Hidrológiai Közlöny, 2014 (94. évfolyam)
2014 / 2. szám - Terlaky Fanni: A szivattyús energiatározók szerepe az energiatermelésben és a magyarországi alkalmazás lehetőségei
72 A magassági vonalvezetésnél fontos szempont volt, hogy a csővezetékek a tározókba úgy csatlakozzanak, hogy mindig legyen felettük legalább 1 méteres vízborítás, azaz legalább egy méterrel a puffer-térfogat vízszintje alatt legyenek. A másik fontos kikötés, a vízerőtelep elhelyezését érintette, miszerint a gépházat a kavitáció veszély miatt az alsó tározó vízszintje alá kell helyezni. Az alábbi ábra azt mutatja meg, hogy az átlagos esés ismeretében, mekkora szívómagasságra (alsó tározó vízszintjének és a vízerőtelep 37. ábra: Átlagos esés és a szívómagasság kapcsolata /27/ Mivel esetemben az átlagos esés 255 m, ezért a szívómagasságnak kb. 44 m-nek kell lennie. Az alsó tározó vízszintje abban az esetben a legalacsonyabb, amikor a felső tározó tele van, ezért ebből a szintből kell levonnunk a 44 m-t. Számításomban ez a következőképpen alakult: 235,4 mB.f.— 44 m = 191,4 mB.f.. Ezt az értéket 5 méterre lefele kerekítve megkaptam a vízerőtelep BaltT feletti magasságát: 190 m. Ezek után már fel tudtam venni a csővezetékek magassági vonalvezetését. A csőhidraulikai számításokhoz szükségem volt a cső. vezetékek hosszára, ami a hossz-szelvény, illetve a helyszínrajz alapján már meghatározható volt. A számítás első lépése a vízhozam meghatározása volt a legkedvezőtlenebb állapotban, azaz amikor a felső tározó tele van, az alsó tározóból pedig csak a mozgatott víztömeg hiányzik. Ebben az esetben az esésmagasság 294,6 m. A vízhozam meghatározására teljesítmények meghatározásánál már bemutatott összefüggést alkalmaztam azzal a különbséggel, hogy ebben az esetben a Q volt az ismeretlen a P, pedig 600 MW. így a vízhozam: H ír ne, In P g ' s ,Ez az a vízhozam, ami szétosztódik a csővezetékekre azok darabszáma alapján. A csővezetékek hidraulikai méretezését a folytonossági egyenlet (Q = A • V ), illetve a Bernoulli egyenlet alapján Yi Pl ^2 V l r 2g r 2g ^ p i z, + — + végeztem el. A folytonossági egyenlet segítségével Q = Av->v = = ß a különböző csőátmérőkhöz tartozó sebességek vizsgálatát tudtam elvégezni. A cél az volt, hogy az áramlási sebesség a csővezetékekben 10 m/s alatt maradjon. A 10. táblázatban ennek a feltételnek a teljesülését, vagy nem teljesülését a „megfelel”, vagy „nem felel meg” kifejezések jelölik. HIDROLÓGIAI KÖZLÖNY 2014. 94. ÉVF. 2 SZ. A Bernoulli egyenlettel az energiaveszteségeket tudtam meghatározni a különböző kiindulási esetekben. Ezen esésmagasságok és vízhozamok mellett ajánlott, hogy az energiaveszteség értéke az egyes esetekben ne haladja meg a 10 métert. A 10. táblázatban ennek a feltételnek a teljesülését, vagy nem teljesülését a „megfelel”, vagy „nem felel meg” kifejezések jelölik. Az energiaveszteség két részből tevődik össze: helyi jellegű, illetve súrlódási veszteségekből. A számításaim során a helyi jellegűek közül a belépési és a kilépési veszteségeket, a súrlódásinál pedig a hossz menti veszteségeket vettem figyelembe. így a teljes energiaveszteség a következő összefüggés a- lapján számítható: 2>=£. / 2 . v2 , v2- + A----------h .----2g d 2g 2g Az első tag a belépési veszteség, ahol: <%be - a belépési veszteségtényező értéke, mivel lekerekített belépést feltételeztem: 0,5 v2---- - a sebességmagasság 2 g A második tag a hossz menti súrlódási veszteség, ahol: A - a csősúrlódási tényező értéke acélcső esetén: 0,02 1 - a teljes csőhossz d - a csőátmérő 3/1 - a sebességmagasság 2 g A harmadik tag a kilépési veszteség, ahol: H - a kilépési veszteségtényező értéke, mivel nyomás alatti víztérbe történik a kilépés: 1,0 3/1 - a sebességmagasság 2 g A csővezetékek hidraulikai számítását többféle csőátmérő és darabszám változatra is elvégeztem, amelyek eredményeit a 10. táblázat mutatja. A kapott értékek alapján elmondható, hogy az acélcsövek helyett akár betoncsöveket is alkalmazhatnánk, hiszen a sebességek 3 és 4 m/s körül mozognak és egy amerikai ajánlás alapján a 255 méteres esésmagasságoknál az áramlási sebességeknek betoncsövek esetén 3,5 m/s, míg acélcsövek esetében 7 m/s körülinek kell lennie (lásd. 33. és 34. ábra). Biztonsági okokból, és a várható mozgásokkal szembeni nagyobb ellenállásából kifolyólag, illetve a rendelkezésre álló adatok hiányosságai miatt azonban célravezetőbbnek tartom az acélcsövek alkalmazását. A leggazdaságosabb megoldás kiválasztása érdekében mindenképpen szükség lenne egy költség-haszonelemzésre, hogy ki lehessen választani az optimális csőátmérő és darabszám változatot, azonban véleményem szerint a túl nagy darabszám alkalmazása nem a legkifizetődőbb megoldás, így elsősorban a 6, illetve 5 méter átmérőjű csöveket alkalmazó változatok további vizsgálatát javasolnám.
