7.2.1. Cụng dụng, phõn loại cửa lấy nước
- Cửa lấy nước (CLN) là cụng trỡnh đầu tiờn trong hệ thống cụng trỡnh dẫn nước vào nhà mỏy thuỷ điện, nú trực tiếp lấy nước từ hồ chứa, từ dũng sụng vào cỏc cụng trỡnh dẫn nước hoặc vào nhà mỏy thuỷ điện. Hỡnh dạng và kết cấu CLN phụ thuộc vào sơ đồ và thành phần cỏc cụng trỡnh
đầu mối, điều kiện địa hỡnh địa chất khu vực xõy dựng cụng trỡnh. Cửa lấy nước được phõn làm hai loại cơ bản là cửa lấy nước trờn mặt và cửa lấy nước dưới sõu.
- Cửa lấy nước trờn mặt (CLN khụng ỏp).
CLN khụng ỏp là CLN mà dũng chảy trong nú cú mặt thoỏng tự do. Loại này thường được ứng dụng trong trường hợp mực nước thượng lưu ớt thay đổi. Vỡ vậy chỳng thường được dựng ở cỏc trạm thuỷ điện đường dẫn với cỏc cụng trỡnh đầu mối cột nước thấp (trạm thuỷ điện khụng điều tiết hoặc điều tiết ngày).
- Cửa lấy nước dưới sõu (CLN cú ỏp).
CLN cú ỏp cú phạm vi sử dụng khụng hạn chế, đặc biệt chỳng được ứng dụng trong trường hợp mực nước thượng lưu thay đổi nhiều. Để dũng chảy qua cụng trỡnh lấy nước là cú ỏp thỡ CLN phải
được bố trớ dưới MNC nối tiếp với đường ống ỏp lực.
Theo vị trớ làm việc của cửa lấy nước ta cú hai hỡnh thức cửa lấy nước. - CLN kiểu bờn bờ .
- CLN kiểu đập.
Từ cỏch phõn loại, đặc điểm sơ bộ và điều kiện ứng dụng của từng loại CLN, chọn CLN cho trạm thuỷ điện Nậm Pụng là kiểu cú ỏp. Vỡ đõy là trạm thuỷ điện cú: Cột nước cao Hmax= 170,4m; cột nước Hmin= 161,87m và địa hỡnh cũng tương đối dốc và hẹp. Nhà mỏy thuỷ điện đường dẫn cú đập dõng là đập bờ tụng trọng lực vỡ vậy CLN rất vững chắc khi ở dưới sõu.
7.2.2. Yờu cầu chung
∗CLN phải đảm bảo cỏc yờu cầu sau:
- Cung cấp đủ lưu lượng nước cần thiết theo yờu cầu của trạm thuỷ điện và cỏc yờu cầu dựng nước khỏc.
- Cú khả năng ngừng cung cấp nước hoàn toàn trong cỏc trường hợp kiểm tra sửa chữa và sự
cố đối với cỏc cụng trỡnh dẫn nước. Đểđảm bảo điều kiện này đũi hỏi phải bố trớ cỏc cửa van sửa chữa và van sửa chữa - sự cố.
- Bảo vệ cỏc cỏc bộ phận và thiết bị của cỏc cụng trỡnh dẫn nước khỏi bị hư hại do bựn cỏt, vật nổi và rỏc bẩn gõy nờn. Muốn vậy phải bố trớ lưới chắn rỏc, tường ngực để chắn vật nổi, đường xả
cỏt, bể lắng cỏt…
- Đảm bảo dũng chảy vào thuận dũng để giảm tối đa tổn thất thuỷ lực và khụng gõy nờn phễu xoỏy trước CLN. - Kết cấu chắc chắn, vận hành tiện lợi với chi phớ nhỏ nhất. + Hỡnh thức cửa vào: Cỏc bộ phận của CLN phải cú hỡnh dạng và kớch thước phự hợp với từng điều kiện cụ thể của kết cấu cụng trỡnh. 7.2.3. Cỏc thiết bị bố trớ tại cửa lấy nước: -Cỏc thiết bị bố trớ trờn CLN phải thỏa món cỏc điều kiện trờn +Cỏc thiết bị này bao gồm:
1. Tường ngực 2. Lưới chắn rỏc 3. Van sửa chữa 4. Van cụng tỏc
Cửa lấy nước cần bố trớ cỏc thiết bị sau 1/ Lưới chắn rỏc:
- Lưới chắn rỏc thường được đặt trước van sửa chữa và van sự cố- sửa chữa (van cụng tỏc). Nú cú nhiệm vụ giữ lại rỏc bẩn và cỏc vật nổi trỏnh làm hư hại bản thõn CLN, hệ thống đường dẫn và cỏc thiết bị thuỷ lực của nhà mỏy thuỷ điện. Kết cấu của lưới chắn rỏc là một hệ thống khung dầm và cỏc thanh ngang dọc cú tiết diện hỡnh trũn, hỡnh chữ nhật hoặc hỡnh lưu tuyến. Khoảng cỏch giữa cỏc thanh phụ thuộc vào kớch thước và loại turbin, số lượng và loại rỏc bẩn trong dũng chảy. Việc lựa chọn cỏc kớch thước này phải thụng qua tớnh toỏn sao cho những vật trụi qua lưới chắn rỏc khụng làm hư hại cỏc bộ phận turbin. Trong thiết kế sơ bộ, đối với turbin tõm trục khoảng cỏch giữa cỏc thanh cú thể lấy như sau
Vỡ a = 3 10(ữ cm). Nờn chọn a = 4cm.
2/ Thiết bị vớt rỏc trờn lưới:
- Việc dọn rỏc bẩn trờn lưới chắn rỏc nhờ cỏc thiết bị chuyờn dụng. Cỏc thiết bị này được bố trớ trờn cầu trục sử dụng chung cho toàn bộ cửa lấy nước.
3/ Cửa van :
- Van sửa chữa được đặt sau lưới chắn rỏc. Nú cú nhiệm vụ đúng kớn toàn bộ cửa lấy nước trong trường hợp sửa chữa, kiểm tra định kỳ cỏc thiết bị thuỷ điện khi mà van cụng tỏc bị sự cố.
Do đú chỉ cần bố trớ một bộ van sửa chữa chung cho toàn bộ TTĐ. Van sửa chữa được thao tỏc bằng cầu trục bố trớ trờn cửa lấy nước.
- Van cụng tỏc được đặt sau van sửa chữa. Van cụng tỏc làm việc trong điều kiện dũng nước
đang chảy với vận tốc lớn nờn đũi hỏi phải đủ sức nặng, lực đúng mở lớn và phải luụn sẵn sàng làm việc. Van sửa chữa và van cụng tỏc của TTĐđược chọn là loại van phẳng. Van cụng tỏc được thao tỏc bằng thiết bịđúng mở nhanh là hệ thống cơ khớ thuỷ lực.
5/ Thiết bị nõng chuyển: (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
- Để phục vụ cho việc đúng mở, thao tỏc thỏo lắp cỏc van và lưới chắn rỏc cũng như việc vớt rỏc bẩn trờn lưới chắn rỏc ta dựng pa lăng để phục vụ cho cỏc cửa lấy nước của TTĐ Nậm Pụng
7.2.4. Tớnh toỏn cửa lấy nước:
a). Xỏc định vận tốc dũng chảy trước CLN:
- Vận tốc trước lưới chắn rỏc phụ thuộc vào độ ngập sõu của CLN so với MNDBT, độ bẩn của dũng chảy và phương thức vớt rỏc LCR. Nếu vận tốc càng lớn thỡ ỏp lực thuỷ động tỏc dụng lờn lưới chắn rỏc càng lớn thỡ càng khú vớt rỏc do đú:
Nếu độ ngập sõu ≤ 25m và thường xuyờn vớt rỏc trong quỏ trỡnh vận hành thỡ: v= 1ữ1,2 m/s. Nếu độ ngập sõu > 25m, tiến hành vớt rỏc thường xuyờn thỡ: v= 0,6ữ 0,8 m/s.
Nếu độ ngập sõu quỏ lớn, và khụng thể tiến hành vớt rỏc thường xuyờn thỡ: v= 0,3ữ0,8 m/s. - Với TTĐ Nậm Pụng độ ngập sõu của cửa lấy nước nhỏ và được vớt rỏc thường xuyờn do đú chọn vận tốc trước lưới chắn rỏc là v = 1 m/s.
b). Xỏc định kớch thước cửa vào của CLN:
- Diện tớch cửa vào CLN cú dạng hỡnh chữ nhật và được xỏc định theo biểu thức: ( )2 21.87 21,87 1 tm Q F m V = = = Với F= 21,87 m2, chọn kớch thước cửa vào CLN là: bx h= 4x 5,5m2. c). Xỏc định cao trỡnh trần và ngưỡng CLN:
Cao trỡnh trần CLN (∇CLNT ) được xỏc định theo cụng thức sau: ∇TCLN =MNC−h1
Trong đú :
+ h1 là khoảng cỏch từ MNC tới trần CLN để trỏnh tạo nước xoỏy và khụng khớ lọt vào trong
đường ống: h1= 1ữ2 m; chọn h1 = 1,5 m. CLN 256 1,5 254, 5 T ∇ = − = m. - Cao trỡnh đỉnh CLN lấy bằng cao trỡnh đỉnh đập 266 CLN đinh m ∇ = - Cao trỡnh ngưỡng CLN ( CLN N ∇ ) 5 254, 5 5, 5 249 CLN CLN N T m ∇ = ∇ − = − = Trong đú :
+ h chiều cao cửa vào CLN ; h = 5,5 m.
Kiểm tra cao trỡnh ngưỡng CLN theo điều kiện bựn cỏt: ta cú ( CLN bc
N −Z
∇ )= (249-242) = 7m. Vậy bựn cỏt khụng lọt vào trong cửa lấy nước. - Cao trỡnh đỏy cửa lấy nước: ∇ĐCLN = ∇NCLN −1,5=249 1, 5− =247, 5m
Vậy cửa lấy nước kiểu ngầm được thiết kế 1 ngăn bằng bờ tụng cốt thộp cú bố trớ 2 lưới chắn rỏc cú một trụ pin giữa, rónh phai và cửa van phẳng trượt cú bỏnh xe vận hành bằng tời điện. Cao trỡnh ngưỡng cửa lấy nước là 249,0m; cao trỡnh đỏy 247,5m; cao trỡnh trần cửa lấy nước là 254,5m. Để lắp đặt và vận hành cửa lấy nước cú thiết kế đường vào vận hành ở cao độ 254,5m. - Miệng cửa lấy nước cú dạng hỡnh elớp, phương trỡnh đường cong elớp cho trần và biờn cửa lấy nước cũn đỏy thăng như sau:
2 2 2 2 1. 6, 702 4.666 X + Y = Đối với biờn cửa lấy nước: 2 2 2 2 1. 5, 608 1.119 X Y + =