6. Kết luận
2.3.2. Sơ đồ nhà mỏy điện thủy triều
Nhà mỏy điện thủy triều là một tổ hợp nhiều thiết bị, sử dụng năng lƣợng của thủy triều để sản xuất điện năng, thụng thƣờng gồm 3 tuyến (hỡnh 2.2):
- Tuyến ỏp lực. - Tuyến năng lƣợng.
38 - Tuyến hạ lƣu.
Hỡnh 2.2: Sơ đồ sơ họa nhà mỏy điện thủy triều dạng đập chắn
2.3.3.Cỏc thiết bị chớnh trong nhà mỏy điện thủy triều
Hỡnh 2.3: Sơ đồ bố trớ cỏc thiết bị trong nhà mỏy thủy điện
Trong đú: 1. Cửa nhận nƣớc; 2. Kờnh dẫn (ống dẫn); 3. Tuabin; 4. Mỏy phỏt điện; 5. Điều tốc, thiết bị phụ; 6. Hệ thống thiết bị phụ; 7. Thiết bị điện; 8. Kờnh xả;
1
Tuyến áp lực Tuyến năng l-ợng Hạ l-u
1 1 2 2 Điểm đặt tuabin Đập chắn Vịnh, Vũng, lòng chảo Biển Nguồn Thủy triều Biển 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Tuyến ỏp lực 1.Hồ chứa + Vịnh, lũng chảo, cửa sụng... + Bể lắng cỏt 2. Đập, tƣờng chắn 3. Cửa van Tuyến năng lƣợng: + Kờnh vào + Đƣờng ống Nhà mỏy: - Tuabin + Tuabin, cỏnh hƣớng … + Bộ điều tốc - Mỏy phỏt.. + Mỏy phỏt, HT kớch từ… + Hệ thống kớch từ. - Hệ thống thiết bị phụ trợ Hạ lƣu: 1. Kờnh xả 2. Cửa van hạ lƣu
39 9. Cửa van hạ lƣu.
2.3.4.Tuabin nước trong nhà mỏy điện thủy triều
Tua bin nƣớc là một trong cỏc thiết bị quan trọng nhất của nhà mỏy điện thủy triều, nhiệm vụ chớnh là chuyển đổi thủy năng thành cơ năng làm quay rotor mỏy phỏt điện và sinh ra điện năng.
Ta khảo sỏt cỏc thành phần năng lƣợng của dũng chảy, năng lƣợng đơn vị của dũng chảy truyền cho cỏnh tua bin bằng độ chờnh năng lƣợng riờng giữa hai tiết diện cửa vào chỉ số 1(tại cửa nhận nƣớc) và cửa ra chỉ số 2 ( tại tua bin nƣớc), ta cú cột nƣớc.
(2.8) Từ lƣu lƣợng Q và cột nƣớc H đo đạc và tớnh toỏn, tớnh toỏn đƣợc cụng suất trờn trục tua bin theo cụng thức (2.9) [10]:
NT = g.Q.H. (W) (2.9) Trong đú:
- g là gia tốc trọng trƣờng (g = 9,81m/s2) - Q là lƣu lƣợng tớnh toỏn (m/s)
- H là cột nƣớc tớnh toỏn (m) - là hiệu suất của tua bin (%)
- NT là cụng suất trờn trục tua bin (W)
Tựy thuộc vào dạng năng lƣợng (cụng thức 2.8) mà chia tuabin nƣớc thành hai hệ khỏc nhau: Tuabin xung lực và tua bin phản lực [10].
Tua bin xung lực chỉ cú phần động năng của dũng chảy tỏc dụng lờn bỏnh xe cụng tỏc cũn phần thế năng bằng khụng. Hệ tua bin này phỏt ra cụng suất nhờ động năng của dũng chất lỏng, cũn ỏp suất ở cửa vào và cửa ra của tua bin là ỏp suất khớ trời.
Tua bin phản lực là loại tua bin làm việc nhờ cả hai phần thế năng và động năng, mà chủ yếu là thế năng của dũng chảy. Trong hệ tua bin này, ỏp suất ở cửa vào luụn lớn hơn ở cửa ra. Dũng chảy qua tua bin là dũng liờn tục điền đầy toàn bộ
40
mỏng dẫn cỏnh. Trong vựng bỏnh xe cụng tỏc tua bin, dũng chảy biến đổi cả động năng và thế năng. Trong đú, vận tốc dũng chảy qua tua bin tăng dần, ỏp suất giảm dần, mỏng dẫn của cỏnh hỡnh cụn nờn gõy ra độ chờnh ỏp mặt cỏnh, từ đú tạo ra mụ men quay.
Tua bin phản lực và xung lực cú tớnh năng và phạm vi sử dụng khỏc nhau. Tua bin phản lực dựng cho trạm cú cột nƣớc thấp, lƣu lƣợng lớn cũn tua bin xung lực dựng cho trạm cú cột nƣớc cao, lƣu lƣợng nhỏ.
Tua bin phản lực là hệ tua bin đƣợc sử dụng rộng rói nhất, bao gồm phạm vi cột nƣớc từ 1,5m đến 600m. Tựy thuộc vào hƣớng dũng chảy của dũng nƣớc đi qua cỏnh bỏnh xe cụng tỏc mà chia tua bin phản lực thành nhiều loại: Tua bin hƣớng trục, tua bin hƣớng chộo, tua bin tõm trục.
+ Tua bin hƣớng trục là loại tua bin trong đú hƣớng chuyển động của dũng chảy trong phạm vi bỏnh xe cụng tỏc song song với trục quay tua bin (hỡnh 2.4a, b), bỏnh xe cụng tỏc là bao gồm nhiều cỏnh đƣợc gắn với bầu cỏnh. Bỏnh xe cụng tỏc của tua bin hƣớng trục cú thể là loại cỏnh cố định hoặc là loại cỏnh điều chỉnh đƣợc. Nếu cỏnh đƣợc gắn chặt với bầu cỏnh thỡ gọi là tua bin hƣớng trục cú cỏnh cố định (tua bin dạng búng đốn - Capsun), loại này thƣờng dựng cho cỏc trạm cú cụng suất cỡ nhỏ và trung bỡnh. Tua bin hƣớng trục cú cỏnh điều chỉnh đƣợc là loại cú thể thay đổi đƣợc gúc cỏnh, đƣợc sử dụng cho cỡ cụng suất trung bỡnh và lớn, loại này cú cấu trỳc phức tạp vỡ cơ cấu điều chỉnh gúc cỏnh nằm trong bầu bỏnh cụng tỏc.
Hỡnh 2.4: Tua bin hƣớng trục [10]
+ Tua bin hƣớng chộo (hỡnh 2.5) là loại tua bin kết hợp ƣu điểm của cả hai loại tua bin tõm trục và hƣớng trục, cú cỏnh hƣớng điều chỉnh dũng chảy qua vựng
41
bỏnh xe cụng tỏc của tua bin này cú hƣớng tạo với trục quay một gúc nào đú (thƣờng 450
- 600). Bầu cỏnh là hỡnh nún, bầu cỏnh chứa toàn bộ cơ cấu điều chỉnh cỏnh nhƣ bầu cỏnh của tua bin hƣớng trục cú cỏnh điều chỉnh đƣợc, loại tua bin này làm việc trong phạm vi cột nƣớc H = 3 -150m. Nú cú thể điều chỉnh cỏnh nờn phạm vi điều chỉnh cụng suất cú hiệu suất cao tƣơng đối rộng so với tua bin tõm trục.
Hỡnh 2.5: Tuabin hƣớng chộo [10] + Tuabin tõm trục
Trong tuabin tõm trục, hƣớng của dũng chảy ở vựng bỏnh cụng tỏc ban đầu theo phƣơng hƣớng tõm, sau đú chuyển sang phƣơng song song với trục.
Tuabin này cũn gọi là tuabin Francis, nú đƣợc sử dụng rộng rói trong cỏc trạm cú cột nƣớc cao H = 30-600m. Đối với cỏc trạm nhỏ tuabin này cú thể làm việc với cột nƣớc H ≥ 3m [10].
Cỏc bộ phận chớnh của tua bin nƣớc
Trong tua bin nƣớc, những bộ phận ảnh hƣởng lớn đến hiệu suất tua bin đú là buồng dẫn dũng tua bin; bỏnh cụng tỏc; ống hỳt tua bin.
Trong đú bỏnh cụng tỏc là bộ phận chớnh làm nhiệm vụ biến đổi năng lƣợng, hai bộ phận buồng dẫn và buồng hỳt khụng trực tiếp biến đổi năng lƣợng nhƣng vai trũ của chỳng rất quan trọng giỳp bỏnh cụng tỏc làm nhiệm vụ biến đổi năng lƣợng cú hiệu quả tốt.
Cỏc bộ phận phụ khỏc của tua bin: Bộ phận phụ của phần dẫn dũng gồm cú: cỏc cỏnh hƣớng điều chỉnh lƣu lƣợng dũng chảy, van đúng nhanh khi cú sự cố, lƣới chắn rỏc…; trục tua bin; nếu tua bin làm việc đồng bộ với mỏy phỏt điện thỡ một bộ phận quan trọng giỳp cho sự đồng bộ này là mỏy điều tốc; …
42
Trong cỏc trạm điện thủy triều cũn cú cỏc thiết bị phụ trợ khỏc nhƣ: cỏc tổ mỏy bơm nƣớc kỹ thuật, cỏc tổ mỏy nộn khớ, thiết bị nõng hạ, hệ thống điện…