Das ist der Titel der Präsentation Assessment di condotte forzate: … · 2018. 1. 30. ·...

Das ist der Titel der Präsentation

01. Januar 2016

Assessment di condotte forzate: metodologia ed

esempio centrale di Cardano

Convegno: organi di intercettazione e di

sicurezza

12.05.2017

Assessment di condotte forzate, metodologia ed esempio

centrale di Cardano

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Schema della presentazione

PARTE 1 – Delibera provinciale

PARTE 2 – Metodologia di studio per gli assessment

PARTE 3 – Applicazione alla centrale di Cardano: studio del colpo d’ariete

associato agli organi di sicurezza

Musterkapitel, Beispielthema

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centrale di Cardano

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Punto di partenza


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Delibera provinciale 26 aprile 2016

«Disposizioni per migliorare la sicurezza per impianti soggetti all'obbligo di

concessione per l'utilizzo di acque pubbliche per la produzione di energia

elettrica»

Art 1- Obiettivo ed ambito di validità:

• migliorare la sicurezza e la funzionalità di impianti idroelettrici;

• verifiche da effettuarsi periodicamente;

• obbligo per tutti gli impianti idroelettrici.

Art. 2 - Obblighi e responsabilità:

• i Concessionari sono responsabili per tutti i danni a persone e cose che possono verificarsi a

seguito dell’esercizio della loro concessione;

• obbligati su propria iniziativa ed a propri costi;

• incaricare, per l’esecuzione delle verifiche di sicurezza di cui alla presente delibera, a proprie

spese, una tecnica abilitata o un tecnico abilitato.

Art. 3 – Analisi del rischio: valutazione dei rischi che possono essere generati dall’impianto nel suo

complesso o dai singoli componenti. quando e per quali centrali

Non viene indicata una metodologia di analisi!


centrale di Cardano

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Non viene indicata una metodologia di analisi!

Art. 4 – Le verifiche delle condotte forzate e delle condotte di adduzione in pressione quando e per

quali centrali.

Art 5 – Canali a pelo libero

Art. 6 – Organo di chiusura per centrali > 50 kW, controlli ogni 6 mesi

Art. 7 – Sistemi di misura differenziale quando e per quali centrali.

Art. 8 – Registro per disfunzioni rilevanti ai fini della sicurezza

Art. 9 – Rapporti di prova

Art. 10 – Denominazione di funzioni

Art. 11 – Caso di non osservanza: revocata la concessione


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Stato attualeStato originale Previsione

Dal 1927 2015/7 2040 e oltre

Domande di base:

• Qual è lo stato attuale delle condotte forzate?

• Le condotte forzate potranno ancora essere esercite per i prossimi decenni?

• Quali interventi sono necessari e quali consigliati per metterle in sicurezza?

Obiettivi

Asseverazione di tutte le condotte forzate secondo

riferimento legislativo LP 26-04-2016


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Sviluppo dello studio


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Attività specialistiche eseguite

Analisi della risposta strutturale

• Analisi idraulica

• Analisi statica

• Analisi sismica

Analisi del rischio associato all’antropizzazione

Esami degli organi di sicurezza

Cronistoria

Analisi topografica

Analisi geologica/geotecnica

Indagini metallurgiche

Indagini sui calcestruzzi


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Attività specialistiche eseguite



• Analisi statica

• Analisi sismica

Analisi del rischio associato all’antropizzazione

Esami degli organi di sicurezza

Cronistoria

Analisi topografica

Analisi geologica/geotecnica

Indagini metallurgiche

Indagini sui calcestruzzi


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Organizzazione del progetto

Comitato tecnico (Alperia

Greenpower)

Specialisti

PROJECT MANAGER

Supervisore esterno


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Temi affrontati

Rilievo topografico

MetallurgiaCalcestruzzo

Statica e sismica

Organi di sicurezza

Analisi del rischio

Indagine idraulica „transitori“

Geologia


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centrale di Cardano

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Esempio: centrale di Cardano


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Schema generale dell‘impianto

H=462 m slm

V=290.000 m3

Galleria a pelo libero

L=15 km

V=150.000 m3


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Schema generale dell‘impianto

Hscarico=277 m slm

DH=164 m

Qmax=90 m3/s

5 turbine Francis

P=600 GWh


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Componenti idraulici dell‘impianto

5 condotte forzate:

Anno di costruzione: 1927-29;

Metalliche in ~ 178 virole;

L=330 m circa;

DN=2800/2500/1900 mm;

Si = 7 – 27 mm;

Q = 5 x 23 m3/s;

Pendenza: min 60%, max 70%;

Parte superiore:

Virole in lamiera di acciaio dolce;

Giunti chiodati;

DN=2800 mm.

Parte inferiore:

Virole bollite, chiodatetrasversalmente e blindate, conanelli fucinati di un solo pezzo;

Coprigiunti chiodati;

DN=2500


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Organi di sicurezza

5 Paratoie piane:

• Anno installazione: 1995;

• Ditta: ATB;

• Dimensioni: 3,18 x 3,35 m

• Sezione: 10,65 m2;

• Modo di chiusura: a gravità;

• Tempo di chiusura 2009: da 32‘‘ (Gr5) a 46‘‘ (Gr3, 2010);

• Tempo di apertura 2009: da 6‘ 18‘‘ (Gr3, 2010) a 6‘ 33‘‘ (Gr2);

• Dispositivo di chiusura: palmola, per sovravelocità;

• Tipologia sgancio a distanza: lo sgancio avviene alla diseccitazione di una elettrovalvola da C.le Cardano

• Riempimento lento della condotta attraverso portella 300 x 300 mm


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Organi di sicurezza

5 Valvole rotative:

Nella condizione aperta, il corpo rotativo della valvola è coassiale al tubo.

Nella condizione chiusa:

• Il corpo rotativo è perpendicolare all‘asse della tubazione;

• un disco si posiziona a chiusura dell‘uscita, chiuso a pressione dall‘acqua che entranella camera;

• Il disco non è fissato rigidamente;

• La tenuta perfetta si ha attraverso un anello di tenuta in bronzo su cui il disco poggia.

Per la manovra di apertura:

• si scarica la pressione nella camera a monte del disco attraverso la saracinesca di „scarico pressione“;

• Il corpo rotativo gira.


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Modalità di spegnimento e accensione delle macchine

Valv. rotativa

Scarico sincrono

bypass

T


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Simulazione idraulica


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Descrizione generale del modello

Hydraulic System: modello monodimensionale;

Calcola i transitori, equazione di Allievi;

Considerata la prima condotta;

Modellazione della chiusura del distributore per simulazione delle perdite.

y = -0.2526x2 - 0.0046x + 0.4765R² = 0.9982

0.000

0.050

0.100

0.150

0.200

0.250

0.300

0.350

0.400

0.450

0.500

0 0.2 0.4 0.6 0.8 1

coef

fici

ente

di p

erd

ita

apertura


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RISULTATI - CASO 1

CASO 1: chiusura lineare, tempi di chiusura 90 e 50 sec;

mmdistributore

scarico sincrono

14.00

14.70

15.40

16.10

100 120 140 160 180 200 220 240 260

pre

ssio

ne [

bar]

tempo [s]

14.00

14.70

15.40

16.10

100 120 140 160 180 200 220 240 260

pre

ssio

ne [

bar]

tempo [s]


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0

0.5

1

1.5

2

2.5

0

5

10

15

20

25

30

100 150 200 250

port

ata

[m

3/s

]

tempo [s]

Portata attraverso il distributore

Portata attraverso lo scaricosincrono

RISULTATI - CASO 2

15,6 bar

Simulazione = 17,4 barMisure = 17 bar 9 picchi in 12 sec

Simulazione = 15,1 barMisure = 13,9 bar

CASO 2: chiusura lineare, tempo di chiusura 90 sec e brusca chiusura finale (verifica del

modello);

mmdistributore

scarico sincrono


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7.00

9.00

11.00

13.00

15.00

17.00

19.00

21.00

23.00

200 210 220 230 240 250 260 270 280

pre

ssio

ne

[b

ar]

tempo [s]

RISULTATI - CASO 3

9,6 bar

21,7 bar

CASO3=0,69 picchi al secCASO2=0,75 picchi al sec

CASO 3: chiusura da operatore, tempo di chiusura 90 sec e brusca chiusura finale, senza

apertura dello scarico sincrono;

mmdistributore

scarico sincrono


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centrale di Cardano

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Conclusioni


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Asseverazione

• Buono stato di conservazione, attestata la sicurezza di esercizio;

• Descritti gli interventi necessari, indicando priorità e tempistica. Ad esempio:



Installazione di un sistema di

monitoraggio delle pressioni in

tempo reale lungo le condotte

Priorità:

Alta

Breve termine (con

la sostituzione delle

VR)

• L’analisi descritta è stata definita per impianti complessi come Cardano. Altri impianti

non presentano le stesse criticità e la stessa importanza strategica, per cui la

metodologia sarà adeguata.

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01. Januar 2016

Grazie dell’attenzione


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Art. 3 – Quando si deve fare un’analisi del rischio?

- Nel corso dell’interessamento: per una nuova concessione

- Alla richiesta di rinnovo: per impianti potenza nominale > 50 kW

- Ogni 10 anni per impianti potenza nominale > 220 kW

- Entro il 30.06.2018 concessioni rilasciate prima del 31.01.2006

e

con una potenza nominale > 220 kW.

- in ogni momento in casi motivati per impianti una potenza nominale < 50 kW.


Art. 4 – Le verifiche delle condotte forzate e delle condotte di adduzione in pressione. Quando?

- per impianti potenza nominale > 50 kW

ogni 10 anni (a partire dalla data di rilascio della concessione)

prima del rinnovo di concessione

in casi di specifiche indicazioni o disturbi esterni

entro il 30/06/2018 (se concessione rilasciata prima del 30.01.2006)

- per impianti potenza nominale > 50 kW e in caso che è stata effettuata una verifica sulle condotte

forzate e la concessione rilasciata prima del 31.01.2006

anche sulle restanti condotte di adduzione in pressione

- per impianti potenza nominale <= 50 kW

nel corso del rinnovo

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