turbina pelton Hydroart
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IMPIANTO SULL'ADIGE
È un impianto a grande portata ed a piccolo salto, situato in riva destra, immediatamente a sud di Verona, dove l'Adige scorre tortuoso sopra una pianura a lievissima pendenza.
Una prima presa è costituita da uno sbarramento del tipo Poiree attraverso il ramo vecchio dell'Adige; l'acqua viene immessa in un canale (detto Milani) quasi intieramente in trincea e completamente rivestito di muratura cementizia, lungo circa 7 km. della portata massima di mc. 60.
Detto canale fa capo al bacino di carico, che rappresenta un'espansione del canale stesso, della superficie di mq. 15.000; esso è munito di sifoni autolivellatori sistema Gregotti.
La Centrale di Sorio utilizza un salto di circa 10,50 ed è attrezzata con 6 gruppi turbina-alternatore della potenza di 1600 H.P. e 5 trasformatori trifasi 3300-50000 V. e 3300-65000 V., da 1500 KVA.
Lo scarico avviene direttamente nell'Adige.
La seconda presa (S. Caterina), che si trova a circa 1 km. più a valle, dove l'Adige sì è già riunito in un unico ramo, comprende due paratoie cilindriche della luce di m. 32 ed
una terza di m. 12, e si completa con uno sbarramento a diga PoirŽe di 44 m.: segue un canale, parte a mezza costa e parte in trincea della lunghezza di circa 1.500 m. e della portata massima di 80 mc.
La Centrale di Colombarolo, con un salto di m. 7,50 è capace dell'erogazione massima di 42 mc. al 1": vi sono installati quattro gruppi turbina-alternatore della potenza complessiva di 32000 H.P. i quali producono direttamente la corrente alla tensione di distribuzione (10.000 V).
Lo scarico avviene nell'Adige. L'eccedenza d'acqua derivata rispetto alla portata delle turbine, dal bacino di carico con canale parallelo al fiume, della lunghezza di circa 3 km. quasi tutto a mezza costa, con alta arginatura di riporto, viene immessa nel bacino di carico della centrale di Sorio, aumentandone fino a circa 90 mc. al 1" la portata media utilizzabile.
Le due paratoie cilindriche della luce di m. 30 (che per le loro dimensioni costituiscono il più grande sbarramento di tale tipo esistente in Italia) e così pure i 4 km. di canale fra la Centrale di Colombarolo e quella di Sono sono stati eseguiti nell'immediato dopo guerra; il resto delle opere, centrali comprese, tranne qualche lieve moficazione, risale al 1909.
IMPIANTO DEL BRASIMONE
Gli impianti sono intesi a sfruttare l'alto bacino del Setta, affluente in destra del fiume Reno, il bacino del Gambellato e quello del Brasimone.
Le acque, regolate da tre serbatoi, vengono tutte convogliate in tre centrali in sponda destra del Brasimone.
La Centrale di Santa Maria (primo salto) riceve le acque dell'alto Brasimone, che ha un bacino imbrifero di 14,5 kmq. regolate da un serbatoio di 6.600 mil. di mc. con un salto di 315 m.
Nella stessa Centrale verranno utilizzate le acque dell'alto Setta (serbatoio: 1,500 mil. di mc., salto 152 m., bacino imbrifero: 26 kmq.).
Le acque di scarico di questa centrale, aggiunte al contributo di 15 kmq. di b.i. del medio Brasimone, regolate da un piccolo serbatoio di 0.350 mil. di mc. vengono convogliate con un lungo canale in galleria alla vasca di carico del secondo salto, e di qui nella centrale delle Piane, dove si ha il salto di 170 m.
Nello stesso laghetto verranno condotte le acque del medio Setta e del Gambellato; le prime captate mediante una semplice briglia e provenienti da un b.i. di 8 kmq., le altre regolate da un 8erbatoio di ... mil. di mc. e defluenti da un bacino imbrifero di 39 kmq.
La terza centrale di Lagaro, sorgerà a valle di quella delle Piane, di cui utilizzerà le acque di scarico assieme al contributo dei 22 kmq. di b.i. del basso Brasimone, in un salto di 35 metri.
La produzione di energia annua media è di 11 mil. di KWh nella centrale di S. Maria, per l'alto Brasimone, e di 8,4 per l'alto Setta. Nella centrale delle Piane si producono 11 mil. di KWh per l'alto e medio Brasimone; 9,4 mil. di KWh per l'alto Setta; e 16 mil. di KWh per il medio Setta e il Gambellato.
Infine nella centrale di Lagaro si produrranno, a impianti superiori ultimati, 9 mil. di KWh.
La produzione totale degli impianti del Brasimone ammonterà così a circa 65 mil. di KWh annui, di cui quasi la metà regolati.
Gli impianti eseguiti sono attualmente:
l'alto Brasimone, che funziona dal 1911, e il secondo salto, che funziona dall'aprile del 1925 con una produzione media complessiva di 22 mil. di KWh annui.
Seguirà l'impianto dell'Alto Setta, modificando opportunamente la centrale dell'Alto Bnasimone.
L'ultimo impianto da eseguire sarà il terzo salto, la cui modesta caduta necessita del contributo d'acqua di tutti i 125 kmq. di bacino imbrifero del Setta, Gambellato e Brasimone.
PRIMO SALTO: ALTO BRASIMONE
Il torrente Brasimone nasce presso il displuvio fra l'Appennino bolognese e l'Appennino toscano, a oltre m. 1000 sul livello del mare.
Nella parte più alta la vallata del Brasimone è pianeggiante, fino a raggiungere la gola delle Scalere, stretta fra le anenarie eoceniche, che rappresentano nell'Appennino bolognese le roccie più solide e più adatte come materiale da costruzione.
Subito a valle della stretta delle Scalere, il torrente Brasimone presenta una forte pendenza per un percorso di circa 3 km.
Segue un pendio relativamente dolce sino alla confluenza col Setta, dopo un percorso complessivo di circa 20 km.
Il primo salto utilizza, come si è detto, un bacino imbrifero di kmq. 14,5, compresi fra
la cerchia appenninica e la stretta delle Scalere costituita da - una angr'sta e solida porta fra due pareti a picco.
IDROLOGIA.
Nei quindici anni trascorsi si sono effettuate regolari misure, riscontrando deflussi variabili annualmente da 11,1 mil. di mc. a 26 mil. di mc. con una media di 18,8 mil. di mc.
N può dirsi che questi minimi e massimi rappresentino l'eccezione, perché il minimo e il massimo di secondo grado sono rispettivamente 14,8 mil. di mc. e 25,5 mil. di mc.
I mesi invernali presentano le più forti oscillazioni.
È soltanto nei mesi di marzo e aprile che è possibile fare assegnamento su deflussi di almeno 1 mil. di mc: mentre i valori medi non eccessivamente si discostano dai minimi e dai massimi.
In sede di progetto venne fissata una capacità utile del serbatoio di 5,600 mil. di mc. come necessaria alla regolazione completa del torrente, per ottenere un deflusso continuo costante di litri 500 al 1".
I dati raccolti nei 15 anni di esercizio hanno permesso di stabilire una portata di litri 485 al 1" per una capacità di 6,6 mil. di mc. quale è attualmente la capacità del serbatoio del Brasimone.
DIGA DELLE SCALERE.
È impostata al termine della conca naturale, probabile sede di un antico lago, su arenarie resistenti con stratificazione e pendenza verso monte, dando così ogni garanzia contro le infiltrazioni anche sotto forte carico di acqua.
Planimetricamente la diga è ad arco di cerchio di soli m. 74.50 di raggio all'estradosso.
Il piano roccioso di fondazione nel punto più basso si trova alla quota (797), mentre le opere di scarico di piena progettate limitavano alla quota (829) il livello massimo di ritenuta; la sezione della diga venne così calcolata per una ritenuta di m. 32.
Successivamente, fatti sicuri dall'esperienza circa la perfetta stabilità della diga, si sopraelevò sino alla quota (829,50) il livello dello sfioratore.
Il profilo adottato è quello triangolare con paramento a monte quasi verticale e paramento a valle con pendenza di 3 di altezza su 2 di base.
In corona lo sviluppo del muro sull'asse del coronamento è di m. 158, mentre alla base è di m. 20.
Lo spessore al coronamento è di m. 4, alla base di m. 22.
Il piano superiore del coronamento è adattato per strada carrozzabile, e si trova ad oltre un metro sul più alto livello del lago.
Subito a valle della diga si ha in destra il Rio Rinaldino, il cui contributo d'acqua è portato dentro al serbatoio, mentre il tratto inferiore riceve le acque dello scaricatore di superficie.
Questo ha uno sviluppo di m. 60, ed è sussidiato da una paratoia collocata in testa al canale di scarico, per un più rapido smaltimento delle piene.
Fra la quota di presa (805) e la quota dello sfioratore, si ha un invaso di 6,600 mil. di mc.
CONDOTTA.
Dalla diga parte una condotta quasi orizzontale del diametro di 1 m. che si sviluppa a mezza costa per una lunghezza di m. 2677, ora in trincea, ora portata da pilastri. La condotta è in lamiera di acciaio chiodata, con spessore variabile da mm. 4,5 a mm. 5.
Una piastra quadrata in ghisa di 3 metri di lato, protegge l'imbocco della tubazione sul paramento a monte della diga. Nello stesso modo è imboccata la condotta di scarico.
La condotta orizzontale fa capo al tubo di oscilazione, posato sul fianco del monte, per uno sviluppo di 130 m.
Ha diametro di 2 metri e spessore variabile da 7 a 10 mm.
Entro il tubo di oscifiazione versa l'acqua di Rio Canala, sul quale sono costruite le opportune opere di presa.
La condotta forzata propriamente detta ha uno sviluppo di 920 m., è costituita da tronchi in lamiera di acciaio di 860 mm. di diametro costante, saldati longitudinalmente e trasversalmente chiodati con giunzione a bicchiere.
Lungo la condotta forzata, che presenta 15 livellette, si hanno altrettanti giunti di dilatazione.
Lo spessore varia da 7 a 19 mm.
All'arrivo in centrale della condotta forzata, si ha una chiusura a saracinesca, con comando idraulico a by-pass; segue il tubo distributore con diametro decrescente da 800 a 500 mm.
CENTRALE DI SANTA MARIA.
L'edificio sorge in riva al Brasimone, ed ha il lato maggiore disposto parallelamente alla condotta forzata.
Nella sala macchine sono installate 3 Pelton da 1800 KW per 0,920 mc. al 1", 420 giri, direttamente accoppiate ad alternatori 5000 Volt 42 periodi. L'eccitazione è data da due dinamo da 110 KW ciascuna 750 giri, azionate da turbine distinte.
Le turbine sono di fabbricazione Escher Wyss; hanno servomotori a pressione d'olio, e sono fatte per funzionare con salto variabile da m. 272 a m. 320.
Gli alternatori, forniti dall'A. E. G., sono fatti per funzionare a pieno carico con fattore di potenza 0,75.
Il rendimento complessivo di un gruppo èrisultato 0,76.
Nella cabina di trasformazione sono installati: N° 2 trasformatori da 2600 KVA per il servizio a 50 periodi e N° 3 trasformatori da 2500 KVA per il servizio a 42 periodi.
La tensione di 5000 V. generata dalle macchine viene direttamente distribuita nei paesi vicini, mediante due linee, delle quali una scende la valle del Brasimone, passando per la centrale del secondo salto, dove la tensione di macchina è qui pure di 5000 Volt.
In centrale sono installati anche 2 indicatori, con trasmissione elettrica a distanza, del livello dell'acqua nel laghetto a valle dello scarico, e dell'altezza della lama stramazzante nel canale di derivazione per il secondo salto.
SECONDO SALTO
Poco più di 600 m. a valle dello scarico della Centrale di S. Maria, il torrente Brasimone si restringe notevolmente fra roccie sufficientemente solide per l'impostazione di una diga.
Qui fu costruita nel 1916-17 una traversa in muratura, dell'altezza massima di m. 11 sul piano di fondazione creando così un laghetto che ha la superficie di 90.000 mq. alla quota di sfioro (504,59) e un invaso utile di circa 350.000 mc., essendo la quota di presa (1500,19).
Sopra il ciglio della diga si elevano 6 piloni in muratura, che dividono la lunghezza in 5 luci, di cui le due di sinistra sono chiuse con paratoie in ferro alte 4 metri, manovrabili con argani fissi, mentre le tre in destra sono chiuse per la medesima altezza con panconi in cemento armato.
Questi panconi, costituiti ciascuno da 10 travi in cemento armato di 40 cm. d'altezza, sono asportab“li in caso di necessità, mediante organi mobili su carrello.
Dopo una griglia verticale e una paratoia in ferro comandata a distanza dalla Centrale di S. Maria, segue la vasca di calma con paratoia di scarico, e una griglia orizzontale dove l'acqua derivata stramazza nel canale.
In destra, dalla parte opposta della presa, si ha lo scarico d“ fondo con valvola a farfalla manovrabile a mano.
Il canale corre in sinistra del Brasimone per un tratto di circa 400 m., per immettersi in un ponte canale, alto circa 30 m. sul fondo del torrente, poi prosegue in destra sino alla camera di carico.
Prima del ponte canale si raccorda un tronco di canale che fa capo, dopo circa 600 m. di percorso, a una camera di carico circolare da cui parte la condotta forzata per un salto di circa 35 metri, utilizzato dal 1917 alla primavera del 1925 nella centrale provvisoria del Corgnolo.
Questa Centrale, costruita rapidamente durante la guerra per far fronte a“ crescenti bisogni della distribuzione, ha un gruppo costituito da una turbina doppia Francis da 1500 KW. 630 giri accoppiata ad un alternatore 5000 Volt 42 periodi con eccitatrice coassiale.
Mentre il primo tratto della condotta, sino al ponte canale e di qui alla camera di carico della Centrale del Corgnolo, ha una portata massima di 6 mc. al 1", il tratto di canale invece dal ponte canale in poi ha una portata doppia (sezione netta di mq. 5,50, pendenza 1,1 per 1000).
Il canale di derivazione, salvo il primo tratto di 400 m. è dunque stato costruito per ricevere il contributo d'acqua anche del Setta e del Gambellato.
Dalla presa allo sbocco nella camera di carico, la condotta ha una lunghezza di m. 7441,57; sul suo percorso si hanno tre ponti canale di notevole mole; la maggior parte è in galleria, pochissima stabilità presentando superficialmente i terreni da attraversare.
Anche in galleria si incontrarono notevoli difficoltà per la presenza di argille scagliose, inframmezzate da messi calcarei, con numerose sorgenti d'acqua e anche getti di gas.
La camera di carico è costruita in località Balzo dei Corvi, ed è ricavata a mezza costa con uno scavo di circa 15.000 mc. di terra. La capacità utile è di 11.000 mc. compreso anche il rigurgito nell'ultimo tratto del canale in galleria.
La platea appoggia sul dorso di strati di roccia arenaria, sul fondo è stata fatta una gettata di calcestruzzo di cemento dello spessore minimo di m. 0,25, interrotta trasversalmente ogni 10 m. da un giunto di dilatazione in catrame.
In corrispondenza dei giunti si ha una rete di drenaggi, scolante sotto la platea in un cunicolo ispezionabile.
Lo scarico del troppo pieno è a stramazzo in un canale ricavato nel muro perimetrale per una lunghezza di m. 50.
Lo sfioro e lo scarico di fondo sono raccolti in una vasca, dalla quale parte un tubo in cemento gettato in posto.
Questo ha sezione circolare nel primo tratto con diametro interno di m. 1,40, poi sezione ellittica di m. 1,50 per m. 1. Il tubo in cemento immette nel canale di scarico delle turbine, sotto il pelo d'acqua minimo dello scarico stesso.
Dalla camera di carico parte attualmente una sola condotta forzata in lamiera di acciaio chiodata.
La sede è però predisposta per ricevere una seconda tubazione.
L'opera di presa è costituita da una piccola vasca, costruita in testa alla camera di carico, colla quale comunica mediante una apertura di m. 3 per 4, difesa da una griglia inclinata e comandata da una paratoia in ferro, che costituisce l'unica chiusura automatica e a mano.
La condotta forzata, del diametro interno di m. 1,50, ha una lunghezza di circa m. 400.
Essa è ancorata a 4 blocchi in muratura e sostenuta nei tratti rettilinei da pilastretti, alla distanza di 6 metri.
Essa presenta tre livellette, sovrapassando la strada provinciale di Castiglione dei Pepoli, a mezzo di un ponte con piedritti in muratura e volte in calcestruzzo di m. 9 di luce, a sesto ribassato e corda inclinata verso valle.
Subito a valle di questo manufatto, all'inizio della livelletta di maggior pendenza, è installata una valvola automatica per l'ingresso dell'aria per il caso di vuotatura rapida della tubazione.
CENTRALE DéLLE PIANE
Essa sorge nel greto del torrente Brasimone, preventivamente deviato contro la sponda sinistra.
Si è così potuto ricavare il posto necessario per la centrale, col vantaggio di utilizzare il detto alveo come canale di scarico.
Per impedire eventuali erosioni del torrente è stata costruita, subito a valle della centrale, una briglia in muratura, la quale serve anche come opera di presa per il terzo salto.
La sala macchine è costruita per tre gruppi di cui sono installati due.
Ciascun gruppo comprende una turbina Francis ad asse orizzontale in camera forzata a spirale; 5.000 KW, 840 giri, fornite dalla Riva-Calzoni.
Gli alternatori sono accoppiati rigidamente, e possono dare 5000 KW con fattore di potenza uguale all'unità.
Si è preferito generare a Bologna, all'arrivo cioè delle linee che convogliano l'energia prodotta dalle centrali del Brasimone, l'energia reattiva richiesta dalla distribuzione, anziché ingombrare con essa le linee e le macchine generatrici.
Le eccitatrici sono coassiali, di 45 KW di potenza.
Essendo gli alternatori di tipo chiuso, si provvede alla ventilazione con un cunicolo che riceve l'aria fresca dall'esterno.
Addossata alla sala macchine sorge la cabina di trasformazione, ed il quadro di comando è situato sopra un piano rialzato di pochi decimetri sul pavimento della sala macchine.
I trasformatori, del Tecnomasio Italiano, sono da 5000 KVA con raffreddamento a circolazione d'olio entro refrigerante a circolazione d'acqua derivata dalla condotta forzata.
Il rapporto di trasformazione a pieno carico e fattore di potenza 0,8 è 5/57,5 KV. con commutatore per la presa ausiliaria a 52.500 Volta.
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