Determination of economical diameter of steel penstocks in hydropower plants

Abstract

ÖZET HİDROELEKTRİK SANTRALLERDE ÇELÎK CEBRÎ BORULAR İÇİN EKONOMİK ÇAP BELİRLENMESİ KUTLUAY, Lütfi Yüksek Lisans Tezi, İnşaat Müh. Bölümü Tez Yöneticisi: Doç. Dr. Al i GÖNYAKTI Şubat 1991, 105 Sayfa Türkiye, gelişme çizgisine ve nüfus artışına bağımlı olarak giderek artan enerji gereksinimini karşılamak durumundadır. Bunun için de hidroelektrik potansiyelinin kullanım yüzdesinin arttırılması bir zorunluluk haline gelmiştir. Planlanan yeni hidroelektrik santrallerinin proje ve yapımı ise, önemli parasal kaynak yanında en son uygulamaların da bilinmesini gerektirmektedir. Hidroelektrik santrallerde, gerekli debiyi reservuardan türbinlere ulaştıran cebri borular, baraj gövdesi ve santral binasından sonra en önemli yapılardan biridir. Dayanım ve yapım kolaylığı açısından genelde çelik, cebri boru malzemesi olarak tercih edilmektedir. -v-Cebri boru tasarımında önemli kriterlerden bir.i ekonomik çap seçimidir. Ekonomik çelik cebri boru çapı, proje debisini olası en az düşü kaybı ile türbinlere ulaştıran ve ekonomik açıdan da en ucuz olan çap olarak tanımlanabil ir. Bu çalışmada, ekonomik çap bulunmasında kullanılan yöntemler irdelenmiş ve çapı etkileyen unsurlar araştırılmıştır. Bu çerçevede, değişik cebri boru yerleşimlerine göre ekonomik çap analizi yapan bir bilgisayar programı ve ekonomik çapı yaklaşık olarak hesaplayan ampirik bir bağıntı geliştirilmiştir. Anahtar kelimeler: Hidroelektrik santral, cebri boru, ekonomik çelik cebri boru çapı, ekonomik çap analiz programı, ekonomik çap için ampirik bağıntı Bilim Kodu: 624.01.01 -vı-

ABSTRACT DETERMINATION OF ECONOMICAL DIAMETER OF STEEL PENSTOCKS IN HYDROPOWER PLANTS KUTLUAY, Lütfi M.S. in Civil Eng. Supervisor: Assoc. Prof.Dr.Al i GÜNYAKTI February 1991, 105 Pages Turkey, should provide the increasing energy requirement which is a function of the increase of population and the level of development. So, Turkey has to increase the percentage utilization of her hydropower potential. The planning and construction of new hydropower plants require the knowledge of modern techniques and monetary sources. In hydroelectric power plant installations, besides the dam itself and the powerhouse the third important structure is the penstock. Penstocks are closed conduits which are carrying water from forebay to the turbine. Due to its strength and ease of construction generally steel is used as construction material for penstocks. -i i i-The most important criteria for penstock design is the selection of the economical diameter. The economical steel penstock diameter can be defined as, the diameter which can transmit the required discharge to the turbine with the least possible head loss and with the minimum construction cost. In this study, the methods for the economical diameter calculations are investigated and factors effecting the diameter are studied. As a result of this study a computer programme is developed to make detailed economical analysis for. different penstock sizes and also an empirical formulae is developed to calculate the economical penstock diameter approximately. Key words: Hydroelectrical power plant, penstock, economical steel penstock diameter, economical analysis programme for penstocks, empirical formulae for economical diameter Scientific Code: 624.02,01 -iv-