<Desc/Clms Page number 1>
Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zum Anfahren einer Pumpenturbine zum Pumpbetrieb, wobei die Spirale der Pumpenturbine über eine mit einem Absperrorgan versehene Leitung mit der Saugseite verbunden ist und beim Anfahren in den Pumpbetrieb das Arbeitsrad der Pumpenturbine als Zentrifugalturbine arbeitet.
Bei einer bekannten Einrichtung dieser Art ist die mit dem Absperrorgan versehene Leitung an die Saugleitung der Pumpenturbine angeschlossen. Dies hat insbesondere den Nachteil, dass das Absperrorgan wegen der Möglichkeit schädlicher dynamischer Einflüsse nicht als Regelorgan für den Wasserdruck während des Pumpbetriebes und zur Verhinderung eines Wasserstosses beim Übergang vom Pumpbetrieb in den Turbinenbetrieb verwendet werden kann.
Die Erfindung hat es sich zum Ziel gesetzt, diesen Nachteil zu vermeiden und darüber hinaus eine Einrichtung zu schaffen, die den besonderen Verhältnissen der jeweiligen Anlage einfach angepasst werden kann.
Erreicht wird dieses Ziel erfindungsgemäss dadurch, dass die Spirale durch die mit dem Absperrorgan versehene Leitung direkt mit dem Unterwasser verbunden ist, dass in einem Anschlussteil des Saugrohres eine Klappe zur Trennung des Anschlussteiles des Saugrohres vom Unterwasser angebracht und dass der Anschlussteil des Saugrohres mit Zuleitungen für das Anlasswasser verbunden ist. Die direkte Verbindung der Spirale mit dem Unterwasser bietet die Möglichkeit, das Absperrorgan als Druckregler beim Turbinenbetrieb des Aggregats zu verwenden, wobei auch Wasserstössen beim Übergang vom Turbinenbetrieb in den Pumpbetrieb und umgekehrt vorgebeugt wird.
Eine erfindungsgemässe Einrichtung kann auf verschiedene Art eingesetzt werden. So ist es möglich, dass der Anschlussteil des Saugrohres mittels einer Druckrohrleitung an ein Mittelwasserbecken angeschlossen ist. Bei Fehlen eines solchen Mittelwasserbeckens kann aber erfindungsgemäss der Anschlussteil des Saugrohres durch eine Anlassrohrleitung auch mit dem Oberwasserspeicher verbunden sein. Ebenso ist es aber möglich, dass der Anschlussteil des Saugrohres an das Mittelwasserbecken mittels einer Druckrohrleitung mit einem eingebauten Schieberventil und an den Oberwasserspeicher mittels einer Anlassrohrleitung mit einem eingebauten Schieberventil angeschlossen ist.
Nachstehend ist die Erfindung an Hand von in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen näher beschrieben, ohne jedoch auf diese Beispiele beschränkt zu sein. Dabei zeigen Fig. 1 das Anlassschema eines reversiblen Aggregats im Pumpbetrieb mit Hilfe von Antriebswasser, Fig. 2 das Schema eines weiteren Ausführungsbeispiels des Anlassens im Pumpbetrieb mit Hilfe von Antriebswasser und unter Verwendung einer Hilfsrohrleitung für das Anlassen und Fig. 3 das Schema noch eines Ausführungsbeispiels für das Anlassen eines reversiblen Aggregats mittels Antriebswasser und mit einer Hilfsrohrleitung für den Fall, dass die Druckhöhe des Mittelwasserspeichers für die Erzielung der nötigen Umdrehungsgeschwindigkeit beim Anlassen nicht genügt.
Die Hauptelemente der Anlassvorrichtung sind in allen drei Ausführungsbeispielen mit den gleichen Bezugsnummern verzeichnet, u. zw., das Unterwasser --1--, der Oberwasserspeicher-2-, das Mittelwasserbecken--3--, das reversible Aggregat--4--und die Anlassrohrleitung--5--. Ebenso sind die übrigen gleichen Konstruktionselemente bei allen Ausführungsbeispielen mit den gleichen Bezugsnummern versehen.
Zwecks Anschaulichkeit soll als ein konkretes Beispiel das Unter-, Mittel- und Oberwasser dargestellt werden, wobei dem Unterwasser--l--der Unterwasserkanal unterhalb des Kraftwerkes entspricht, dem
EMI1.1
das Arbeitsrad--41--von der Leitvorrichtung--411-umgeben und in die Spirale --42-- des reversiblen Aggregats eingeschlossen ist.
An die Eintrittsseite der Spirale --42-- des reversiblen Aggregats ist der Oberwasserspeicher--2--durch ein Druckrohr--21--mit einem Schieberventil --22-- und Anschlussrohr--23--verbunden. An der Austrittsseite der Turbinenspirale befindet sich das Anschlussrohr --45-- des Schieberventils--46--, das in die Anschlussleitung-47--zum Unterwasser-l-mündet.
EMI1.2
sich eine Klappe-44-, die in der Lage-44a-das Saugrohr verschliesst ud in der Lage-44b-die Druckrohrleitung--31--vomMittelwasserbecken--3--abschliesst.
Fig. 2 bezieht sich auf ein Ausführungsbeispiel, bei dem kein Mittelwasserbecken vorhanden ist, so dass das Aggregat für den Betrieb nur über Oberwasser und Unterwasser verfügt. Das Mittelwasserbecken, das in der Ausführung nach Fig. 1 nur zum Anlassen dient, ist hier durch eine besondere Anlassrohrleitung --5-- ersetzt.
Diese Rohrleitung besteht aus einem Anschlussrohr-5l-, das vom Druckrohr --21-- des Oberwasserspeichers--2--abgezweigt wird und zum Schieberventil --52-- und weiter mit dem Rohranschluss --53-- in den Anschlussteil-43-des Turbinensaugrohres führt.
In den Betriebsverhältnissen gemäss Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 stehen das Unterwasser --1--, der
<Desc/Clms Page number 2>
Oberwasserspeicher --2-- und ein Mittelwasserbecken --3-- zur Verfügung, wobei aber die Fallhöhe des letzteren für das Anlassen zu klein ist. Auch in diesem Ausführungsbeispiel ist zwischen dem Oberwasser-Druckrohr--21--und dem Anschlussteil --43-- des Saugrohres eine Anlassrohrleitung--S-- eingefügt, die alle vorher angeführten Elemente enthält. In die Druckrohrleitung--31--des Mittelwasserbeckens--3--ist aber gemäss diesem Ausführungsbeispiel vor der Klappe --44-- ein Schieberventil-32-, das durch den Rohranschluss --33-- und die Klappe --44-- mit dem Anschlussteil --43-- des Saugrohres --11-- verbunden ist, eingebaut.
Zwecks Klarheit soll für jedes Ausführungsbeispiel auch die Arbeitsweise des Aggregats im Turbinenbetrieb der Anlage beschrieben werden. Im ersten und häufigsten Ausführungsbeispiel von Kraftwerken für Turbinenund Pumpbetrieb wird aus dem Oberwasserspeicher --2-- Wasser durch das Druckrohr --21--, das Schieberventil--22--und das Anschlussrohr--23--in die Spirale --42-- der Turbine geleitet. Die
EMI2.1
--44-- mussSaugrohr--11--in das Unterwasser--l--abgeführt.
Zum Anlassen des Aggregats für den Pumpbetrieb wird zuerst das Schieberventil --22-- im Oberwasser-Druckrohr--21--geschlossen. Dann wird die Klappe --44-- in die Lage--44a-- umgeschaltet und jetzt fliesst Wasser durch die Mittelwasser-Druckrohrleitung--31--, den Anschlussteil - des Saugrohres in Richtung der Achse des Arbeitsrades in die Spirale--42--des reversiblen Aggregats. Vorher musste man noch das Schieberventil --46-- öffnen, damit über das Anschlussrohr --45-- Wasser aus der Turbinenspirale zum Unterwasser--l--geleitet wird. Das Aggregat dreht sich jetzt in umgekehrter Richtung als im Turbinenbetrieb. Nach Erzielung der nötigen Geschwindigkeit kann der Generator mit dem Netz synchronisiert werden, so dass er als Motor zu arbeiten beginnt.
Wenn der Generator den Motorbetrieb aufnimmt, dann bleibt die Klappe --44-- in der Lage--44a--, das Schieberventil--46-wird aber geschlossen und das Aggregat pumpt Wasser aus dem Mittelwasserbecken --3-- durch die Druckrohrleitung-31--, den Anschlussteil --43-- weiter durch die Spirale --42-- des reversiblen Aggregats, das Schieberventil --22-- und das Druckrohr--21--in den Oberwasserspeicher-2--.
Im Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 verläuft der Turbinenbetrieb ebenso, wie für das Beispiel gemäss Fig. 1
EMI2.2
Teil der Anschlussrohrleitung --5-- ist, durch das Schieberventil --52-- und durch den Anschlussteil - des Saugrohres in das Arbeitsrad --41-- und weiter durch die Leitvorrichtung --411--, die Spirale --42-- und den Anschluss--45--, das Schieberventil --46-- und die Anschlussleitung-47-in das Unterwasser --1--. Dabei dreht sich das Arbeitsrad--41--in entgegengesetzter Richtung als im Turbinenbetrieb.
EMI2.3
--46-- geschlossenOberwasserspeicher--2--.
Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 arbeitet die Anlage im Turbinenbetrieb ebenso, wie bei den Ausführungsbeispielen nach Fig. 1 und 2 beschrieben.
EMI2.4
--22-- geöffnet,Schieberventil--46--in das Unterwasser--l--abfliesst. Nach erfolgtem Anlassen, wobei die Klappe --44-- in der Lage --44a-- verbleibt: werden die Schieberventile-52 und 46--geschlossen und das Wasser aus dem Mittelwasserbecken --3-- durch das geöffnete Schieberventil--32--, das reversible Aggregat und das geöffnete Schieberventil-22-in den Oberwasserspeicher--2--gepumpt.
Dabei wird immer so vorgegangen, dass das Aggregat im Pumpbetrieb verwendet wird, d. h., dass aus dem Mittelwasserbecken --3-- das oberhalb des Kraftwerkes gestaute Wasser in den höher gelegenen Speicher dann gepumpt wird, wenn ein Überschuss an elektrischer Energie zur Verfügung steht. Im Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 wird sogar Unterwasser hinaufgepumpt.
<Desc/Clms Page number 3>
Die Lösung des Ausführungsbeispiels nach Fig. 3 wird dann verwendet, wenn das Stauwasser aus dem Mittelwasserbecken--3--oberhalb des Kraftwerkes eine zu kleine Fallhöhe für das Anlassen des Aggregats im Pumpbetrieb aufweist. In diesem Fall wird für das Anlassen Wasser aus dem Oberwasserspeicher-2-verwendet, was aber allenfalls den Einbau des Schieberventils --32-- in die Mittelwasser-Druckrohrleitung --31-- bedingt.
Es muss noch erwähnt werden, dass das Schieberventil --46-- am Austritt aus der Spirale des reversiblen Aggregats in den Bereich des Unterwassers so geformt werden muss, dass man eine höchstmögliche Anlassgeschwindigkeit des Aggregats erzielen kann. Dabei haben aber Versuche gezeigt, dass es nicht nötig ist, die Nenngeschwindigkeit des Aggregats zu erreichen, wenn diese wegen einer zu kleinen Fallhöhe zum Unterwasser nicht erreichbar ist, sondern dass schon eine solche Geschwindigkeit des Aggregats genügt, bei der gerade noch der Generator in den Motorenbetrieb umgeschaltet werden kann. Das Schieberventil --46-- ist dabei meistens bei allen Aggregaten bereits eingebaut, um den Wasserstoss im Turbinen- oder Pumpbetrieb des Aggregats zu verhindern.
Das wesentliche Kennzeichen dieses Schieberventils liegt jedoch darin, dass es im Pumpbetrieb geöffnet ist und dadurch das Anlassen ermöglicht, während dieses Schieberventil normal geschlossen ist ausser im Falle des Vorkommens des Phänomens des hydraulischen Wasserstosses. Das Schieberventil kann allerdings auch mit Hand geöffnet werden. Es ist so konstruiert, dass es die nötige Drehgeschwindigkeit beim Anlassen des Aggregats für den Pumpbetrieb gewährleistet.
Der Vorteil der erfindungsgemässen Anlassvorrichtung des reversiblen Aggregats für den Pumpbetrieb liegt darin, dass als Anlassmotor das Arbeitsrad des reversiblen Aggregats verwendet wird und dass dazu kein besonderer hydraulischer, elektrischer oder ein anderer Anlassmotor nötig ist.
Ferner kann im Sinne der Erfindung z. B. die schon vorhandene Einrichtung an bereits ausgeführten Objekten nützlich verwendet werden. Wegen der angeführten Vorteile sind erfindungsgemässe Anlagen wesentlich billiger als als die bisher bekannten Anlagen, was die Investitionskosten anbelangt, ebenso auch im Betrieb und in der Unterhaltung.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Einrichtung zum Anfahren einer Pumpenturbine zum Pumpbetrieb, wobei die Spirale der Pumpenturbine über eine mit einem Absperrorgan versehene Leitung mit der Saugseite verbunden ist und beim Anfahren in den Pumpbetrieb das Arbeitsrad der Pumpenturbine als Zentrifugalturbine arbeitet,
EMI3.1
Leitung (47) direkt mit dem Unterwasser (1) verbunden ist, dass in einem Anschlussteil (43) des Saugrohres (11) eine Klappe (44) zur Trennung des Anschlussteiles (43) des Saugrohres vom Unterwasser (1) angebracht und dass der Anschlussteil (43) des Saugrohres mit Zuleitungen (31 und/oder 5) für das Anlasswasser verbunden ist.
EMI3.2