Vis enkel innførsel

dc.contributor.advisorMortensen, Robert S.
dc.contributor.authorBrandtsegg, Konrad M.
dc.contributor.authorLangedal, Kristin H.
dc.date.accessioned2019-08-23T14:10:37Z
dc.date.available2019-08-23T14:10:37Z
dc.date.issued2019
dc.identifier.urihttp://hdl.handle.net/11250/2610475
dc.description.abstractUtbyggingen av vannkraftverk fikk en solid fremdrift etter andre verdenskrig. Spesielt i 60-årene startet flere nye kraftverker opp og flere av de er bygd i fjell. Teknikkene for driving av tunneler har endret seg de siste 70 årene. Høyere presisjon, mer effektiv drift og bedre sprengstoffer er noen av stikkordene for forskjeller ved tunneldriving nå mot før. Bruken av bly i sprengstoff er kanskje en av de viktigste forskjellene man bør merke seg. Eldre vannkrafttunneler ble ofte bygd for å opprette enn vannhastighet på 2-3m/s noe som ikke er optimalt etter dagens standard på 1 m/s. Det ligger store potensialer i å forbedre eksisterende tverrsnitt eller å anlegge en ny parallell tunnel ved denne type kraftverker. Tunnsjødal kraftverk som startet opp i 1963 faller under denne beskrivelsen. Vannhastigheten i tilløpstunnelen er opp mot 2 m/s, dette medfører ekstra store friksjonstap i tunneltverrsnittet. De eksisterende tunnelene er underdimensjonert med 1,9 ganger middelvannføringen, normalt for nye tunneler er 0,8-0,9 ganger middelvannføring. For en råsprengt tunnel med ujevn overflate opererer man med Manningstall rundt 30, og råsprengt normal for 35. Manningstallet ved Tunnsjødal er målt til 21 i tilløpstunnel og 17 i avløpstunnel. Dette ligger langt under akseptabelt nivå. Det lave Manningstallet er et resultat av underdimensjonert tverrsnitt og friksjonstap som følge av ruheten i tunneltverrsnittet og singulærtap fra store rasmasser og løsrevet dekke som blokkerer uniformiteten til vannstrømmen. Alternativer for reduksjon av dette friksjonstapet kan være lønnsomt på sikt. Hver cm av falltap i et kraftverk er et direkte tap av potensiell inntekt. Dette må igjen veies opp mot kostnadene en eventuell utbedring vil påløpe seg. I denne oppgaven er det gått nærmere inn på ny tunnel, strossing og rensk. Strossing av eksisterende tunnel til dobbel størrelse gir, ved Manningstall på 35, et falltap på 2,48 m. Det må påberegnes nedetid og tapt produksjon eller en fordeling av arbeidet over flere år for å unngå produksjonstap. Ved å danne en parallelltunnel vil det totale falltapet utgjøre 9,27 m for tunnelen. Dette er noe høyere enn ved utstrossing da vannmengden må fordeles over to tverrsnitt. Fordeler med parallelltunnel er kort nedetid av anlegg, redundans ved vedlikehold, reparasjoner og annet uforutsett. Falltapet kan reduseres med enda noen meter dersom rensk av eksisterende tunnel får høyere ruhet enn benyttet i beregningen.
dc.description.abstractThe construction of hydropower plants got a solid boost after WW2. In the 1960’s the building of new powerplants started and several of them where built inside of mountains. The techniques for tunneling have changed over the last 70 years. Better precision, higher efficiency and better explosives is some of the keywords when it comes to the differences in tunneling then and now. The use of lead in explosives is one of the most important differences one should note. Older hydropower plant tunnels were often built to maintain the water velocity at 2-3 m/s, which is suboptimal after todays standard of 1 m/s. There is a great potential in improving existing cross section or building a new parallel tunnel at these powerplants. Tunnsjoedal powerplant, which were put online in 1963, falls under this description. The velocity in the headrace tunnel is up to 2 m/s, this causes a large head loss when the water flows through the tunnel. The existing tunnels is under dimensioned with a target of 1,9 times the median water level, normal for new tunnels is 0,8-0,9 times the median water level. For a rough blasted tunnel with an uneven surface it is expected get a manning’s number of approximately 30, a rough blasted tunnel with a more even surface gives a manning’s number of approximately 35. The manning’s number in Tunnsjoedal is measured to 21 in the headrace tunnel and 17 in the tailrace tunnel. This is far from an acceptable number. The low manning’s number is a result of under dimensioned cross section and friction influences in the form of uneven surfaces and singular losses caused by large masses of rocks. In addition, there is also large pieces of old concrete and asphalt slabs that’s been ripped up from the flooring, laying around in the tunnel. Alternatives for reduction of head loss may prove profitable in the long run. Every inch of head loss in a powerplant is a direct loss of potential profits. This must be compared to the expenses of a possible improvement. In this paper the possibilities of a new parallel tunnel, expanding the existing tunnel and improving the existing tunnel is explored. Back ripping of the existing headrace tunnel up to double its original size results in a total head loss of 2,48 m including an increase of the manning’s number up to 35. Back ripping does involve downtime time and loss of production, unless the construction time is distributed over several years. By constructing a parallel headrace tunnel the total head loss will be 9,27 m. The manning’s number is set at 35 for the new and 30 for the old tunnel. The total head loss is higher than with back ripping because the water flows through two separate tunnels. Advantages such as reducing downtime for the powerplant during construction and being able to production during maintenance and revisions in one of the tunnels should be considered. Some additional meters of head loss can be cut if the scaling manages to increase the manning’s number up to 35 or higher.
dc.languagenob
dc.publisherNTNU
dc.titleUtbedring av falltap i eldre kraftverkstunneler
dc.typeBachelor thesis


Tilhørende fil(er)

FilerStørrelseFormatVis

Denne innførselen finnes i følgende samling(er)

Vis enkel innførsel