Hidrológiai Közlöny 1959 (39. évfolyam)

2. szám - Kertai Ede: Folyami vízerőművek általános elrendezésének új irányai

Kertaí E.: Folyami vízerőművek elrendezésé Hidrológiai Közlöny 1959. 2. sz. 99 hogy az elrendezéssel jelentős eszköz van a kezünkben a vízerőkészlet kihasználásának fokozására, mert mind gazdasági, mind pedig áramlástechnikai szempontból nagyobbfokú kihasználást tesznek lehetővé. Ezúttal is szeretném nyomatékosan ráterelni a figyelmet egy — az előző két elrendezésből leszármaztatható — már korábban publikált javaslatomra, a megosztott erőmű csőturbinás változatára, mivel meggyőződésem, hogy megfelelő adottságok esetén ez az elrendezés a legjobb megoldást jelenti [23].' A vízerőművek különleges elrendezésének említett két főtípusának közös jellemzője, hogy a szokásos elrendezéstől eltérően a vízerőtelep nem külön építmény, hanem beépül a duzzasztóműbe. Ezáltal tetemes megtakarítást lehet építési költségekben, anyagban és időben elérni. Mindkettőnél kedvezőek az áramlási viszonyok, mert az átfolyó víz a meder teljes szélességében, egyenletesen oszlik meg. Hidraulikai szempontból különösen kedvezőek a viszonyok az esésnövelés számára. Vannak viszont előnyös, és hátrányos tulajdonságok is, amelyek csak az egyik vagy másik elrendezésnél jelentkeznek. így például a megosztott vízerőtelepnél jelentős előny a szakaszos építés és üzem lehetősége. A gáttestbe épített vízerőtelepnél alkalmazott csőturbina is számos előnyt jelent : kisebb méretek, gépsúlyok, magasabb alapozás, csigaház elmaradása, könnyű szerelés, kedvezőbb áramlási viszonyok. Hordalékos és szélsőséges vízjárású folyón azonban a gáttestbe épített vízerőtelep nem felel meg. A fix gáttestbe épített fenékleeresztők nem elegendők sem a hordalék, sem az árvíz levezetésére, s így egyrészt feliszapolódás, másrészt pedig jelentős túlduzzasztás következik be. Ebből a szempontból viszont a megosztott erőmű kifogástalanul megfelel. A pillérek között elhelyezett mozgó gáttestek lehetővé teszik a hordalék és árvíz levezetését. Szinte önként kínálkozik a lehetőség a két változatot célszerűen úgy egyesíteni egy harmadik megoldássá, hogy megtartsuk belőlük ami jó és elhagyjuk, ami hátrányos. Ez a gondolat vezetett arra, hogy a megosztott erőmű pillérjeibe vízszintes, csigaháznélküli turbinacsatornát tervezzünk és abba csőturbinát építsünk. Egyszerűen érthetetlen számomra, hogy amikor a megosztott vízerőtelepnek és a gáttestbe épített vízerőtelepnek rendkívül gazdag irodalma van, ezt a lehetőséget nem dolgozták ki a szakértők. Egyedül H. Fentzloff-nál találtam utalást egy ilyen lehetőségre, de minden megjegyzés, értékelés nélkül. Pedig véleményem szerint, ha külön-külön elfogadjuk a két elrendezés előnyét, akkor az egyesített változat elébe helyezendő azoknak. A legújabb szakirodalomban Böhler [26] és Cardinal von Widdern [30] megjegyzései igazolják elgondolásom helyességét. A 28. ábra bemutatja a VIZITERV-nek egy hazai kisebb vízfolyásra javaslatom szerint elkészített tervét. Ennek a változatnak az alkalmazási lehetőségeire ugyanaz áll, mint amit a gáttestbe épített vízerőtelepre az előzőekben megállapítottam, azzal 28. ábra. Szigeterőmű csőturbinával (Szerző javaslata) 0uz. 28. ModeAb r3C c npnM0m0HH0ü rnypöunoü (no npedAOMcehtuw aemopa) Abb. 28. Inselkraftwerk mit Rohrturbine (Vorschlag des Verfassers) a bővítéssel, hogy ez hordalékos és szélsőséges vízjárású vízfolyásoknál is alkalmazható. Minthogy pedig hazai vízfolyásaink túlnyomó része ilyen, remélni merem, hogy kedvezően fogja befolyásolni azok kihasználási lehetőségét. 3. Folyami vízerőművek hidraulikai teljesítőképessége Valamely vízerőmű hidraulikai teljesítőképességének jellemzésére azt a viszonyszámot javaslom felvenni, amely megmutatja, hogy adott kiépítési vízhozam és duzzasztási szint esetén az elméletileg termelhető energiamennyiségnek ténylegesen hány százalékát termeli. A kettő közötti eltérés a veszteség, amely hidraulikai okokra vezethető vissza. A kiépítési vízhozamnál kisebb vízhozamok tartományában ez két részből tevődik össze : az üzemvíznek a vízerőtelephez való hozzá- és elvezetéséből származó áramlási veszteségekből, valamint a turbina veszteségéből. Ez utóbbi, mint közismert, a csigaház, a turbina és a szívócsatorna együttes veszteségét jelenti. A továbbiakban függetlenítsük magunkat a turbina hatásfokától és a hidraulikai hatásfokkal csak a hozzá- és elvezetés során fellépő veszteségeket fejezzük ki. Mennél kisebb ez a veszteség, annál jobb a vízerőtelep hidraulikai hatásfoka. Vegyük még ehhez hozzá azt a többletet, amit a nagyobb vízhozamok tartományában a fölösleges víz energiájából esésnövelés révén lehet megszerezni, akkor ez együtt fejezi ki a vízerőmű hidraulikai teljesítőképességét. Az előbbi fogalommeghatározás és elnevezés hasonlít Grzywienski „duzzasztómű hidraulikai teljesítő képességéhez". Ezen azonban Grzywienski az egész vízerőmű vízemésztőképességét értette, különösen árvízi körülmények között [17]. Amint azt már előzőekben kifejtettem a vízerőmű hidraulikai teljesítőképességének növelésével jelentősen emelhetjük a termelhető energiamennyiséget, azaz végső soron a folyószakasz kihasználtsági fokát. Minthogy a hidraulikai veszte-