).

Hình 10-15. Cửa lấy nước của đập bêtông cốt thép.

1- lưới chắn rác; 2- van sửa chữa; 3- van công tác; 4- máy nâng thuỷ lực

- Cửa lấy nước của đập vòm và đập vòm trọng lực (hình 10-15,) được bố trí ở công xôn nhô ra phía hồ để không làm giảm sức chịu của đập. Cửa lấy nước kiểu này thường có độ ngập sâu lớn nên lưới chắn rác đặt cố định, không tiến hành dọn rác. Van công tác được đặt trước trrbine.

- Cửa lấy nước trong đập trụ chống (hình 10-15,b): cửa lấy nước của đập trụ chống thường đặt không sâu và thường chỉ đặt lưới chắn rác và van sửa chữa còn van công tác đặt trên đường ống ngoài cửa lấy nước, trước buồng xoắn của turbine.

X. 4. 2. Cửa lấy nước đặt bên bờ

Gọi là cửa lấy nước bờ vì cửa lấy nước đặt ở trên bờ của hồ chứa, chúng được sử dụng cho TTĐ đường dẫn hoặc sau đập khi chiều dài tuyến đập hẹp không đủ bố trí các công trình đầu mối và điều kiện địa chất của bờ tốt. Tuỳ điều kiện cụ thể có thể có những kiểu tiêu biểu sau:

- Cửa lấy nước bờ bố trí trực tiếp ở bờ hồ chứa (hình 10-2, tiết X.2 ở trước) thể hiện mặt cắt ngang của cửa lấy nước bờ này, toàn bộ thiết bị đặt trong khối bêtông cốt thép đặt trực tiếp ở bờ hồ chứa. Điểm đặt biệt của cửa lấy nước ở đây là khe van sửa chữa và lưới chắn rác đặt chung rãnh, rút ngắn được chiều dài cửa.

- Cửa lấy nước bờ có giếng hoặc hầm để đặt van (hình 10-16), khác với kiểu trên, ở đây các cửa van và thiết bị phục vụ chúng được đặt riêng trong giếng đứng hoặc trong hầm đào lùi vào trong bờ cách xa cửa vào. Cửa vào thu hẹp dần có lưới chắn rác đặt nghiêng chắn, hệ thống dọn rác được đặt ở trên bờ. Sử dụng kiểu này trong trường hợp mái dốc của bờ quá thoải hoặc quá dốc việc bố trí thiết bị vào một khối bê tông cốt thép sẽ làm tăng khối lượng đào đắp đất đá và khối lượng bêtông của cửa lấy nước. Giếng bờ có thể là giếng khô, giếng này phục vụ cho việc tháo lắp sửa chữa và bố trí các bộ phận điều khiển chúng. Trong giếng khô bố trí van công tác là van đĩa hoặc van cầu và đoạn đường ống ới giếng khô phải là ống thép tròn. Giếng ướt (hình 10-16), trong đó

Hình 10-16. Cửa lấy nước kiểu bờ có giếng hoặc hầm ướt.

1- lưới chắn rác; 2- van sửa chữa; 3- van công tác phẳng; 4- cần nối cửa van và ống thông khí;

5- tunel; 7- van công tác hình cung; 8- thiết bị kéo van cung; 9- máy dọn rác; 10-cào ; 11- tường.

ngập nước, có thể bố trí van phẳng (hình a) hoặc van hình cung (hình ). Trong giếng còn đặt van sửa chữa trước van công tác. Bên trên giếng đặt thiết bị thao tác van.

X. 4. 3. Cửa lấy nước kiểu tháp lấy nước.

Về mặt kết cấu, nó là một tháp đứng riêng trên bờ dốc hoặc trước đập, bên trong bố trí các thiết bị của một cửa lấy nước. Tháp lấy nước có thể lấy nước tất cả các mặt bên của tháp (hình 10-17,a), hoặc chỉ lấy nước một phía (hình 10-17,b). Cửa lấy nước kiểu tháp được dùng khi điều kiện xây dựng cửa lấy nước bờ có khối lượng quá lớn, điều kiện địa hình hoặc mái dốc không đảm bảo ổn định. Chúng được dùng rộng rãi ở các TTĐ có đập đất hoặc đập vòm. Ưu điểm của cửa lấy nước tháp là hướng đặt ống áp lực không phụ thuộc vào cách bố trí lỗ nhận nước và có khả năng lấy nước theo các tầng để lấy nước trong trong mọi thời kỳ. Sau đây trình bày hai hình thức lấy nước kiểu tháp: