<Desc/Clms Page number 1>
Wasserkraftanlage.
Gegenstand der Erfindung ist eine Wasserkraftanlage für stark schwankenden Oberwasserspiegel, wie er insbesondere an Reservoirdämmen auftritt, wenn die Reservoire zeitweise entleert werden. Es liegt dann häufig der Fall vor, dass die Sekundenwassermenge bei kleinem Gefälle gross, bei grossem Gefälle dagegen klein ist. Im Gegensatz hiezu steigt die Schluckfähigkeit jeder Turbine mit dem Gefälle. Nun liegt aber gerade ein praktisches Bedürfnis darin, die Ausnutzung der Wasserkraft in die Richtung zu treiben, dass die erzielte Leistung annähernd konstant bleibt.
Um nun den Widerspruch zwischen der Turbinencharakteristik und den örtlichen Gefällsverhältnissen auszugleichen, wurden bereits die verschiedensten Anordnungen vorgeschlagen. Hiezu gehören in erster Linie die bekannten Anordnungen der wahlweisen Parallel-und Hintereinanderschaltung von Turbinen. Als Nachteil dieser Anordnungen ist jedoch die komplizierte Wasserführung anzusehen, welche durch den Wechsel der Schaltweise bedingt wird. Ein weiterer Nachteil liegt in der durch die Saugrohrverhältnisse erzwungenen Tieflegung aller Turbinen, wodurch die Baukosten sehr hoch werden.
Diese Nachteile bleiben auch dann bestehen, wenn zwischen Reihen-und Parallelbetrieb der Einzelbetrieb einer der beiden Turbinen als dritter Betriebszustand vorgesehen ist.
Die Erfindung gibt nun eine Wasserkraftanlage an, welche bei durchaus einfacher Wasserführung eine äusserst wirtschaftliche Ausnutzung der Wasserkraft in sehr weiten Gefällsgrenzen gewährleistet.
Im Sinne der Erfindung ist nämlich die Anordnung so getroffen, dass von zwei bei hohem Wasserstand
EMI1.1
licher Bauart ausgebildeten Vorschaltturbine verarbeitet.
Weiters werden beide Turbinen in einfachster Weise auf einer gemeinsamen lotrechten Welle derart angeordnet, dass die Vorschaltturbine über jenem Oberwasserspiegel zu liegen kommt, bis zu welchem die Niederdruckturbine das Gefälle vorteilhaft allein verarbeitet. Der Wechsel zwischen den beiden Betriebszuständen, Reihenbetrieb und Einzelbetrieb der nachgeschalteten Turbine, erfolgt dann zwangsläufig selbsttätig, indem bei Absinken des Oberwasserspiegels unter eine Grenze die Beaufschlagung der Vorschaltturbine unterbrochen wird. Im Gegensatz zu den bekannten Anordnungen mit abwech- selnder Hintereinander-und Parallelschaltung erübrigt es sich daher, zwischen den beiden Turbinen Klappen vorzusehen, eine Anordnung, die bei grossen Einheiten entweder gar nicht oder nur unter Anwendung komplizierter Konstruktionen denkbar ist.
Fig. 1 der Zeichnung stellt den Erfindungsgegenstand in Anwendung auf eine in einem Reservoirdamm eingebaute Turbinenanlage dar. Auf der lotrechten Turbinenwelle W sind übereinander eine
EMI1.2
über einen Schützeneinlauf SH mit dem Reservoir in Verbindung. Die untere Turbine Ty ist gleichfalls durch einen (selbstverständlich weit grösser bemessenen) Schützeneinlauf SN mit dem Oberwasser, zugleich aber auch mit dem Saugrohr Zy der Vorschaltturbine in Verbindung.
Die Höhenlagen der beiden Turbinen sind so gewählt, dass bei hohem Wasserstand HOW die beiden Turbinen unterhalb des Oberwasserspiegels zu liegen kommen, bei niedrigem Wasserstand NOW die Niederdruckturbine TN jedenfalls noch voll beaufschlagt ist und bei einem bestimmten unter Bedaehtnahme auf die Eigenschaften der
<Desc/Clms Page number 2>
Niederdruckturbinen gewählten mittleren Wasserstand MOW die Vorschaltturbine trockengelegt wird, d. h. sich nur mehr leer in Luft dreht.
Die Bedienung der Anlage wird in der Weise erfolgen, dass bei hohem Wasserstand die obere Schütze SH geöffnet und die untere Schütze SN geschlossen wird. Sobald das Oberwasser etwa auf das Niveau MOW gesunken ist, wird man die untere Semite öffnen, so dass die Vorschaltturbine Tv nunmehr unmittelbar beaufschlagt wird.
Die Fig. 2 und 3 zeigen schematisch die Anwendung der Erfindung für den Fall, dass das Maschinenhaus M dem Reservoirdamm D frei vorgebaut ist. Diese Anordnung wird man insbesondere dort wählen, wo die Wasserkraftanlage zur Ausnutzung der Wasserkraft an einem. bereits bestehenden Damm bestimmt
EMI2.1
Die Niederdruckturbinen TN erhalten dagegen das Wasser aus einem zwischen Hauptdamm und Maschinenhaus M angeordneten Becken B, welches seinerseits durch die niedriggelegenen Schleusen RN mit dem Oberwasser verbunden ist. In dem der Zeichnung zugrunde liegenden Ausführungsbeispiel kommen auf ein Turbinenaggregat eine hochliegende und zwei niedrigliegende Schleusen.
Es versteht sich, dass ebenso jede andere Kombination denkbar ist, wobei aber immer darauf zu achten ist, dass die Gesamtfläche der zur Unterturbine führenden Schleusen grösser ist als jene der Schleusen der Vorschaltturbine.
Wenn sich nun der Wasserstand im Hauptreservoir in der Hochlage befindet, so werden die niedrig-
EMI2.2
geöffnet. Die Einlassschützen zu den Niederdruckturbinen werden entweder gar nicht oder nur zum Teil geschlossen. Das Zwischenbecken bleibt sohin bis zu einem gewissen Niveau gefüllt und bildet derart den Ausgleichsweiher zwischen den hintereinandergeschalteten Vorschalt-und Niederdruckturbinen.
Dabei wird der Wasserstand im Vorbecken stets so geregelt, dass die Saughöhe der Vorschaltturbine in den zulässigen Grenzen bleibt.
Bei niederem Wasserstande im Hauptbecken werden die hochliegenden Schleusen zur Gänze abgeschlossen und die niedrigliegenden Schleusen RAT in das Zwischenbecken geöffnet. Das Wasser strömt dann durch die geöffneten Schleusen in das Vorbecken und von hier durch die Niederdruckturbine Ts ins Unterwasser. Auch wenn sich der Wasserspiegel im Reservoir noch über dem Wert MOW befindet, lässt sich durch geeignete Betätigung der Schleusen Bv hiebei. der Wasserstand im Vorbecken so einregulieren, dass er das durch den unteren Rand des Laufrades der Turbine T ;, gegebene Niveau nicht übersteigt, das leerlaufende Rad der Vorsehaltturbinen somit gänzlich ausser Wasser zu liegen kommt.
Entsprechend diesem Niveau sind auch die seitlichen Begrenzungsdämme Dg des Vorbeckens bemessen.
EMI2.3
unter Umgehung der Turbine ins Unterwasser abgelassen werden kann.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Wasserkraftanlage für stark schwankenden Oberwasserspiegel, wie er insbesondere an Reservoirdämmen auftritt, mit möglichst konstanter Energieabgabe, dadurch gekennzeichnet, dass von zwei bei hohem Gefälle und geringer Wassermenge in üblicher Weise in Reihenschaltung betriebenen Turbinen (TV, T die nachgeschaltete Turbine als Turbine (insbesondere Niederdruekturbine) hoher Schluckfähigkeit ausgebildet ist, die die bei niedrigem Gefälle zur Verfügung stehenden Wassermengen bei unmittelbarer Beaufschlagung und unter Ausserbetriebsetzung der etwa als Francisturbine gewöhnlicher Bauart ausgebildeten Vorschaltturbine allein verarbeitet.