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Speicher-Wasserkraftanlage
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mehr so weit in die Tiefe gebaut zu werden, so dass Ausschachtungsarbeiten, tiefe Fundamente und damit Baukosten gespart werden. Ferner wird es möglich, die Zentrifugalpumpe mit höherer Drehzahl zu betreiben und sie kleiner auszubilden, ohne dass sie im Hinblick auf die bei höherer Drehzahl an sich wachsende Kavitationsgefahr tiefer unter dem Unterwasserspiegel angeordnet werden müsste ; vielmehr erzeugt die Zubringerpumpe den zur Vermeidung von Kavitation erforderlichen, an sich fehlenden Betrag des Zulaufdruckes. Während also bei den bisherigen Anlagen die Speicherpumpe mindestens so tief gelegt wird wie die an sich. benötigte Zulaufhöhe beträgt, kann bei der erfindungsgemässen Anlage die Tiefenlage der Maschinengruppe, insbesondere der Speicherpumpe durch die geringere Turbinen-Gegendruckhöhe bestimmt werden.
Die Zeichnung zeigt ein Ausführungsbeispiel.
In Fig. 1 ist zum Vergleich eine bisherige Anlage in Vorderansicht dargestellt, Fig. 2 und 3 sind zugehörige Schnitte nach Linien AA und BB in Fig. 1. Fig. 4 ist eine Draufsicht auf eine erfindungsgemässe Anlage, Fig. 5 und 6 sind zwei zugehörige Schnitte nach Linien CC und DD in Fig. 4.
Die in Fig. 1-3 dargestellte Maschinengruppe einer Wasserkraftanlage enthält eine über- druckturbine , der das aus einem oberen Bekken, z.
B. einem See kommende Wasser über eine Leitung 2 zugeführt wird und aus der es über eine Leitung 3 in das sogenannte Unterwasser 4 strömt, und die zur Erzeugung des notwendigen Gegendruckes am Austritt des Laufrades unterhalb des Unterwasserspiegels 12 liegt, ferner eine elektrische Maschine 5, die bei normalem Betrieb von der Turbine 1 angetrieben ist, sowie eine zweiflutige Zentrifugalpumpe 6, die über eine ausrückbare Kupplung 7 von der auch als Elektromotor verwendbaren Maschine 5 angetrieben ist, wenn Wasser aus dem Unterwasser 4 in umJgekehrter Richtung über zwei aus dem Unterwasser 4 kommende Saugleitungen 10 und eine Druckleitung 9 in das obere Becken gefördert werden soll.
Die drei Maschinen 1, 5, 6 haben eine gemeinsame waagrechte Welle 11 und sind
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in einem an dem Unterwasser 4 errichteten Maschinenhaus 8 untergebracht. Die Welle 11 liegt um einen Betrag HP unterhalb des Unterwasserspiegels 12, der gleich der den gegebenen Verhältnissen, besonders der Betriebsdrehzahl entsprechenden Zulaufhöhe der Pumpe 6 ist. Die durch das Unterwasser 4 hervorgerufene Gegendruckhöhe am Laufradaustritt der Turbine 1, die in Fig. 2 mit HT. bezeichnet ist, beträgt bei dem dargestellten Beispiel der bisherigen Wasserkraftanlage etwa die Hälfte des Betrages von HP, so dass der Gegendruck-Forderung am Austritt der Turbine im Übermass Rechnung getragen ist.
Bei der erfindungsgemässen Anlage nach den Fig. 4-6 liegt die gemeinsame Welle 11 nur um den Betrag HT der Gegendruckhöhe der überdruck-, z. B. Francis- oder Reaktionsturbine 1 unterhalb des Unterwasserspiegels 12. Das Maschinenhaus 8 ist bei diesem Beispiel entsprechend weniger weit in die Tiefe gebaut. Vor die Pumpe 6 ist eine über einen Elektromotor 13 angetriebene Zubringerpumpe 14 geschaltet, die das Wasser über eine aus dem Unterwasser 4 kommende Leitung 15, 17, 20 in die Leitungen 10 und damit in die Hauptpumpe 6 fördert.
Bei einem abgewandelten Ausführungsbeispiel sitzt die in Fig. 4 gestrichelt eingezeichnete Zubringerpumpe 14'unmittelbar auf der Welle 11 und ist von der als Antriebsmotor arbeitenden Maschine 5 angetrieben. Die Teile 13 bis 15, 17, 20 fallen fort ; eine Leitung 18 bildet nunmehr die Saugleitung der Zubringerpumpe. Auf der Druckseite der Zubringerpumpe führt bei diesem Beispiel eine Leitung 19 in die Saugleitung 10 der Hauptpumpe 6. Der Ausführungsform nach Fig. 4-6 sind die gleichen Maschinen und sonstigen Verhältnisse wie der bisherigen Bauart nach Fig. 1-3 zugrundegelegt, lediglich die Tiefenlage der gemeinsamen Maschinenwelle 11 ist verringert und es ist der Hauptpumpe 6 die Zubringerpumpe 14 oder 14'vorgeschaltet.
Bei anderer erfindungsgemässer Ausführung hat die Maschinengruppe senkrechte Welle und die Pumpe 6 sitzt an der tiefsten Stelle aller Maschinen, jedoch weniger tief unterhalb des Unterwasserspiegels als ihre an sich benötigte Zulaufhöhe beträgt ; dabei ist die oberhalb der Pumpe 6 liegende Turbine gerade so tief unter- halb des Unterwasserspiegels 12 angeordnet, wie die an ihrem Laufradaustritt benötigte Gegendruckhöhe beträgt.-
Bei allen Bauarten ist die Förderhöhe der Zubringerpumpe 14 bzw. 14'mindestens gleich der Differenz zwischen der an sich benötigten, in Fig. 2 und 3 mit HP bezeichneten Zulaufhöhe der Hauptpumpe 6 und der durch den Unterwasserspiegel 12 statisch erzeugten, der in den Fig. 2 und 5 mit HT bezeichneten Turbinen-Ge- gendruckhöhe gleichen Zulaufhöhe, bei.
dem gezeichneten Beispiel also gleich der Differenz der
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HPPATENTANSPRÜCHE :
1. Speicher-Wasserkraftanlage mit einer, eine unterhalb des Unterwasserspiegels gelegene überdruckturbine eine Speicherpumpe und eine mit diesen Maschinen gekuppelte elektrische Maschine enthaltenden Maschinengruppe, dadurch gekennzeichnet, dass die Turbine der Maschinengruppe um den Betrag der an ihrem Laufradaustritt benötigten Gegendruckhöhe unterhalb des Unterwasserspiegels liegt, während die Speicherpumpe (Hauptpumpe) um ein Mass unterhalb des Unterwasserspiegels angeordnet ist, das geringer ist als die an sich bei ihr benötigte Zulaufhöhe beträgt, wenigstens jedoch gleich dem Betrag der Turbinen-Gegendruckhöhe, und dass schliesslich vor die Hauptpumpe eine Zubringerpumpe geschaltet ist,
deren Förderhöhe mindestens gleich der Differenz zwischen der an sich benötigten und der durch den Unterwasserspiegel statisch erzeugten Hauptpumpen-Zulaufhöhe ist.