Giao tài liệu và yêu cầu của đồ ánĐồ án Thiết kế nhà máy thủy điệnTài liệu dùng cho đồ án gồm:- Giáo trình thủy điện- Giáo trình công trình trạm- Giáo trình đồ án thủy điệnSố liệu cung c
8/8/2023 Đồ án Thiết kế nhà máy thủy điện Giao tài liệu yêu cầu đồ án Tài liệu dùng cho đồ án gồm: - Giáo trình thủy điện - Giáo trình cơng trình trạm - Giáo trình đồ án thủy điện Số liệu cung cấp cho đồ án gồm: Yêu cầu đồ án: - Thuyết minh thiết kế nhà máy thủy điện: xác định kích thước nhà máy, phòng phụ phòng chức - Bản vẽ nhà máy thủy điện: vẽ mặt cắt ngang, mặt cắt dọc, mặt nhà máy vẽ qua cao trình điển hình - Tính tốn kết cấu, ổn định nhà máy thủy điện 8/8/2023 A Xác định thông số buồng xoắn tuabin,máy phát, máy biến áp, thiết bị nâng chuyển - Kích thước buồng xoắn: Phương pháp tính tốn: Vu = const - Lựa chọn máy phát: Trên sở cơng suất số vịng quay u cầu tổ máy, tham khảo catalog máy phát thiết kế chế tạo sẵn hãng sản xuất để lựa chọn máy phát đảm bảo yêu cầu tốc độ quay (tần số dòng điện) công suất: n = n* N = N* + N N* công suất máy phát yêu cầu cơng suất máy phát có bảng tra + n n* số vòng quay máy phát u cầu số vịng quay máy phát có sẵn bảng tra - Trong trường hợp khơng có trùng khớp điều kiện chọn máy phát có thơng số lân cận để tham khảo điều chỉnh kích thước, ưu tiên bảo đảm trùng khớp số vịng quay Và thơng số kích thước máy phát điện sơ điều chỉnh theo công thức: la, la* - chiều cao lõi thép từ máy phát thiết kế máy phát có sẵn; Di, Di - đường kính lõi thép từ máy phát thiết kế máy phát có sẵn Xác định kích thước máy phát theo Phụ lục 2.10.2 - Thiết bị nâng chuyển: a Tính buồng xoắn kim loại theo nguyên tắc Vu = const 8/8/2023 b Tính buồng xoắn bê tơng theo nguyên tắc Vu = const 8/8/2023 B Xác định cao trình kích thước chủ yếu nhà máy thủy điện Kích thước kết cấu phần nước nhà máy - Phần nước gồm cơng trình dẫn nước (buồng xoắn, ống hút, đường ống tua bin) kênh xả tua bin xung kích a Kích thước chiều ngang đoạn tổ máy (song song với dòng chảy) - Đối với nhà máy thuỷ điện ngang đập lắp tuabin hướng trục tổ máy khơng kết hợp xả lũ kích thước chiều ngang đoạn tổ máy thường từ (2,9 - 3,2) D1, đường kính nhỏ lấy giá trị lớn ngược lại - Đối với tuabin tâm trục chiều ngang đoạn tổ máy phụ thuộc vào tỷ tốc ns nằm giới hạn từ (2,7 - 4,2) D1, tỷ tốc ns tăng lấy trị số lớn - Chiều dài đoạn tố máy phụ thuộc vào kích thước bao ngồi lớn buồng xoắn tua bin b Kích thước chiều dài đoạn tổ máy (vng góc với dịng chảy) Kích thước chiều dài đoạn tổ máy khoảng cách tâm tổ máy liên tiếp Chiều dài đoạn tổ máy phụ thuộc: + Kích thước : tuabin, máy phát…; Bố trí hệ thống thiết bị phụ + Loại tuabin: tâm trục, cánh quay…; Loại nhà máy: ngang đập, sau đập… Dh: Đường kính hố máy phát Rmax: Bán kính tiết diện cửa vào buồng xoắn, R(max -180o): Bán kính buồng xoắn tiết diện có =max – 180o : Chiều dầy lớp bê tông bảo vệ buồng xoắn hố máy phát Lđ phải đảm bảo điều kiện sau: Lđ> B5 + 2Δ, với B5 - bề rộng ống hút; Lđ> BCLN, với BCLN - chiều rộng CLN tổ máy (với NMTĐ ngang đập) Khi có van trước tuabin, Lđ tính theo công thức sau: 𝐿đ = 𝑚𝑎𝑥 ,𝑟 +𝜌 + +max ,𝑅 + 2∆ với – bán kính ngồi vịng bệ; Dv- đường kính van trước tuabin 8/8/2023 c Các cao trình phần nước nhà máy - Cao trình lắp tuabin lm (cao trình lắp máy) TB tâm trục: lm = Zhlmin + Hs + bo/2 TB hướng trục trục đứng: lm = Zhlmin + Hs + D1 ; = 0.41 - 0.46 - Cao trình đáy ống hút đoh = lm- bo/2 - h (chiều cao ống hút) - Cao trình miệng ống hút moh = đoh +h5 < Zhlmin -0.5m (điều kiện miệng ống hút phải ngập Zhlmin) Nếu khơng thỏa mãn phải hạ thấp lm - Cao trình đáy móng NM đm = đoh – t (chiều dày móng nhà máy) - Cao trình sàn tuabin stb = lm + max + t (chiều dày bê tông bảo vệ buồng xoắn) - Cao trình đáy stato máy phát stato = stb + h1 (chiều cao hành lang KT)+h2 (chiều dày bê tơng bệ đỡ) - Cao trình sàn máy phát mf = snm = stato + hst (chiều cao stato máy phát) Kích thước kết cấu phần nước nhà máy Phần nước nhà máy thuỷ điện tính từ cao trình sàn nhà máy trở lên Các thành phần kết cấu - Gian máy - Gian lắp ráp, sửa chữa - Khung nhà máy - Dầm cầu trục - Mái nhà máy 8/8/2023 a Kích thước chủ yếu phần nước nhà máy: + Chiều rộng nhà máy (B): Chiều rộng nhà máy phụ thuộc vào kích thước cầu trục, phương thức cẩu cách bố trí thiết bị như: Máy phát, tủ điện, thùng dầu áp lực… Xác định B theo kích thước máy phát: B = Dh + 2.b + 2.d Dh: Đường kính hố máy phát b: Khoảng cách lại bố trí tủ điện d: Chiều dầy tường nhà máy Xác định B theo kích thước cầu trục: B’ = Lctr + 2.d Lctr: độ cầu trục Nếu B > B’ cần chọn lại cầu trục để có nhịp dài cịn B < B’ rút ngắn nhịp cầu trục + Kích thước gian lắp ráp: Gian lắp ráp sử dụng để lắp ráp thiết bị thời kỳ xây dựng trạm thuỷ điện tiến hành sửa chữa tổ máy trình vận hành Gian lắp ráp thường bố trí phía đầu hồi nhà máy, gần đường giao thơng phía bên ngồi để dễ dàng vận chuyển thiết bị vào gian lắp ráp Sơ Llr = (1.1 ÷ 1,3 ).Lđ + Chiều dài nhà máy (LNM): Lnm= Z.Lđ + Llr + L Z: Số tổ máy Lđ: Chiều dài đoạn tổ máy đ 𝐿 = + 0.5𝑚 : Chiều dài tăng thêm tổ máy cuối đủ để cầu trục hoạt động 8/8/2023 b Cao trình phần nước + Cao trình cầu trục (ct) : Cao trình cầu trục cao trình đỉnh đường ray cầu trục ct =vcđ + Lmax + h + ld + a Trong đó: vcđ : Cao trình vật cố định + Cẩu đỉnh: vcđ = mf + hcmf (chiều cao chóp máy phát) + Hoặc cẩu bên: vcđ = mf h : Chiều cao móc ld : Chiều dài dây buộc có kể độ dãn dây a : Khoảng cách an toàn vật cố định vật di chuyển Lmax : Chiều dài lớn vật cẩu roto máy phát cộng trục BXCT cộng trục + Cao trình trần nhà máy (tnm) : + Cao trình sàn lắp ráp, slr + Khi thỏa mãn điều kiện Zhlmax =f(Q lũ max) tnm = ct + H + at slr = mf ( snm) H: chiều cao cầu trục + xe + Khi không thỏa mãn điều kiện Zhlmax at: khoảng cánh an toàn; slr = Zhlmax + 0.5m + Cao trình đỉnh nhà máy(đnm) : Và vcđ = slr, không phân biệt cẩu đnm = tnm + Hmái Trong đó: Hmái: Chiều cao mái nhà máy; đỉnh hay cẩu bên C Tính tốn ổn định nhà máy thủy điện Xác định tải trọng tổ hợp tải trọng tác dụng lên NMTĐ 1.1 Tải trọng a Tải trọng thường xun - Trọng lượng cơng trình thiết bị, trọng lượng nước ống xả buồng xoắn; - Áp lực thủy tĩnh nước thượng hạ lưu - Áp lực thấm áp lực đẩy - Áp lực đất đắp áp lực bùn cát thượng hạ lưu (áp lực chủ động) - Tải trọng gây nên biến dạng lún nhiệt độ b Tải trọng tạm thời - Tải trọng song - Tải trọng gió - Tải trọng động đất - Áp lực nước va 8/8/2023 Tổ hợp tải trọng a Tổ hợp (vận hành bình thường) Mực nước thượng lưu MNDBT; Mực nước hạ lưu nhà máy ứng với lưu lượng vận hành tổ máy Lực tác dụng thẳng đứng gồm có: + Trọng lượng kết cấu bê tơng nhà máy; + Trọng lượng nước phận qua nước (buồng xoắn, ống hút, ống dẫn nước) + Trọng lượng thiết bị chủ yếu (tua bin, máy phát) + Áp lực thấm đẩy Áp lực nằm ngang gồm có: + áp lực nước thượng hạ lưu nhà máy; + áp lực đất chủ động thượng lưu b Tổ hợp đặc biệt (xả lũ tần suất lũ kiểm tra) Mực nước thượng lưu MN lũ lớn nhất; Mực nước hạ lưu nhà máy NN lũ lớn Các tải trọng khác tổ hợp c Tổ hợp đặc biệt (THCB + động đất) Vận hành bình thường có động đất Tải trọng tăng thêm động đất d Tổ hợp sửa chữa Thượng hạ lưu nhà máy có áp lực nước ; thiết bị dỡ đem sửa chữa ; phần qua nước bơm cạn ; tải trọng khác giống THCB Tính tốn ổn định NMTĐ • Kiểm tra ổn định cho NMTĐ tiến hành thơng qua hai tốn: Bài tốn 1: kiểm tra ổn định chống trượt với sơ đồ trượt phẳng có mặt trượt qua mặt tiếp xúc đáy + Bản đáy nhà máy tiếp xúc với đá cứng + Bản đáy nhà máy tiếp xúc với đá yếu, xen kẹp đất Bài toán 2: kiểm tra ổn định chống lật NMTĐ với tâm lật mép hạ lưu NMTĐ 8/8/2023 Bài toán 1: - Tính tốn hệ số ổn định chống trượt đá theo cơng thức sau: Trong đó: + f, c- đặc trưng kháng cắt mặt phá hoại; + [K]- hệ số an tồn cơng trình; + nc – hệ số tổ hợp tải trọng xác định sau: Tổ hợp tải trọng bản: nc = 1.0; Tổ hợp tải trọng đặc biệt: nc = 0.9 Tổ hợp tải trọng thi công, sửa chữa: nc = 0.95 + Kn – hệ số bảo đảm xét theo quy mơ, nhiệm vụ cơng trình Cơng trình cấp đặc biệt: Kn = 1.25; cấp I: Kn = 1.20; cấp II, III, IV: Kn = 1.15 + m- hệ số điều kiện làm việc, m=1.0 + - góc ma sát mặt trượt (mặt tiếp xúc bê tông – góc nội ma sát lớp xen kẹp) + c – lực dính đơn vị mặt trượt, c xác định từ báo cáo địa chất NMTĐ + F – diện tích mặt trượt, m2 Bài toán 2: - Hệ số ổn định chống lật NMTĐ mép hạ lưu xác định theo công thức sau: