Aprovechamientos Hidroeléctricos
Autor: Cuesta Diego,Luis, Vallarino, Eugenio
- Páginas: 1100
- Tamaño: 17x24
- Edición: 2ª
- Idioma: Español
- Año: 2014
- 60,00 Euro
Este libro es fruto de una colaboración entre los dos autores, que incorpora la gran experiencia de Luis Cuesta y la extensa documentación por él aportada. La aportación de Eugenio Vallarino se ha concentrado en los diez primeros capítulos y ha sido esporádica y puntual en los restantes, y general en la elaboración, revisión y sugerencias en el conjunto de la obra.
Es importante destacar la escasez de publicaciones técnicas en castellano en relación con el estudio y diseño de los aprovechamientos hidroeléctricos; por ello es oportuna la publicación de esta nueva reedición del texto presente, el cual recoger los aspectos más relevantes sobre la materia y proporciona un documento útil para la docencia en cursos de especialidad y de máster y ser un elemento básico de consulta para los profesionales.
Tabla de contenidos
PLANTEAMIENTOS GENERALES
1. Conceptos básicos
1. Introducción
2. Potencial bruto
3. Esquemas básicos
3.1. Saltos de pie de presa
3.2. Saltos en derivación o fluyentes
3.3. Salto con presa y conducción en presión
3.4. Resumen
4. Potencia y energía efectivas
5. Problemas derivados de la variabilidad de caudales
6. Centrales subterráneas
7. Centrales reversibles
8. Captaciones
9. Elementos de cierre y protección
10. Centrales hidroeléctricas en aprovechamientos de uso múltiple
11. Componentes de un aprovechamiento hidroeléctrico
12. Definiciones básicas
13. Otras definiciones
14. La energía hidroeléctrica y el medio ambiente
Bibliografía
2. Mercado electrónico
1. Características generales
2. Curvas de carga
2.1. Introducción
2.2. Curvas de carga diarias
2.3. Curvas monótonas
3. Producción y consumo de energía eléctrica
4. Tipos de centrales de generación
4.1. Introducción
4.2. Centrales térmicas (CT)
4.2.1. CT de vapor (CV)
4.2.2. Turbinas de gas (TG)
4.2.3. Ciclo combinado (CC)
4.2.4. Centrales Diesel
4.2.5. Tendencia actual
4.3. Centrales hidroeléctricas
5. Coste de las centrales
6. Función de las centrales de generación en el sistema
7. Potencia garantizada
7.1. Sistemas preponderantemente térmicos
7.2. Sistemas preponderantemente hidráulicos
8. Valoración de los proyectos hidroeléctricos
8.1. Térmica de referencia
8.2. Valoración
8.2.1. Potencia
8.2.2. Energía
8.3. Equivalencia energética
8.4. Condiciones especiales
Bibliografía
3. Aprovechamiento integral de una cuenca
1. Introducción
2. Información de partida
3. Potencial energético
3.1. Potencial lineal bruto
3.2. Potencial técnico
3.3. Análisis energético
4. Aprovechamiento del potencial energético
5. Estudio de los embalses
5. 1. Introducción
5.2. Regulación
5.3. Evaluación
5.4. Nivel mínimo de operación
6. Modelo de simulación
7. Construcción escalonada
Bibliografía
4. Dimensionamiento de los aprovechamientos hidroeléctricos
1. Introducción
2. Proceso de definición de un proyecto hidroeléctrico
3. Criterios de evaluación
4. Criterios de dimensionamiento
5. Centrales fluyentes
6. Centrales con regulación
6.1. Estudio de regulación
6.2. Potencia garantizada
6.3. Dimensionamiento del proyecto
6.3.1. Capacidad de embalse
6.3.2. Potencia instalada
6.4. Centrales con embalse de uso múltiple
7. Optimización de la conducción
7.1. Introducción
7.2. Conducción en lámina libre
7.3. Conducciones en presión
7.4. Captaciones
8. Evaluación de proyectos
9. Influencia del mercado
10. Estudio financiero
Bibliografía
OBRAS DE TOMA Y CONDUCCIÓN
5. Tomas
1. Tipología
2. Ubicación
3. Tomas en embalses de regulación
3.1. Embocadura
3.2. Rejas
3.3. Transición
3.4. Sección de compuertas
3.5. Pérdida de carga
4. Tomas en presas de derivación
4.1. Introducción
4.2. Bocal
4.3. Límpiarrejas
4.4. Sumergencia
4.5. Instalaciones complementarias
5. Captaciones
6. Tomas en los esquemas reversibles
7. Desarenadores
7.1. Función
7.2. Dímensionamiento y tipología
7.3. Desarenadores discontinuos
7.4. Desarenadores continuos
Bibliografía
6. Canales
1. Introducción
2. Régimen permanente
2.1. Introducción
2.2. Condiciones críticas
2.3. Movimiento uniforme
2.4. Movimiento variado
3. Régimen variable
4. Trazado
4.1. Canal exterior
4.2. Canal en túnel
4.3. Acueductos y sifones
5. Revestimiento
5.1. Introducción
5.2. Consideraciones sobre la inclinación del revestimiento
5.3. Espesor
5.4. Juntas
5.5. Drenaje
6. Sección tipo
7. Cámara de carga
Bibliografía
7. Túneles en presión
1. Introducción
2. Estado tensional de un macizo rocoso
2.1. Fuerzas gravitatorias
2.2. Efecto de la topografía
2.3. Esfuerzos tectónicos
2.4. Efectos residuales
3. Distorsión del estado tensional
4. Decompresión
5. Investigaciones geotécnicas
6. Procedimientos de excavación
6.1. Explosivos
6.2. Excavación mecánica
7. Trazado
7.1. Trazado en planta
7.2. Trazado en perfil
8. Sección tipo
9. Sostenimiento provisional
9.1. Bulones de anclaje
9.2. Hormigón proyectado
9.3. Cerchas de acero
9.4. Otros tipos
10. Revestimiento
10.1. Finalidad
10.2. Consideraciones generales
10.3. Construcción
10.4. Criterios de diseño
10.4.1. Espesor
10.4.2. Revestimiento para presión interna
10.4.3. Revestimiento para cargas externas
10.5. Inyecciones
11. Túneles sin revestimiento
11.1. Introducción
11.2. Características hidráulicas
11.3. Criterios de diseño
11.4. Tapones
Bibliografía
8. Chimeneas de quilibrio: funcionamiento y tipología
1. Finalidad
2. Funcionamiento
2.1. Cierre
2.2. Apertura
3. Consideraciones sobre el dimensionamiento
3.1. Tipos de maniobra
3.2. Estabilidad
4. Tipología
4.1. Introducción
4.2. Chimenea simple
4.3. Chimenea con cámaras
4.4. Chimenea con estrangulamiento
4.5. Chimenea diferencial
4.5. Tipos mixtos
4.6. Tipos especiales
5. Cámaras de aire comprimido
6. Chimeneas en la descarga
7. Disposiciones constructivas
7.1. Ubicación
7.2. Cámaras
7.3. Estrangulamiento
7.4. Cubierta
Bibliografía
9. Chimeneas de equilibrio: cálculo
1. Introducción
2. Ecuaciones básicas
3. Cálculo
3.1. Cálculo analítico
3.2. Cálculo numérico
3.2.1. Método de Pressel
3.2.2. Método de Escande
3.2.3. Casos especiales
4. Condiciones para el dimensionamiento
4.1. Tipo de maniobra
4.2. Estrangulamiento óptimo
5. Estabilidad
6. Cálculo simplificado
6.1. Procedimiento de A. Gardel
6.2. Cálculo expedito
6.3. Chimeneas diferenciales
7. Chimenea en la descarga
7.1. Introducción
7.2. Ecuaciones básicas
7.3. Cálculo numérico
7.4. Estabilidad
Bibliografía
10. Golpe de ariete
1. Consideraciones previas
2. Influencia de la deformabilidad de la tubería y del agua
3. Ecuaciones generales
4. Celeridad de las ondas de presión
5. Ecuaciones simplificadas
5.1. Introducción
5.2. Ecuaciones de Allievi
5.2.1. Cierre rápido
5.2.2. Cierre lento (t > T)
5.2.3. Apertura lenta
6. Método de las características
6.1. Introducción
6.2. Integración
6.3. Sistemas complejos
6.4. Proceso de cálculo
6.5. Condiciones de contorno
6.5.1. Introducción
6.5.2. Embalse o depósito
6.5.3. Válvula en la descarga (aguas abajo)
6.5.4. Nudos interiores
6.5.5. Válvulas intermedias
6.5.6. Chimenea de equilibrio
7. Transitorios ocasionados por las turbinas
7.1. Introducción
7.2. Efectos de los transitorios sobre la tubería y el grupo
7.3. Ley de cierre
7.4. Sobrevelocidad
7.5. Condiciones de borde
7.6. Transitorios ocasionados por la regulación
Bibliografía
11. Tuberías en presión
1. Introducción
2. Solicitaciones
3. Materiales
4. Criterios de dimensionamiento
4.1. Rugosidad
4.2. Caudal equivalente
4.3. Sección óptima
4.4. Criterio de agotamiento de la sección
5. Disposición
5.1. Trazado
5.2. Apoyos
5.3. Tipos de tubería
5.4. Macizos de anclaje
5.5. Piezas especiales
5.5.1. Codos
5.5.2. Bifurcaciones
5.5.3. Dispositivos de acceso
6. Cálculo de las tuberías exteriores
6.1. Apoyos
6.2. Esfuerzos circunferenciales
6.3. Esfuerzos longitudinales
6.3.1. Efecto viga
6.3.2. Esfuerzos axiales
6.3.3. Esfuerzos térmicos
6.3.4. Tensiones secundarias
6.3.5. Vigas anulares de apoyo
6.3.6. Pandeo
6.3.7. Piezas especiales
6.4. Dimensionamiento
6.5. Control de calidad
7. Protección anticorrosiva
Bibliografía
12. Pozos en presión
1. Introducción
2. Excavación
2.1. Excavación convencional
2.2. Excavación mecánica
3. Tipos de pozos en presión
3.1. Pozos sin revestimiento
3.2. Pozos con revestimiento de hormigón
3.3. Pozos blindados
4. Trazado
5. Cálculo de los blindajes
5.1. Criterios de dimensionamiento
5.2. Presión interior
5.3. Presión exterior
5.3.1. Introducción
5.3.2. Método de Amstutz
5.3.3. Método de Jacobsen
5.3.4. Comparación
5.3.5. Pandeo de la chapa entre rigidizadores
6. Protección anticorrosiva
Bibliografía
CENTRALES HIDROELÉCTRICAS
13. Equipo hidromecánico principal
1. Introducción
2. Clasificación
3. Turbinas Pelton
3.1. Rodete
3.2. Inyectores
3.3. Eje
3.4. Distribuidor
3.5. Carcasa y foso
4. Turbinas Francis
4.1. Cámara espiral y antedistribuidor
4.2. Distribuidor
4.3. Rodete
4.4. Eje
4.5. Tapas de la turbina
4.6. Tubo de aspiración
5. Turbinas Kaplan
5.1. Rodete
5.2. Tapas de la turbina
5.3. Cámara espiral y antedistribuidor
5.4. Turbinas sin cámara espiral
5.4.1. Turbinas bulbo
5.4.2. Turbinas bulbo en pozo
5.4.3. Turbinas en S
5.4.4. Turbinas tubulares
6. Turbinas Deriaz
Bibliografía
14. Turbinas: conceptos básicos
1. Introducción
2. Análisis energético
3. Análisis cinemático
3.1. Introducción
3.2. Turbinas de acción
3.2. Turbinas de reacción
4. Leyes de semejanza
4.1. Turbinas semejantes
4.2. Coeficientes de velocidad
4.3. Invariantes de las turbinas semejantes
4.4. Valores reducidos
5. Velocidad específica
6. Velocidad síncrona
7. Velocidad de embalamiento
8. Cavitación
9. Clasificación de las turbinas
10. Curvas caractarísticas
Bibliografía
15. Dimensionamiento y selección de turbinas
1. Introducción
2. Tipo de turbina
3. Disposición
4. Predimensionamiento
5. Dimensionamiento de las turbinas
5.1. Proceso de cálculo
5.2. Turbinas Francis (TF)
5.2.1. Velocidad específica
5.2.2. Altura de aspiración
5.2.3. Dimensiones del rodete
5.2.4. Dimensiones de la cámara espiral
5.2.5. Dimensiones del tubo de aspiración
5.3. Turbinas Kaplan (TK)
5.3.1. Velocidad específica
5.3.2. Altura de aspiración
5.3.3. Dimensiones del rodete
5.3.4. Dimensiones de la cámara espiral
5.3.5. Dimensiones del tubo de aspiración
5.4. Turbinas Bulbo (TB)
5.4. Turbinas de reacción
5.4.1. Número de chorros
5.4.2. Velocidad específica
5.4.3. Dimensiones del rodete
5.4.4. Dimensiones de la carcasa
5.4.5. Distribuidor
6. Comparación de turbinas
6.1. Introducción
6.2. Turbinas Kaplan vs turbinas Bulbo
6.3. TB
6.4. TF vs TK
6.5. TFvsTP
7. Consideraciones sobre el tubo de aspiración
Bibliografía
16. Alternadores
1. Introducción
2. Características principales
2.1. Potencia
2.2. Velocidad síncrona
2.3. Momento de inercia
2.4. Tensión de generación
3. Componentes principales
3.1. Rotor
3.2. Estator
3.3. Eje
3.4. Cojinetes
3.5. Crucetas
3.6. Frenos
3.7. Refrigeración
3.7. Sistema de excitación
4. Disposición de los cojinetes
4.1. Grupos verticales
4.2. Grupos horizontales
5. Dimensionamiento preliminar
5.1. Estator
5.2. Rotor
6. Montaje
7. Alternadores-motores
8. Transformadores
9. Otros equipos eléctricos
10. Centro de control
Bibliografía
17. Regulación
1. Introducción
2. Sistemas eléctricos
2.1. Red aislada
2.2. Red infinita
2.3. Control de frecuencia
3. Reguladores
3.1. Tipos de reguladores
3.2. Parámetros de regulación
4. Curvas de estatismo
5. Tipos de regulación
6. Funciones adicionales
7. Equipo hidraúlico de regulación
8. Indice de estabilidad
9. Válvulas de regulación de presión
Bibliografía
18. Equipos y sistemas auxiliares
1. Introducción
2. Válvulas de protección
2.2.1. Válvulas de mariposa
2.2.2. Válvulas esféricas
2.2.3. Compuertas cilíndricas
2.3. Ataguía en la descarga
3. Equipo de elevación
4. Sistema de agua de refrigeración
5. Sistema de drenaje
6. Sistema de aire comprimido
7. Sistema contra incendios
7.1. Sistema de agua
7.2. Sistema de CO2
8. Sistema de ventilación
9. Sistema de agua de servicio
10. Otros servicios
Bibliografía
19. Centrales. Tipología
1. Introducción
2. Número de grupos
3. Centrales exteriores
3.1. Presa-central
3.2. Centrales de pie de presa
3.3. Centrales separadas de la presa
4. Centrales subterráneas
5. Centrales en pozo
6. Tipos especiales
7. Contraembalses
Bibliografía
20. Centrales exteriores
1. Introducción
2. Disposición general
2.1. Implantación
2.2. Planta
2.3. Alzado
2.4. Equipos auxiliares
2.5. Dependencias auxiliares
3. Dimensionamiento
3.1. Vanos principales
3.2. Arca de descarga y montaje
4. Organización estructural
4.1. Cimentación
4.2. Infraestructura
4.3. Superestructura
4.3.1. Apoyo del alternador
4.3.2. Solicitaciones
4.3.3. Muros y cubiertas
5. Centrales con grupos de eje horizontal
5.1. TF y TP
5.2. TK Horizontales
6. Subestación
6.1. Ubicación de los transformadores
6.2. Ubicación de la subestación
7. Accesos
Bibliografía
21. Centrales subterráneas
1. Introducción
2. Ubicación de la caverna
3. Válvulas de protección
4. Ubicación de los transformadores
4.1. Introducción
4.2. Instalación exterior
4.3. Instalación interior
4.4. Análisis comparativo
4.5. Galería de barras
4.6. Generación en alta tensión
5. Dimensionamiento de la central
5.1. Disposición general
5.2. Dimensionamiento
5.3. Forma de la caverna
5.4. Excavación
5.5. Revestimiento
5.6. Volúmen de la caverna principal
6. Dispositivos auxiliares
6.1. Introducción
6.2. Galería de reconocimiento
6.3. Galerías de acceso y de cables
6.4. Galerías y cavernas en el entorno de la central
6.4.1. Conducciones hidráulicas
6.4.2. Galería de válvulas y de ataguías
6.4.3. Caverna de transformadores
6.4.4. Chimenea de equilibrio
6.4.5. Galerías auxiliares
6.5. Apoyos del puente grúa
6.6. Falso techo
7. Implantación
7.1. Distribuidor y colector
7.2. Ubicación de los grupos
7.3. Área de servicios
Bibliografía
22. Centrales reversibles
1. Introducción
2. Función de las CR
3. Tipología de las CR
3.1. CR de tipo mixto
3.2. CR de bombeo puro
4. Configuración general de un esquema reversible
4.1. Elementos integrantes
4.2. Equipo hidromecánico principal
4.3. Disposición
4.4. Rango de saltos utilizados
4.5. Selección de emplazamientos
5. Funcionamiento de las TB
5.1. Curvas características
5.2. Estabilidad
5.3. Altura de aspiración
5.4. TB de una etapa con saltos mayores que 500 m
5.5. Operación de las TB en comparación con las T convencionales.
6. Características de las TB
6.1. TB de una etapa
6.2. TB multietapa
6.3. Grupos Ternarios
6.4. TB regulables de dos etapas
6.5. Variación de frecuencia
7. Sistemas de arranque
7.1. Introducción
7.2. Desanegado
7.3. Sistemas de arranque
7.4. Duración de las maniobras
8. Tipos de central
8.1. Introducción
8.2. Centrales exteriores
8.3. Centrales en pozo
8.4. Centrales subterráneas
9. Dimensionamiento
9.1. Embalses
9.2. Conductos hidráulicos
9.3. Chimenea de equilibrado
9.4. TB
9.4.1. Procedimiento Vevey
9.4,2. Procedimiento de Siervo y Lugaresi
9.4.3. Modelo
9.5. Central
Bibliografía
23. Minicentrales
1. Antecedentes
2. Condicionamientos económicos
3. Esquema general
4. Dimensionamiento
5. Obras civiles
5.1. Minicientrales de nueva planta
5.2. Rehabilitación o ampliación de aprovechamientos existentes .
5.3. Aprovechamiento de infraestructuras existentes
6. Equipo hidromecánico principal
6.1. Introducción
6.2. Selección y dimensionamiento de turbinas
6.3. Consideraciones sobre el rendimiento
6.4. Saltos de baja caida
6.5. Saltos de caída media o alta
6.5.1. TF
6.5.2. TP
6.5.3. Turbinas Michell-Banki
6.5.4. Turbinas Turgo
6.6. Consideraciones generales sobre el equipo mecánico
7. Equipo eléctrico
8. Consideración
