Bài giảng Thủy năng - Thủy điện: Chương 3 - PGS.TS. Nguyễn Thống

THỦY
NĂNG
THỦYTPỒ
ĐIỆN
TRƯỜNG ĐẠI
HỌC
BÁCH&KHOA
CHÍ MINH
KHOA
KỸ đồ
THUẬT
Chương
3: Sơ
khai XÂY
thácDỰNG
năng lượng
BỘ MÔN KỸ THUẬT & QUẢN LÝ TÀI NGUYÊN NƯỚC

PGS. TS. NGUYỄN THỐNG
Email: or

Web: //www4.hcmut.edu.vn/~nguyenthong/
(08)
PGS. TS. NguyễnTél.
Thống

38 691 592- 098 99 66 719

THỦY NĂNG & THỦY ĐIỆN
Chương 3: Sơ đồ khai thác năng lượng
Chương 1 : Tổng quan.

Chương 2 : Tài nguyên nước 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.

1

2

PGS. TS. Nguyễn Thống

THỦY NĂNG & THỦY ĐIỆN

THỦY NĂNG & THỦY ĐIỆN

Chương 3: Sơ đồ khai thác năng lượng

Chương 3: Sơ đồ khai thác năng lượng

SƠ ĐỒ KHAI THÁC
CỘT NƯỚC
1. Giới thiệu.
2. Cột nước cao.

3. Cột nước trung bình.
4. Cột nước thấp.

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.

3

PGS. TS. Nguyễn Thống

4

PGS. TS. Nguyễn Thống

THỦY NĂNG & THỦY ĐIỆN

THỦY NĂNG & THỦY ĐIỆN

Chương 3: Sơ đồ khai thác năng lượng

Chương 3: Sơ đồ khai thác năng lượng

Hồ chứa
i=0,0061
D=3,5m, L=9065m

CỘT NƯỚC TẠO BỞI ĐẬP

Đường
hầm
H

Đập

Hồ

MNDBT

Giếng điều áp
Sông cũ

Ht-max
MNC

Bùn cát
5

PGS. TS. Nguyễn Thống

PGS. TS. Nguyễn Thống

NM
Kênh sau NM

6

1


THỦY NĂNG & THỦY ĐIỆN

THỦY NĂNG & THỦY ĐIỆN

Chương 3: Sơ đồ khai thác năng lượng

Chương 3: Sơ đồ khai thác năng lượng
CỘT NƯỚC TẠO BỞI (ĐẬP+ĐƯỜNG DẪN)
Đập

CỘT NƯỚC TẠO BỞI ĐƯỜNG DẪN
Kênh

Bùn cát

Bể áp lực

Hồ

Hbarrage

Đập

Sông cũ

Đường ống
Ht-max
AL.

Bùn cát

Htopo
Sông cũ

NM

NM

Đường ống
Kênh sau NM

7

Kênh sau NM

PGS. TS. Nguyễn Thống

Ht-max

Hồ

PGS. TS. Nguyễn Thống

8

THỦY NĂNG & THỦY ĐIỆN

THỦY NĂNG & THỦY ĐIỆN

Chương 3: Sơ đồ khai thác năng lượng

Chương 3: Sơ đồ khai thác năng lượng

CỘT NƯỚC TẠO BỞI ĐẬP+ĐƯỜNG DẪN

Đập
Tháp điều áp

Cửa lấy
nước

Đường
ống
Ht-max

Đường
hầm

Sông cũ

NM

NM
PGS. TS. Nguyễn Thống

Kênh sau NM

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, …).

9

10

PGS. TS. Nguyễn Thống

THỦY NĂNG & THỦY ĐIỆN

THỦY NĂNG & THỦY ĐIỆN

Chương 3: Sơ đồ khai thác năng lượng

Chương 3: Sơ đồ khai thác năng lượng

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.
11

PGS. TS. Nguyễn Thống

A

B

ĐƠN DƯƠNG
Đập đất

Z=850m

Tháp điều áp

Đường hầm
(có áp)

Đường ống áp
lực hở
2.5m1.5m

Cửa lấy nước

Sông Đa
Nhim

MẶT BẰNG

F
NM

TRẮC DỌC

Z=810m

Kênh dẫn

Đường hầm dài 4.5km,
đường kính 3.5m

NM THUỶ ĐIỆN ĐA NHIM

Chân
PGS. TS. Nguyễn Thống
(N=4X40=160Mw)

Z=40m
F

đèo Song Pha

12

2


THỦY NĂNG & THỦY ĐIỆN

THỦY NĂNG & THỦY ĐIỆN

Chương 3: Sơ đồ khai thác năng lượng

Chương 3: Sơ đồ khai thác năng lượng

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).

SƠ ĐỒ KHAI THÁC CỘT NƯỚC TB
(40m- 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, …

13

PGS. TS. Nguyễn Thống

14

PGS. TS. Nguyễn Thống

THỦY NĂNG & THỦY ĐIỆN

THỦY NĂNG & THỦY ĐIỆN

Chương 3: Sơ đồ khai thác năng lượng

Chương 3: Sơ đồ khai thác năng lượng

NHÀ MÁY Ở
CHÂN ĐẬP

NM ở chân đập

15

PGS. TS. Nguyễn Thống

16

PGS. TS. Nguyễn Thống

THỦY NĂNG & THỦY ĐIỆN

THỦY NĂNG & THỦY ĐIỆN

Chương 3: Sơ đồ khai thác năng lượng

Chương 3: Sơ đồ khai thác năng lượng

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.

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.

17

PGS. TS. Nguyễn Thống

18

PGS. TS. Nguyễn Thống

3


THỦY NĂNG & THỦY ĐIỆN

THỦY NĂNG & THỦY ĐIỆN

Chương 3: Sơ đồ khai thác năng lượng

Chương 3: Sơ đồ khai thác năng lượng

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.

Tràn

Âu tàu

TLưu

HLưu

NM thủy điện

Lưu ý: Nguy cơ tiềm ẩn khi
CT. Tràn & Âu tàu bố trí cạnh nhau !
19

PGS. TS. Nguyễn Thống

20

PGS. TS. Nguyễn Thống

THỦY NĂNG & THỦY ĐIỆN

THỦY NĂNG & THỦY ĐIỆN

Chương 3: Sơ đồ khai thác năng lượng

Chương 3: Sơ đồ khai thác năng lượng

Đập
TLưu

HLưu

HLưu
TLưu

Âu tàu

Tràn

Âu tàu

Đê quay TL

NM thủy điện

NM thủy điện

Đê quay HL

21

PGS. TS. Nguyễn Thống

22

PGS. TS. Nguyễn Thống

THỦY NĂNG & THỦY ĐIỆN

THỦY NĂNG & THỦY ĐIỆN

Chương 3: Sơ đồ khai thác năng lượng

Chương 3: Sơ đồ khai thác năng lượng

ĐIỆN THUỶ TRIỀU
Biên độ triều  cột nước khai thác.

Biển

Tua bin
dạng
Capsul

VANNE
TURBINE

Vịnh (hồ chứa)

ĐC. Phát
điện

NGUYÊN LÝ KHAI THÁC ĐIỆN THUỶ TRIỀU
23
PGS. TS. Nguyễn Thống

Cánh
tau bin

24

PGS. TS. Nguyễn Thống

4


THỦY NĂNG & THỦY ĐIỆN

Chương 3: Sơ đồ khai thác năng lượng

HẾT

25

PGS. TS. Nguyễn Thống

5