Hidrológiai Közlöny, 2014 (94. évfolyam)
2014 / 2. szám - Terlaky Fanni: A szivattyús energiatározók szerepe az energiatermelésben és a magyarországi alkalmazás lehetőségei
68 HIDROLÓGIAI KÖZLÖNY 2014. 94. ÉVF. 2 SZ. vek vízszintes, illetve magassági vonalvezetésének a meghatározása. A magassági vonalvezetés kialakításának szempontjából fontos volt, hogy a csővezetékek a tározókba úgy csatlakozzanak, hogy mindig legyen felettük legalább 1 méteres vízborítás, azaz a puffer-térfogat vízszintje alatt legalább egy méterrel legyenek. A másik fontos kikötés, a vízerőtelep elhelyezésével volt kapcsolatos, miszerint a gépházat a kavi- táció 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 szintjének a különbsége méterben) van szükség. A táblázat alapján jól kivehető, hogy a maximálisan elérhető teljesítmény meghaladja a 700 MW-os teljesítményt. További számításokkal és költségbecsléssel, meghatározhatnánk, hogy kisebb gátmagasságokkal, kisebb tározótérfogatok alkalmazásával és 600 MW-os teljesítménnyel gazdaságosabb-e a rendszer, mint a fent ismertetett esetben. Munkában ennek a vizsgálatára nem került sor. Csővezeték hidraulikai ellenőrzése Az előző alfejezetben láthattuk, hogy a kialakított SZÉT az elérhető teljesítmény szempontjából megfelel a Nemzeti Terv által előírt feltételeknek, sőt 100 MW-tal még túl is tudja teljesíteni. A következő lépés a nyomó-, és szívócsövek vízszintes, illetve magassági vonalvezetésének a meghatározása. 120,0 100,0 E . 80,0 .I 40,0 £ 20,0 0,0 0,0 100,0 200,0 300,0 Átlagos esés - m 34. ábra: Átlagos esés és a szívómagasság kapcsolata (27] A magassági vonalvezetés kialakításának szempontjából fontos volt, hogy a csővezetékek a tározókba úgy csatlakozzanak, hogy mindig legyen felettük legalább 1 méteres vízborítás, azaz a puffer-térfogat vízszintje alatt legalább egf méterrel legyenek. A másik fontos kikötés, a vízerőtelep elhelyezésével volt kapcsolatos, miszerint a gépházat a kavij táció 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 szintjének a különbsége méterben^ van szükség. ■ Tervezetemben az átlagos esés 360 m, ezért a szívóma, gasságnak kb. 53 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 az 53 m-t. Számításomban ez a következőképpen alakult: 230,2 m B.f. - 53 m = 177,2 m B.f. Ezt az értéket lefele kerekítettem 5 méterre megkaptam) a vízerőtelep Balti feletti magasságát: 175 m. így már fej tudtam venni a csővezetékek magassági vonalvezetését,. A hossz-szelvény, illetve a helyszínrajz alapján meg tudtam határozni a nyomó-, illetve szívócsövek hosszát, melyek segítségével el tudtam végezni a csőhidraulikai számításokat. A számítás első lépése a vízhozam meghatározása a legkedvezőtlenebb állapotban, azaz amikor a felső tározó tele van, az alsó tározóból pedig csak a mozgatott víztömeg hiányzik. Ebben az esetben az esésmagasság 379,8 m. Az összefüggés, amelyet a vízhozam meghatározására alkalmaztam, megegyezik a teljesítmények számításánál alkalmazottal, azonban jelen esetben a Q az ismeretlen a P, pedig 600 MW. így a vízhozam: q =_______P_________ 190>19 B ■ rjT ' 1g ám-p-g ’ í 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 + pL+v[ = z + £L+vj_+yh ] alapján végeztem el. y 2g y 2g ^ VJ A folytonossági egyenlet segítségével Q= A ■ v-> v = a különböző csőátmérőkhöz tartozó sebességek vizsgálatát tudtam elvégezni. A cél az volt, hogy az áramlási sebesség a csővezetékekben 10 m/s alatt maradjon. A 7. táblázatban ennek a feltételnek a teljesülését, vagy nem teljesülését a „megfelel”, vagy „nem felel meg” kifejezések jelölik. 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 7. táblázatban ennek a feltételnek a teljesülését, vagy nem teljesülését a „megfelel”, vagy „nem felel meg” kifej ezések j elölik. 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: zA - Zu ■—+<!;» ■— 2 g d 2 g 2 g Az első tag a belépési veszteség, ahol: <%be - a belépési veszteségtényező értéke, mivel lekerekített belépést feltételeztem: 0,5 A - a sebességmagasság 2 g A második tag a hossz menti súrlódási veszteség, ahol: Á - a csősúrlódási tényező értéke acélcső esetén: 0,02 / - a teljes csőhossz d - a csőátmérő A •a sebességmagasság 2 g A harmadik tag a kilépési veszteség, ahol: <A - a kilépési veszteségtényező értéke, mivel nyomás alatti víztérbe történik a kilépés: 1,0 v - a sebességmagasság 2 g A csőhidraulikai számítást különféle csőátmérő és darabszám párosításra is elvégeztem, melyek eredményeit a 7. táblázat mutatja. A kapott értékek alapján elmondható, hogy az acélcsövek helyett akár betoncsöveket is alkalmazhatnánk, hiszen a sebességek 3 és 4 m/s között változnak és
