AT525538B1 - Haltevorrichtung für Schacht-Turbine - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Schacht-Turbinen-Anlage (1) umfassend eine Turbinen-Generatoreinrichtung (3) und eine Positionier-Einrichtung (6) zum Positionieren der Turbinen-Generatoreinrichtung (3) in einem Einlaufbecken (7) des Schachtkraftwerks (2), wobei die Positionier-Einrichtung (6) eine Hebevorrichtung (25) und eine Führungsvorrichtung (26) umfasst, wobei die Turbinen-Generatoreinrichtung (3) mittels der Hebevorrichtung (25) entlang der Führungsvorrichtung (26) wenigstens zwischen einer Betriebsposition und einer Wartungsposition verlagerbar ist. Die Turbinen-Generatoreinrichtung (3) umfasst weiters ein Tragelement (20), wobei das Tragelement (20) und die Positionier-Einrichtung (6) umfasst weiters eine Klemmvorrichtung (27), wobei eine Anschlussfläche (21) des Tragelements (20) bei Positionierung der Turbinen-Generatoreinrichtung (3) in der Betriebsposition mittels der Klemmvorrichtung (27) an einem dem Unterwasser zugewandten Wandabschnitt (24) des Einlaufbeckens (7) oder einer ortsfesten Gegenanschlussfläche (23) anlegbar bzw. anpressbar ist.

Description

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft eine Schacht-Turbinen-Anlage umfassend eine Turbinen-Generatoreinrichtung und eine Positionier-Einrichtung zum Positionieren der Turbinen-Generatoreinrichtung in einem Einlaufbecken. Aus dem Stand der Technik sind artverwandte Dokumente bekannt.

[0002] Aus der US4289971A ist bereits ein Wasserkraftgenerator mit einem Rohrturbinengenerator, der in einem kolbenförmigen Innengehäuse untergebracht ist, bekannt. Der Turbinenläufer des Generators ist mit einer Hauptwelle des Stromgenerators verbunden. Das Außengehäuse ist durch Leitschaufeln mit dem Innengehäuse gekoppelt. Ein Saugrohr ist mit dem stromabwärtigen Ende des Außengehäuses gekoppelt. Weiters umfasst die Erfindung ein anhebbares Tor, das so positioniert ist, dass es einen Wasserkanal staut, wobei das Tor vertikal bewegbar ist, das Tor eine ringförmige Offnung aufweist und das ringförmige stromaufwärtige Ende des Außengehäuses des Wasserkraftgenerators fest an der ringförmigen Öffnung des Tors befestigt ist.

[0003] Des Weiteren zeigt die EP1451918B1 eine Einrichtung zur Erzeugung elektrischer Energie aus einem strömenden Medium, z.B. Wasser, mit einer Anzahl von Turbinen-Generatoreinheiten, die zumindest abschnittsweise übereinander und/oder nebeneinander angeordnet und miteinander zu einem oder mehreren Modulen verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Generator einer Turbinen-Generatoreinheit als Synchrongenerator ausgebildet ist, bei welchem als Erregung permanentmagnetische Pole vorgesehen sind. Auch beschreibt das Dokument EP1451918B1, dass die Turbinen-Generatoreinheiten bzw. die Module mit einer Einrichtung zum Heben und Senken verbindbar sind. Eine genauere Ausgestaltungsform dieser Einrichtung zum Heben und Senken wird nicht angeführt.

[0004] Weiters beschreibt die EP1455087B1 ein Verfahren zum Umbau einer in einem Wasserweg angeordneten Anlage zur Erzeugung elektrischer Energie aus einem strömenden Medium. Das Dokument beschreibt, dass es bei Anlagen zur Erzeugung elektrischer Energie in einem bereits bestehenden Wasserweg mittels eingesetzter Module aus einer Anzahl von TurbinenGeneratoreinheiten erforderlich ist, dass das Modul aus dem Wasserweg herausgehoben werden kann, um bei Bedarf den Wasserweg völlig freizugeben (z.B. im Falle eines drohenden Hochwassers). Dazu sind in den ortsfesten Strukturen des Wasserweges Führungen vorgesehen, in denen das Modul beim Heben geführt wird, womit die Position des Moduls in allen Hebepositionen festgelegt ist und insbesondere beim Absenken die vorgesehene Betriebsposition sicher erreicht wird. Das Dokument beschreibt weiters, dass gegebenenfalls eine Hebeeinrichtung zum Heben bzw. Senken des Moduls, oder der Module, am Wasserweg angeordnet sein kann. Jedoch wird an keiner Stelle auf die konkrete Positionierung einer Turbinen-Generatoreinheit in deren Betriebsposition eingegangen.

[0005] Die aus dem Stand der Technik bekannten Ausgestaltungsformen einer Turbinen-Generatoreinrichtung beschreiben insbesondere für die Verwendung in einem Schachtkraftwerk nur bedingt zufriedenstellende Lösungen.

[0006] Aufgabe der vorliegenden Erfindung war es, die Nachteile des Standes der Technik zu überwinden und eine Schacht-Turbinen-Anlage Verfügung zu stellen, mittels derer eine mechanisch robuste und möglichst einfache Positionierung einer Turbinen-Generatoreinrichtung ermöglicht wird.

[0007] Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung und ein Verfahren gemäß den Ansprüchen gelöst.

[0008] Die erfindungsgemäße Schacht-Turbinen-Anlage umfasst eine Turbinen-Generatoreinrichtung zur Stromerzeugung durch Energieumwandlung eines Abflusses eines Oberwassers mit einem Oberwasserniveau in ein Unterwasser mit einem Unterwasserniveau in einem Schachtkraftwerk mit einem Einlaufbecken, und eine Positionier-Einrichtung zum Positionieren der Turbinen-Generatoreinrichtung in einem Einlaufbecken des Schachtkraftwerks.

[0009] Die Turbinen-Generatoreinrichtung umfasst ein Ringgehäuse mit einem Einlaufbereich und einem Auslaufbereich, einen Ringgenerator, und ein Turbinenlaufrad mit einer Drehachse.

Das Ringgehäuse umfasst im Einlaufbereich eine längs der Drehachse ausgerichtete birnenförmige Lagervorrichtung, wobei die Lagervorrichtung am Ringgehäuse mittels zumindest eines Verbindungselementes lagefest gehaltert ist und wobei eine entlang der Drehachse ausgerichtete Turbinenwelle mittels der Lagervorrichtung gelagert ist, wobei das Turbinenlaufrad im Auslaufbereich mit der Turbinenwelle drehfest gekoppelt ist.

[0010] Der Ringgenerator umfasst einen Ringgenerator-Stator, wobei der Ringgenerator-Stator im Auslaufbereich mit dem Ringgehäuse drehfest gekoppelt ist. Weiters umfasst der Ringgenerator einen Ringgenerator-Rotor, wobei der Ringgenerator-Rotor mit dem Turbinenlaufrad an einem Außendurchmesser des Turbinenlaufrads bzw. an einem Außendurchmesser mit Laufschaufeln des Turbinenlaufrads drehfest gekoppelt ist.

[0011] Die Positionier-Einrichtung umfasst eine Hebevorrichtung und eine Führungsvorrichtung, wobei die Turbinen-Generatoreinrichtung mittels der Hebevorrichtung entlang der Führungsvorrichtung wenigstens zwischen einer Betriebsposition und einer Wartungsposition verlagerbar ist.

[0012] Die Turbinen-Generatoreinrichtung umfasst weiters ein Tragelement, wobei das Tragelement dem Ringgenerator in Durchströmrichtung nachgelagert angeordnet ist und mit dem Ringgenerator-Stator gekoppelt ist. Die Positionier-Einrichtung umfasst weiters eine Klemmvorrichtung, wobei eine Anschlussfläche des Tragelements bei Positionierung der Turbinen-Generatoreinrichtung in der Betriebsposition mittels der Klemmvorrichtung an einem dem Unterwasser zugewandten Wandabschnitt des Einlaufbeckens oder einer ortsfesten Gegenanschlussfläche anlegbar bzw. anpressbar ist.

[0013] Das Tragelement ist insbesondere derart ausgebildet, dass dieses die Turbinen-Generatoreinrichtung mit einem im Bauwerk des Schachtkraftwerks befindlichen bzw. positionierten Saugrohr oder Strömungskanal im Zusammenwirken mit der Positionier-Einrichtung fluchtend ausrichtet. Somit ist ein geschlossener Strömungskanal zwischen Oberwasser und Unterwasser ausgebildet, wobei das Betriebsmedium, wie beispielsweise Wasser, durch die Turbinen-Generatoreinrichtung geleitet wird, sodass ein Abfluss des Oberwassers in das Unterwasser entsteht.

[0014] Vorteilhaft ist dabei, dass die Turbinen-Generatoreinrichtung durch die erfindungsgemäße konstruktive Ausgestaltung mittels der Positionier-Einrichtung in Kombination mit dem Tragelement auf einfache Weise zwischen der Betriebsposition und der Wartungsposition verlagerbar ist. Gleichzeitig ist jedenfalls gewährleistet, dass der Abfluss durch die Turbinen-Generatoreinrichtung durch die Klemmvorrichtung abgedichtet gegenüber dem Bauwerk des Schachtkraftwerks ermöglicht ist. Die vorteilhafte Wirkung der Klemmvorrichtung kann insbesondere entfaltet werden, da die erfindungsgemäße Turbinen-Generatoreinrichtung besonders kompakt baut bzw. konstruiert ist. Dazu trägt die Verwendung eines Ringgenerators bei, da infolgedessen die Lagervorrichtung gegenüber einem innenliegenden Generator wesentlich verkleinert ist.

[0015] Weiters werden durch das Anpressen bzw. das Anlegen des Tragelements mittels der Klemmvorrichtung die Spaltverluste im Betriebsbereich der Turbinen-Generatoreinrichtung wesentlich verbessert bzw. treten diese gar nicht auf, wobei aber weiterhin eine einfache Verlagerung der Turbinen-Generatoreinrichtung in die Wartungsposition weiterhin möglich ist. Die bereits erwähnt kompakte Bauform der Turbinen-Generatoreinrichtung begünstigt dies, da durch eine möglichst gedrungene Bauform der Schwerpunkt der Turbinen-Generatoreinrichtung in Richtung des Tragelements verlagerbar ist somit weniger Klemmkraft von der Klemmvorrichtung aufzubringen ist, um die Anschlussfläche dichtend an die Gegenanschlussfläche zu pressen.

[0016] Ein synergetischer Vorteil der kompakten Bauweise und der einfachen Konstruktion der Positionier-Einrichtung ist, dass zum Installieren einer derartigen erfindungsgemäßen TurbinenGeneratoreinrichtung eine geringer dimensionierte Infrastruktur und zum Anheben und Absenken der Turbinen-Generatoreinrichtung ein kleinerer Kran verwendet werden kann, was sich in hohem Maße auf die Baukosten des Schachtkraftwerks auswirkt.

[0017] Des Weiteren kann es zweckmäßig sein, wenn die Führungsvorrichtung ein erste Führungselement und ein zweites Führungselement umfasst, wobei sich die Führungselemente ausgehend von einem Sohle-Bereich des Einlaufbeckens in Richtung des Oberwasserniveaus des

Schachtkraftwerks erstrecken und das Unterwasserniveau des Schachtkraftwerks überragen, und wobei das Tragelement zwischen den Führungselementen gelagert ist, sodass die TurbinenGeneratoreinrichtung zwischen der Betriebsposition und der Wartungsposition verlagerbar ist. Vorteilhaft ist dabei, dass das Tragelement und damit die gesamte Turbinen-Generatoreinrichtung auf besonders einfache Weise lagerbar und verlagerbar ist. Durch diese einfache Konstruktion wird eine wirtschaftliche Herstellbarkeit der Turbinen-Generatoreinrichtung begünstigt und gleichzeitig ist die Anlagensicherheit durch eine Komplexitätsverringerung verbessert.

[0018] Ferner kann vorgesehen sein, dass das erste Führungselement und das zweite Führungselement jeweils von einer Führungsschiene gebildet sind, wobei die Führungsschienen einen im Wesentlichen U-förmigen Querschnittbereich aufweisen, wobei die U-förmigen Querschnittsbereiche zueinander ausgerichtet sind, sodass das Tragelement zwischen den Führungsschienen lagerbar ist. Derartige Führungsschienen sind auf einfache Weise herstellbar und weiters auf einfache Weise an der Baustruktur des Schachtkraftwerks positionier und haltbar. Weiters ist dabei vorteilhaft, dass das Tragelement und damit die gesamte Turbinen-Generatoreinrichtung auf besonders einfache Weise lagerbar und verlagerbar ist. Durch diese einfache Konstruktion wird eine wirtschaftliche Herstellbarkeit der Turbinen-Generatoreinrichtung begünstigt und gleichzeitig ist die Anlagensicherheit durch eine Komplexitätsverringerung verbessert.

[0019] Darüber hinaus kann vorgesehen sein, dass die Klemmvorrichtung zumindest eine Querschnittsverjüngung der jeweiligen Führungselemente im Bereich der Betriebsposition der Turbinen-Generatoreinrichtung umfasst, wobei die Turbinen-Generatoreinrichtung mittels der Hebevorrichtung in der Betriebsposition durch Positionierung des Tragelements im Bereich der Querschnittsverjüngung haltbar ist. Somit wird auf besonders einfache Weise ein Anpressen und Anlegen der Anschlussfläche des Tragelements and die Gegenanschlussfläche ermöglicht. Diese einfache konstruktive Ausgestaltung verringert somit die Anlagenkomplexität und die Anzahl an notwendigen Hilfsaggregaten, da die Hebevorrichtung zum Verlagern der Turbinen-Generatoreinrichtung in die Betriebsposition Verwendung finden kann.

[0020] Vorteilhaft ist auch eine Ausprägung, gemäß welcher vorgesehen sein kann, dass die Klemmvorrichtung zumindest ein erstes Klemmorgan und ein zweites Klemmorgan umfasst, wobei das erste Klemmorgan dem ersten Führungselement zugeordnet ist und das zweite Klemmorgan dem zweiten Führungselement zugeordnet ist, wobei mittels der Klemmorgane auf das Tragelement eine Kraft in Richtung der Durchströmrichtung aufbringbar ist, sodass die Anschlussfläche des Tragelements bei Positionierung der Turbinen-Generatoreinrichtung in der Betriebsposition mittels der Klemmorgane an dem unterwasserseitigen Wandabschitt des Einlaufbeckens oder der ortsfesten Gegenanschlussfläche anlegbar bzw. anpressbar ist. Durch die Verwendung der Klemmorgane kann das Anlegen und Anpressen des Tragelements an die ortsfeste Baustruktur des Schachtkraftwerks präzise durchgeführt werden, sodass eine Flucht der Turbinen-Generatoreinrichtung mit einem im Bauwerk des Schachtkraftwerks vorgesehen Saugrohr oder Strömungskanal vorteilhaft einstellbar ist. Auch kann dadurch eine Schiefstellung der Turbinen-Generatoreinrichtung relativ zum Schachtkraftwerk auf einfache Weise ausgeglichen werden.

[0021] Gemäß einer Weiterbildung ist es möglich, dass die Klemmorgane als Klemmkeile ausgebildet sind, wobei die Klemmkeile auf das Tragelement eine Kraft in Richtung Durchströmrichtung bewirken, wenn die Klemmkeile zwischen einer jeweiligen Anlagefläche der Führungsvorrichtung und dem Tragelement positioniert sind. Durch die Verwendung von Klemmkeilen ist auf möglichst einfache und effektive Weise eine Klemmung einleitbar. Auch ist die Klemmung auf einfache Weise wieder lösbar und die Klemmkeile können als Verschleißteile einfach und wirtschaftlich ausgetauscht werden. Weiters können die Klemmkeile konstruktiv derart ausgelegt werden, dass diese im Zusammenwirken mit der Führungsvorrichtung und dem Tragelement in der Betriebsposition selbsthemmend sind, wodurch die Anlagensicherheit erhöht ist.

[0022] Ferner kann es zweckmäßig sein, wenn die Klemmkeile mittels der Hebevorrichtung zwischen der jeweiligen Anlagefläche der Führungsvorrichtung und dem Tragelement positionierbar und haltbar sind. Dadurch wird die Analgensicherheit erheblich verbessert, da die Klemmung der

Klemmkeile mittels eins Monitorings der Hebevorrichtung auf einfache Weise und dauerhaft beobachtbar ist. Des Weiteren ist das Lösen der Klemmkeile auf einfache Weise ebenfalls durch die Hebevorrichtung ermöglicht, wodurch die Verlagerung der Turbinen-Generatoreinrichtung von der Betriebsposition in die Wartungsposition vereinfacht wird.

[0023] Darüber hinaus kann vorgesehen sein, dass die Klemmvorrichtung ein erstes Keilpaar und ein zweites Keilpaar umfasst, wobei das erste Keilpaar einen ersten Keil und einen zweiten Keil umfasst und das zweite Keilpaar einen dritten Keil und einen vierten Keil umfasst, wobei der erste Keil und der dritte Keil am Tragelement gehaltert sind und der zweite Keil und der vierte Keil an der Führungsvorrichtung gehaltert sind, sodass die Anschlussfläche bei Positionierung der Turbinen-Generatoreinrichtung in der Betriebsposition durch eine gegenseitige Abstützung bzw. mittels der Keilwirkung der Keile des ersten Keilpaares und der Keile des zweiten Keilpaares an die Gegenanschlussfläche anlegbar bzw. anpressbar ist. Durch die Verwendung von Keilpaaren mit zusammengehörigen Keilen wird die Anpresskraft entsprechend der konstruktiven Ausgestaltung der zueinander ausgerichteten Keilflächen auf besonders einfache Weise einstellbar. Auch kann somit ein Lösen der Klemmung der Turbine-Generatoreinrichtung aus der Betriebsposition auf besonders einfache Weise beeinflusst werden. Das Weiteren ist die Uberprüfung der Funktionsfähigkeit der Keilpaare sehr einfach durchführbar, was in weiterer Folge die Anlagensicherheit des Schachtkraftwerks mit der erfindungsgemäßen Schacht-Turbinen-Anlage verbessert.

[0024] Auch kann vorgesehen sein, dass die Klemmvorrichtung weiters ein drittes Keilpaar und ein viertes Keilpaar umfasst, wobei das dritte Keilpaar einen fünften Keil und einen sechsten Keil umfasst und das vierte Keilpaar einen siebten Keil und einen achten Keil umfasst, wobei der fünfte Keil und der siebe Keil am Tragelement gehaltert sind, wobei der zweite Keil und der sechste Keil am ersten Führungselement und der vierte Keil und der achte Keil am zweiten Führungselement gehaltert sind, wobei der fünfte Keil und der siebte Keil bei einer Verlagerung der Turbinen-Generatoreinrichtung von der Wartungsposition in die Betriebsposition am zweiten Keil und am vierten Keil vorbeiführbar sind, sodass die Anschlussfläche bei Positionierung der Turbinen-Generatoreinrichtung in der Betriebsposition mittels der Keilwirkung der Keile des ersten Keilpaares, der Keile des zweiten Keilpaares, der Keile des dritten Keilpbaares und der Keile des vierten Keilpaares an die Gegenanschlussfläche anlegbar bzw. anpressbar ist. Dadurch wird das Anpressen der Anschlussfläche an die Gegenanschlussfläche auf einfache Weise homogenisiert bzw. wird die Anpresskraft über die sich gegenseitig berührenden Flächen der Anschlussfläche und der Gengenanschlussfläche gleichmäßig verteilt. Dadurch wird eine Spaltbildung zwischen Anschlussfläche und Gegenanschlussfläche auf sichere und einfache Weise verhindert. Es ist auch denkbar vorteilhaft, wenn insgesamt sechs oder mehr Keilpaare vorgesehen sind.

[0025] Gemäß einer besonderen Ausprägung ist es möglich, dass die Führungselemente jeweils ein unverschlossenes Ende im Sohle-Bereich aufweisen oder bis zu einem Boden des Einlaufbeckens ausgebildet sind. wobei die Führungsschiene im Sohle-Bereich einen Abstand zu einem Boden des Einlaufbeckens aufweisen. Dadurch wird auf einfache Weise verhindert, dass sich Sedimente in den Führungselementen ablagern und somit das vollständige Verlagern der Turbinen-Generatoreinrichtung in die Betriebsposition verhindern oder stören. Dadurch ist die Schacht-Turbinen-Anlage auf einfache Weise verbessert und die Sicherheit dergleichen erhöht.

[0026] Entsprechend einer vorteilhaften Weiterbildung kann vorgesehen sein, dass die Führungsvorrichtung einen Endanschlag für das Tragelement umfasst. Dadurch wird auf einfache Weise ein Schutz der Führungsvorrichtung realisiert, da beim Verlagern der Turbinen-Generatoreinrichtung in die Betriebsposition ohne den Endanschlag die Keilwirkung der Klemmorgane bzw. der Keilpaare die Führungsvorrichtung zerstören könnte. Somit ist wiederum die Anlagensicherheit der Schacht-Turbinen-Anlage verbessert und einer möglichen Fehlbedienung wird somit auf einfache Weise konstruktiv entgegengewirkt.

[0027] Insbesondere kann es vorteilhaft sein, wenn an der Anschlussfläche des Tragelements ein Dichtelement ausgebildet ist, wobei die Anschlussfläche mittels dem Dichtelement gegenüber der Gegenanschlussfläche abdichtbar ist, sodass ein Durchströmkanal durch die Turbinen-Generatoreinrichtung in der Betriebsposition gegenüber dem Einlaufbecken abdichtbar ist. Weiters

kann es vorteilhaft sein, wenn das Tragelement bzw. zumindest das Dichtelement zur Gegenanschlussfläche zumindest teilweise formkomplementär ausgebildet ist. Beispielsweise kann ein Dicht-Ring am Tragelement vorgesehen sein, der in der Betriebsposition der Turbinen-Generatoreinrichtung in eine Trapeznut einführbar ist. Weiters kann vorgesehen sein, dass die Gegenanschlussfläche von einem Saugrohrkonus gebildet ist, der im unterwasserseitigen Wandabschnitt des Einlaufbeckens ortsfest mit dem Schachtkraftwerk verbunden ist.

[0028] Vorteilhaft ist dabei, dass die Turbinen-Generatoreinrichtung in der Betriebsposition auf besonders vorteilhafte und gleichzeitig aber einfache Weise mittels konstruktiven Mittels gegenüber dem Einlaufbecken und gegenüber dem im Bauwerk des Schachtkraftwerks ausgebildeten Saugrohr bzw. Strömungskanal abdichtbar ist. Dies verbessert nicht nur die Effektivität der Turbinen-Generatoreinrichtung durch die Verringerung bzw. Vermeidung von Spaltverlusten, sondern verbessert damit auch die Anlagensicherheit, da hinterspülte Bauteile oder Bauteilkomponenten vermieden werden. Insbesondere eine zumindest teilweise formkomplementäre Dichtung zwischen der Anschlussfläche und der Gegenanschlussfläche kann die präzise Führung der Turbinen-Generatoreinrichtung beim Verlagern dergleichen in die Betriebsposition verbessern als auch kann damit eine Tragwirkung der Turbinen-Generatoreinrichtung in der Betriebsposition erwirkt werden.

[0029] Ferner kann vorgesehen sein, dass die Turbinen-Generatoreinrichtung eine Strömungsleitvorrichtung mit Leitelementen umfasst, wobei die Strömungsleitvorrichtung in Durchströmrichtung zwischen dem zumindest einen Verbindungselement und dem Ringgenerator angeordnet ist, wobei die Leitelemente einerseits an der Lagervorrichtung, wobei die Strömungsleitvorrichtung mittels einer ersten Verstellvorrichtung zur aktiven Regelung der Anströmung des Turbinenlaufrades vorgesehen ist.

[0030] Dadurch können im Hinblick auf die hydraulische Auslegung des Turbinenlaufrads einfachere Laufschaufel- bzw. Turbinenlaufrad-Geometrien realisiert werden, da die Strömungsleitvorrichtung im Zusammenwirken mit dem Turbinenlaufrad eine hydraulisch vorteilhafte Ausgestaltung der Hydraulikbauteile ermöglicht. In weiterer Folge kann somit die Bauform der TurbinenGeneratoreinrichtung in Bezug auf die axiale Erstreckung dergleichen kompakter realisiert werden, was wiederum in Bezug auf Belastungen, Durchbiegungen und auch in Bezug auf die notwendige Festigkeit der Einzelkomponenten der Turbinen-Generatoreinrichtung diverse Vorteile mit sich bringt. In Bezug auf das Tragelement bzw. in kausalem Zusammenhang mit der Positionier-Einrichtung ist dies vorteilhaft, da die axiale Erstreckung der Turbinen-Generatoreinrichtung verringert sein kann.

[0031] Darüber hinaus kann vorgesehen sein, dass die Turbinen-Generatoreinrichtung zur Gänze im Einlaufbecken des Schachtkraftwerks aufnehmbar ist. Vorteilhaft ist dabei, dass die Turbinen-Generatoreinrichtung auch zur Gänze aus dem Einlaufbecken des Schachtkraftwerks entnehmbar ist, ohne diese auf aufwändige Weise von weitern Maschineoder Bauwerkskomponenten trennen zu müssen. Dies vereinfacht die Verlagerung der Turbinen-Generatoreinrichtung von der Betriebsposition in die Wartungsposition und umgekehrt erheblich.

[0032] Vorteilhaft ist auch eine Ausprägung, gemäß welcher vorgesehen sein kann, dass zumindest drei Verbindungselemente ausgebildet sind, wobei die Lagervorrichtung am Ringgehäuse mittels der zumindest drei Verbindungselemente lagefest gehaltert ist. Dadurch kann eine besonders stabile Positionierung der Lagervorrichtung zum Ringgehäuse realisiert werden, wodurch insbesondere vom Turbinenlaufrad oder den anderen hydraulischen Komponenten induzierte Schwingungen auf verbesserte Weise aufnehmbar und dämpfbar sind. Weiters ist durch die Aufteilung der Haltekräfte auf die zumindest drei Verbindungselemente die Möglichkeit geschaffen, dass die einzelnen Verbindungselement in Durchströmrichtung eine geringere Abmessung aufweisen können, als dies mit weniger Verbindungselementen möglich wäre. Dadurch kann die Turbinen-Generatoreinrichtung noch kompakter gebaut werden, was wiederum die Kräfte auf das Tragelement verringert und unter anderem die bereits beschriebenen Vorteile mit sich bringt.

[0033] Gemäß einer Weiterbildung ist es möglich, dass der Ringgenerator der Turbinen-Generatoreinheit als Synchrongenerator ausgebildet ist, wobei als Erregung permanentmagnetische

Pole und/oder eine bürstenlose Erregermaschine im Ringgenerator-Rotor vorgesehen sind/ist. Dadurch wird die Bauform der Turbinen-Generatoreinrichtung kompakter, was wiederum die Kräfte auf das Tragelement verringert und unter anderem die bereits beschriebenen Vorteile mit sich bringt.

[0034] Ferner kann es zweckmäßig sein, wenn der Ringgenerator mittels einer elektronischen Regelvorrichtung drehzahlregelbar ausgebildet ist. Durch die Regelbarkeit der Drehzahl der Turbinen-Generatoreinrichtung kann die Turbinen-Generatoreinrichtung aufgrund der dadurch vereinfachbaren hydraulischen Ausgestaltung der Turbinen-Generatoreinrichtung in deren Bauform kompakter hergestellt werden, was auch ein verringertes Gewicht bewirkt, was wiederum die Kräfte auf das Tragelement verringert und unter anderem die bereits beschriebenen Vorteile mit sich bringt.

[0035] Darüber hinaus kann vorgesehen sein, dass das Turbinenlaufrad drehbar gelagerte Turbinenschaufeln aufweist, wobei die Turbinenschaufeln mittels einer zweiten Verstellvorrichtung verdrehbar sind. Dadurch wird die Regelbarkeit der Turbinen-Generatoreinrichtung auf einen Breiteren Betriebsbereich verbessert was wiederum eine vereinfachte hydraulische Ausgestaltung der Turbinen-Generatoreinrichtung mit sich bringen kann und somit die bereits genannten Vorteile ergibt bzw. erweitert.

[0036] Des Weiteren kann vorgesehen sein, dass mittels der Positionier-Einrichtung eine Dammtafel an Stelle der Turbinen-Generatoreinrichtung in der Betriebsposition positionierbar ist. Dadurch kann die Sicherheit bei Wartungsarbeiten der Turbinen-Generatoreinrichtung erhöht werden, da die Dammtafel das ungewollte Füllen des Einlaufbeckens oder gegebenenfalls auch ein ungewolltes Entleeren des Einlaufbeckens verhindern kann.

[0037] Gemäß einer besonderen Ausprägung ist es möglich, dass das Ringgehäuse im Einlaufbereich eine Abstützvorrichtung aufweist, wobei die Turbinen-Generatoreinrichtung mittels der Abstützvorrichtung an einem Boden des Einlaufbeckens abstützbar ist. Dabei wird die Stabilität der Turbinen-Generatoreinrichtung erhöht, was sich insbesondere vorteilhaft auf die Lebensdauer der Positionier-Einrichtung auswirken kann, da dies nicht ausschließlich die Gewichtskräfte der Turbinen-Generatoreinrichtung in der Betriebsposition aufnehmen muss.

[0038] Zum besseren Verständnis der Erfindung wird diese anhand der nachfolgenden Figuren näher erläutert.

[0039] Es zeigen jeweils in stark vereinfachter, schematischer Darstellung:

[0040] Fig. 1 ein Schachtkraftwerk mit einer möglichen Ausführungsform der Schacht-Turbinen-Anlage;

[0041] Fig. 2 eine erste mögliche Ausgestaltungsform der Positionier-Einrichtung und des Tragelements im Schachtkraftwerk;

[0042] Fig. 3 die erste mögliche Ausgestaltungsform der Positionier-Einrichtung, der Klemmvorrichtung und des Tragelements in einer weiteren Ansicht;

[0043] Fig. 4 eine zweite mögliche Ausgestaltungsform der Klemmvorrichtung; [0044] Fig. 5 eine dritte mögliche Ausgestaltungsform der Klemmvorrichtung.

[0045] Einführend sei festgehalten, dass in den unterschiedlich beschriebenen Ausführungsformen gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen bzw. gleichen Bauteilbezeichnungen versehen werden, wobei die in der gesamten Beschreibung enthaltenen Offenbarungen sinngemäß auf gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen bzw. gleichen Bauteilbezeichnungen übertragen werden können. Auch sind die in der Beschreibung gewählten Lageangaben, wie z.B. oben, unten, seitlich usw. auf die unmittelbar beschriebene sowie dargestellte Figur bezogen und sind diese Lageangaben bei einer Lageänderung sinngemäß auf die neue Lage zu übertragen.

[0046] Fig. 1 zeigt eine gegebenenfalls für sich eigenständige Ausgestaltungsform der SchachtTurbinen-Anlage 1 in einem Schachtkraftwerk 2. Die Schacht-Turbinen-Anlage 1 kann eine Turbinen-Generatoreinrichtung 3 zur Stromerzeugung durch Energieumwandlung eines Abflusses

zwischen einem Oberwasserniveau 4 und einem Unterwasserniveau 5 umfassen. Weiters kann die Schacht-Turbinen-Anlage 1 eine Positionier-Einrichtung 6 umfassen. Die Turbinen-Generatoreinrichtung 3 und die Positionier-Einrichtung 6 können in einem Einlaufbecken 7 des Schachtkraftwerks 2 angeordnet sein, wobei die Positionier-Einrichtung 6 zum Positionierung der Turbinen-Generatoreinrichtung 3 im Einlaufbecken 7 eingerichtet sein kann. Die Turbinen-Generatoreinrichtung 3 kann ein Ringgehäuse 8 mit einem Einlaufbereich 9 und einem Auslaufbereich 10 umfassen, wobei der Abfluss zwischen Oberwasserniveau 4 bzw. aus dem Einlaufbecken 7 des Schachtkraftwerks 2 zum Unterwasserniveau 5 in Durchströmrichtung 11 durch das Ringgehäuse 8 leitbar ist und somit durch die Turbinen-Generatoreinrichtung 3 leitbar ist.

[0047] Weiters kann die Turbinen-Generatoreinrichtung 3 ein Turbinenlaufrad 13 mit einer Drehachse 14 umfassen. Auch kann das Ringgehäuse 8 im Einlaufbereich 9 eine längs der Drehachse 14 ausgerichtete tropfenförmige oder birnenförmige Lagervorrichtung 15 aufweisen, wobei die Lagervorrichtung 15 mit dem Ringgehäuse 8 mittels zumindest einem bzw. vorzugsweise vier Verbindungselementen 16 lagefest verbunden bzw. gehaltert ist. Das Turbinenlaufrad 13 kann mit einer entlang der Drehachse 14 ausgerichteten Turbinenwelle 17 drehfest gekoppelt sein, wobei die Turbinenwelle 17 mittels der Lagervorrichtung 15 gelagert sein kann.

[0048] Weiters kann die Turbinen-Generatoreinrichtung 3 einen Ringgenerator 12 mit einem Ringgenerator-Stator 18 und einem Ringgenerator-Rotor 19 umfassen. Der Ringgenerator-Stator 18 kann im Auslaufbereich 10 drehfest mit dem Ringgehäuse 8 gekoppelt sein und der Ringgenerator-Rotor 19 kann mit dem Turbinenlaufrad 13 an einem Außendurchmesser, bzw. mit einzelnen Laufschaufeln des Turbinenlaufrads 13 an einem radial von der Drehachse 14 distanziertem Außendurchmesser des Turbinenlaufrads 13 drehfest gekoppelt sein, sodass der Ringgenerator-Rotor 19 im Betrieb der Turbinen-Generatoreinrichtung 3 bei Drehung des Turbinenlaufrads 13 eine Drehung um die Drehachse 14 relativ zum Ringgenerator-Stator 18 erfährt.

[0049] Bezüglich des Turbinenlaufrades 13 ist es denkbar, dass dieses drehbar gelagerte Turbinenschaufeln aufweisen kann, wobei die Turbinenschaufeln am Ringgenerator-Rotor 19 und/oder an einer mit der Turbinenwelle 17 gekoppelten Nabel verdrehbar gelagert sein können.

[0050] Weiters kann der Ringgenerator 12 als Synchrongenerator ausgebildet sein, wobei der Ringgenerator-Rotor 19 als Erregung permanentmagnetische Pole und/oder eine bürstenlose Erregermaschine umfassen kann. Des Weiteren kann der Ringgenerator 12 mittels einer elektronischen Regelvorrichtung drehzahlregelbar ausbildet sein.

[0051] Weiters kann die Turbinen-Generatoreinrichtung 3 ein Tragelement 20 mit einer Anschlussfläche 21 umfassen. Das Tragelement 20 kann dabei in Durchströmrichtung 11 dem Ringgenerator-Stator 18 nachgelagert angeordnet sein und mit dem Ringgenerator-Stator 18 drehfest gekoppelt sein. Somit kann die Turbinen-Generatoreinrichtung 3 am Tragelement 20 gelagert werden. Die Turbinen-Generatoreinrichtung 3 ist zumindest zwischen einer Wartungsposition und einer Betriebsposition verlagerbar, wobei die Turbinen-Generatoreinrichtung 3 bei Positionierung in der Wartungsposition vorzugsweise oberhalb des Unterwasserniveaus 5 positioniert ist und die Turbinen-Generatoreinrichtung 3 bei Positionierung in der Betriebsposition derart positioniert ist, dass der Abfluss zwischen Oberwasser und Unterwasser durch die Turbinen-Generatoreinrichtung 3 mit einem Saugrohr 22 bzw. einem Strömungskanal mit dem Unterwasser fluidisch koppelbar ist. Bei Positionierung der Turbinen-Generatoreinrichtung 3 in der Betriebsposition kann das Tragelement 20 derart ausgebildet sein, dass die Anschlussfläche 21 an einer beispielsweise an der Bauwerkstruktur des Schachtkraftwerks 2 situierten Gegenanschlussfläche 23 bzw. an einem dem Unterwasser zugewandtem Wandabschnitt 24 des Einlaufbeckens 7 zur Anlage kommt.

[0052] Weiters kann vorgesehen sein, dass die Turbinen-Generatoreinrichtung 3 eine Strömungsleitvorrichtung 42 mit einzelnen Leitelementen bzw. mit einzelnen Leitschaufeln umfasst. Die Strömungsleitvorrichtung 42 kann in Durchströmrichtung 11 dem zumindest einem Verbindungselement 16 bzw. den Verbindungselementen 16 nachgelagert angeordnet sein. Es kann vorgesehen sein, dass sich die Leitelemente ausgehend von der Oberfläche der Lagervorrichtung 15 bis zu einer Innenfläche des Ringgehäuses 8 erstrecken, wobei die Leitelemente an der La-

gervorrichtung 15 fliegend gelagert sein können und am Ringgehäuse 8 gelagert sein können. Dabei kann die Strömungsleitvorrichtung 42 eine Verstellvorrichtung umfassen, mittels welcher die Leitelemente verstellbar sind, um so eine aktive Regelung der Anströmung des Turbinenlaufrades 13 gewährleisten bzw. ermöglichen zu können.

[0053] Auch kann noch vorgesehen sein, dass die Turbinen-Generatoreinrichtung 3 bzw. das Ringgehäuse 8 im Einlaufbereich 9 eine Abstützvorrichtung 43 umfasst, wobei die Turbinen-Generatoreinrichtung 3 mittels der Abstützvorrichtung 43 am Boden 44 des Einlaufbeckens 7 abstützbar ist.

[0054] In der Fig. 2 ist eine gegebenenfalls für sich eigenständige Ausgestaltungsform der Positionier-Einrichtung 6 und des Tragelements 20 im Schachtkraftwerk 2 gezeigt, wobei wiederum für gleiche Teile gleiche Bezugszeichen bzw. Bauteilbezeichnungen wie in der vorangegangenen Fig. 1 verwendet werden. Um unnötige Wiederholungen zu vermeiden, wird auf die detaillierte Beschreibung in der vorangegangenen Fig. 1 hingewiesen bzw. Bezug genommen. In der Darstellung ist erkennbar, dass die Positionier-Einrichtung 6 eine Hebevorrichtung 25, eine Führungsvorrichtung 26 und eine Klemmvorrichtung 27 umfassen kann. Mittels der Hebevorrichtung 25 kann das Tragelement 20 bzw. die Turbinen-Generatoreinrichtung 3 entlang der Führungsvorrichtung 26 zumindest zwischen der Wartungsposition und der Betriebsposition verlagert werden. Die Klemmvorrichtung 27 kann dazu eingerichtet sein, um das Anlegen bzw. das Anpressen der Anschlussfläche 21 an die Gegenanschlussfläche 23 in Richtung der Durchströmrichtung 11, bei Positionierung der Turbinen-Generatoreinrichtung 3, zu gewährleisten.

[0055] Die Führungsvorrichtung 26 kann ein erstes Führungselement 28 und ein zweites Führungselement 29 umfassen. Die Führungsvorrichtung 26 bzw. die Führungselemente 28, 29 können sich ausgehend von einem Sohle-Bereich 30 des Einlaufbeckens 7 in Richtung des Oberwasserniveaus 4 erstrecken und zumindest das Unterwasserniveau 5 überragen, sodass die Turbinen-Generatoreinrichtung 3 bei Positionierung in der Wartungsposition oberhalb des Unterwasserniveaus 5 positioniert ist. Das Tragelement 20 kann dabei zwischen den Führungselementen 28, 29 derart gelagert sein, dass eben das Tragelement 20 bzw. die gesamte Turbinen-Generatoreinrichtung 3 mittels der Hebevorrichtung 25 zumindest zwischen der Betriebs- und der Wartungsposition verlagerbar ist.

[0056] Die Hebevorrichtung 25 kann wie beispielhaft gezeigt zumindest eine Zug- und Druckstange oder auch einem Kettentrieb oder Ahnlichem umfassen. Es soll jedenfalls gewährleistet sein, dass die Turbinen-Generatoreinrichtung 3 sowohl von der Betriebsposition in die Wartungsposition gehoben werden kann als auch dass die Turbinen-Generatoreinrichtung 3 in die Betriebsposition verlagert werden kann. Die Verlagerung in die Betriebsposition kann beispielsweise passiv durch das Eigengewicht der Turbinen-Generatoreinrichtung 3 oder auch aktiv durch Krafteinbringung mittels einer Zug- und Druckstange ausgehend von der Wartungsposition in Richtung der Betriebsposition erfolgen.

[0057] Es ist auch denkbar, dass die Führungselemente 28, 29 von Führungsschienen gebildet sind oder Führungsschienen umfassen, wobei die Führungsschienen einen zueinander ausgerichteten U-förmigen Querschnittbereich aufweisen können, um das Tragelement 20 zwischen den Führungsschienen im U-förmigen Querschnittsbereich aufnehmen zu können.

[0058] In der Fig. 3 ist die erste mögliche Ausgestaltungsform der Positionier-Einrichtung 6, der Klemmvorrichtung 27 und des Tragelements 20 in einer weiteren Ansicht gezeigt, wobei wiederum für gleiche Teile gleiche Bezugszeichen bzw. Bauteilbezeichnungen wie in den vorangegangenen Fig. 1 und Fig. 2 verwendet werden. Um unnötige Wiederholungen zu vermeiden, wird auf die detaillierte Beschreibung in den vorangegangenen Fig. 1 und Fig. 2 hingewiesen bzw. Bezug genommen. Es wird in Fig. 3 gezeigt, dass die Klemmvorrichtung 27 ein erstes Keilpaar 37 und ein zweites Keilpaar 38 umfassen kann. Das erste Keilpaar 37 kann einen ersten Keil und einen zweiten Keil umfassen und das zweite Keilpaar 38 kann einen dritten Keil und einen vierten Keil umfassen. Dabei können jeweils der erste Keil und der dritte Keil mit dem Tragelement 20 gekoppelt sein bzw. am Tragelement 20 befestigt oder gehaltert sein. Der zweite Keil und der vierte Keil können jeweils an der Führungsvorrichtung 26 bzw. beispielsweise der zweite Keil an dem

ersten Führungselement 28 und der vierte Keil an dem zweiten Führungselement 29 gehaltert bzw. befestigt oder damit gekoppelt sein.

[0059] Die Keile des jeweiligen Keilpaares 37 bzw. 38 können am Tragelement 20 bzw. an der Führungsvorrichtung 26 derart positioniert sein, dass bei einer Verlagerung der Turbinen-Generatoreinrichtung 3 in die Betriebsposition durch die Keilwirkung der Keile auf das Tragelement 20 eine Kraft in Richtung der Durchströmrichtung 11 eingeleitet wird, sodass das Tragelement 20 bzw. deren Anschlussfläche 21 an die Gegenanschlussfläche 23 angelegt bzw. angepresst wird (vgl. dazu Fig. 1 und Fig. 2).

[0060] Es kann weiters vorgesehen sein, dass die Klemmvorrichtung ein drittes Keilpaar 39 und ein viertes Keilpaar 40 umfasst, wobei das dritte Keilpaar 39 einen fünften Keil und einen sechsten Keil und das vierte Keilpaar 40 einen siebten Keil und ein achter Keil umfassen kann. Dabei kann vorgesehen sein, dass der fünfte Keil und der siebte Keil jeweils am Tragelement 20 befestigt oder gehaltert bzw. mit dem Tragelement 20 gekoppelt sind und dass der sechste Keil und der achte Keil jeweils an der Führungsvorrichtung 26 bzw. beispielsweise der sechste Keil an dem ersten Führungselement 28 und der achte Keil an dem zweiten Führungselement 29 gehaltert bzw. befestigt oder damit gekoppelt sein. Dabei können die Keile der Keilpaare 37, 38, 39 und 40 derart ausgestaltet sein, dass der fünfte Keil des dritten Keilpaares 39 und der siebte Keil des vierten Keilpaares 40 bei einer Verlagerung der Turbinen-Generatoreinrichtung 3 von der Wartungsposition in die Betriebsposition am zweiten Keil des ersten Keilpaares 37 und am vierten Keil des zweiten Keilpaares 38 vorbeiführbar sind. Bei der Verlagerung der Turbinen-Generatoreinrichtung 3 in die Betriebsposition kann nun, wie bereits beschrieben, die Anschlussfläche 21 mittels der Keilwirkung der Keile der Keilpaare 37, 38, 39 und 40 an die Gegenanschlussfläche 23 angelegt bzw. daran angepresst werden (vgl. dazu Fig. 1 und Fig. 2).

[0061] Weiters kann vorgesehen sein, dass die Führungsvorrichtung 26 einen Endanschlag 41 umfasst bzw. die Führungselemente 28, 29 bzw. jeweils einen Endanschlag 41 umfassen. Wie beispielhaft gezeigt, kann der Endanschlag 41 bzw. ein jeweiliger Endanschlag 41 im Sohle-Bereich 30 positioniert bzw. angeordnet sein.

[0062] In der Fig. 4 ist eine gegebenenfalls für sich eigenständige zweite mögliche Ausgestaltungsform der Klemmvorrichtung 27 gezeigt, wobei wiederum für gleiche Teile gleiche Bezugszeichen bzw. Bauteilbezeichnungen wie in den vorangegangenen Fig. 1 bis Fig. 3 verwendet werden. Um unnötige Wiederholungen zu vermeiden, wird auf die detaillierte Beschreibung in den vorangegangenen Fig. 1 bis Fig. 3 hingewiesen bzw. Bezug genommen. Wie in Fig. 4 dargestellt, kann vorgesehen sein, dass die Klemmvorrichtung zumindest teilweise von zumindest einer Querschnittsverjüngung 36 der jeweiligen Führungselemente 28, 29 im Bereich der Betriebsposition gebildet sein kann. Wie dargestellt kann auch vorgesehen sein, dass mehrere Querschnittsverjüngungen 36 vorgesehen sind, sodass die Anschlussfläche 21 des Tragelements 20 bei einer Verlagerung der Turbinen-Generatoreinrichtung 3 in die Betriebsposition gegen die Gegenanschlussfläche 23, beispielsweise durch eine aktive Verlagerung mittels der Hebevorrichtung 25, angelegt bzw. angepresst wird.

[0063] In der Fig. 5 ist eine gegebenenfalls für sich eigenständige dritte mögliche Ausgestaltungsform der Klemmvorrichtung 27 gezeigt, wobei wiederum für gleiche Teile gleiche Bezugszeichen bzw. Bauteilbezeichnungen wie in den vorangegangenen Fig. 1 bis Fig. 4 verwendet werden. Um unnötige Wiederholungen zu vermeiden, wird auf die detaillierte Beschreibung in den vorangegangenen Fig. 1 bis Fig. 4 hingewiesen bzw. Bezug genommen. Wie in Fig. 5 dargestellt, kann auch vorgesehen sein, dass die Klemmvorrichtung 27 zumindest eine Querschnittsverjüngung 36 der jeweiligen Führungselemente 28, 29 im Sohle-Bereich umfasst. Somit kann die Anschlussfläche 21 des Tragelements 20 im Sohle-Bereich 30 an die Gegenanschlussfläche 23 mittels der Keilwirkung der Querschnittsverjüngung 36 angelegt bzw. angepresst werden. Weiters kann die Klemmvorrichtung 27 wie bereits beschrieben Klemmorgane 31, 32umfassen, wobei es denkbar ist, dass die Anschlussfläche 21 des Tragelements 20 mittels Klemmorgane 31, 32 erst nach Verlagerung der Turbinen-Generatoreinrichtung 3 in die Betriebsposition vollständig an die Gegenanschlussfläche 23 angelegt bzw. angepresst wird. Dabei können die Klemmorgane 31, 32

als Klemmkeile 33, 34 ausgebildet sein und mittels der Hebevorrichtung 25 bzw. mittels einer Zusatzeinrichtung der Hebevorrichtung 25 mit dem Tragelement 20 in gegenseitige Klemmwirkung gebracht werden.

[0064] Die Ausführungsbeispiele zeigen mögliche Ausführungsvarianten, wobei an dieser Stelle bemerkt sei, dass die Erfindung nicht auf die speziell dargestellten Ausführungsvarianten derselben eingeschränkt ist, sondern vielmehr auch diverse Kombinationen der einzelnen Ausführungsvarianten untereinander möglich sind und diese Variationsmöglichkeit aufgrund der Lehre zum technischen Handeln durch gegenständliche Erfindung im Können des auf diesem technischen Gebiet tätigen Fachmannes liegt.

[0065] Der Schutzbereich ist durch die Ansprüche bestimmt. Die Beschreibung und die Zeichnungen sind jedoch zur Auslegung der Ansprüche heranzuziehen. Einzelmerkmale oder Merkmalskombinationen aus den gezeigten und beschriebenen unterschiedlichen Ausführungsbeispielen können für sich eigenständige erfinderische Lösungen darstellen. Die den eigenständigen erfinderischen Lösungen zugrundeliegende Aufgabe kann der Beschreibung entnommen werden.

[0066] Sämtliche Angaben zu Wertebereichen in gegenständlicher Beschreibung sind so zu verstehen, dass diese beliebige und alle Teilbereiche daraus mitumfassen, z.B. ist die Angabe 1 bis 10 so zu verstehen, dass sämtliche Teilbereiche, ausgehend von der unteren Grenze 1 und der oberen Grenze 10 mit umfasst sind, d.h. sämtliche Teilbereiche beginnen mit einer unteren Grenze von 1 oder größer und enden bei einer oberen Grenze von 10 oder weniger, z.B. 1 bis 1,7, oder 3,2 bis 8,1, oder 5,5 bis 10.

[0067] Der Ordnung halber sei abschließend darauf hingewiesen, dass zum besseren Verständnis des Aufbaus Elemente teilweise unmaßstäblich und/oder vergrößert und/oder verkleinert dargestellt wurden.

BEZUGSZEICHENLISTE

1 Schacht-Turbinen-Anlage 30 Sohle-Bereich

2 Schachtkraftwerk 31 erstes Klemmorgan

3 Turbinen-Generatoreinrich- 32 zweites Klemmorgan tung 33 erster Klemmkeil

4 Oberwasserniveau 34 zweiter Klemmkeil

5 Unterwasserniveau 35 Anlagefläche

6 Positionier-Einrichtung 36 Querschnittsverjüngung

7 Einlaufbecken 37 erstes Keilpaar

8 Ringgehäuse 38 zweites Keilpaar

9 Einlaufbereich 39 drittes Keilpaar

10 Auslaufbereich 40 viertes Keilpaar

11 Durchströmrichtung 41 Endanschlag

12 Ringgenerator 42 Strömungsleitvorrichtung

13 Turbinenlaufrad 43 Abstützvorrichtung

14 Drehachse 44 Boden

15 Lagervorrichtung

16 Verbindungselement 17 Turbinenwelle

18 Ringgenerator-Stator 19 Ringgenerator-Rotor 20 Tragelement

21 Anschlussfläche

22 Saugrohr

23 Gegenanschlussfläche 24 Wandabschnitt

25 Hebevorrichtung

26 Führungsvorrichtung 27 Klemmvorrichtung

28 erstes Führungselement

29 zweites Führungselement

Claims (1)

1. Patentansprüche

   1. Schacht-Turbinen-Anlage (1) umfassend eine Turbinen-Generatoreinrichtung (3) zur Stromerzeugung durch Energieumwandlung eines Abflusses eines Oberwassers mit einem Oberwasserniveau (4) in ein Unterwasser mit einem Unterwasserniveau (5) in einem Schachtkraftwerk (2) mit einem Einlaufbecken (7), und eine Positionier-Einrichtung (6) zum Positionieren der Turbinen-Generatoreinrichtung (3) in einem Einlaufbecken (7) des Schachtkraftwerks (2), die Turbinen-Generatoreinrichtung (3) umfassend ein Ringgehäuse (8) mit einem Einlaufbereich (9) und einem Auslaufbereich (10), einen Ringgenerator (12), und ein Turbinenlaufrad (13) mit einer Drehachse (14),

   - wobei das Ringgehäuse (8) im Einlaufbereich (9) eine längs der Drehachse (14) ausgerichtete birnenförmige Lagervorrichtung (15) umfasst,

   - wobei die Lagervorrichtung (15) am Ringgehäuse (8) mittels zumindest eines Verbindungselements (16) lagefest gehaltert ist,

   - wobei eine entlang der Drehachse (14) ausgerichtete Turbinenwelle (17) mittels der Lagervorrichtung (15) gelagert ist, wobei das Turbinenlaufrad (13) im Auslaufbereich (10) mit der Turbinenwelle (17) drehfest gekoppelt ist,

   - wobei der Ringgenerator (12) einen Ringgenerator-Stator (18) umfasst, wobei der Ringgenerator-Stator (18) im Auslaufbereich (10) mit dem Ringgehäuse (8) drehfest gekoppelt ist,

   - wobei der Ringgenerator (12) einen Ringgenerator-Rotor (19) umfasst, wobei der Ringgenerator-Rotor (19) mit dem Turbinenlaufrad (13) an einem Außendurchmesser des Turbinenlaufrads (13) drehfest gekoppelt ist, und

   - wobei die Positionier-Einrichtung (6) eine Hebevorrichtung (25) und eine Führungsvorrichtung (26) umfasst, wobei die Turbinen-Generatoreinrichtung (3) mittels der Hebevorrichtung (25) entlang der Führungsvorrichtung (26) wenigstens zwischen einer Betriebsposition und einer Wartungsposition verlagerbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass

   - die Turbinen-Generatoreinrichtung (3) weiters ein Tragelement (20) umfasst, wobei das Tragelement (20) dem Ringgenerator (12) in Durchströmrichtung (11) nachgelagert angeordnet ist und mit dem Ringgenerator-Stator (18) gekoppelt ist,

   und

   - die Positionier-Einrichtung (6) weiters eine Klemmvorrichtung (27) umfasst,

   - wobei eine Anschlussfläche (21) des Tragelements (20) bei Positionierung der TurbinenGeneratoreinrichtung (3) in der Betriebsposition mittels der Klemmvorrichtung (27) an einem dem Unterwasser zugewandten Wandabschnitt (24) des Einlaufbeckens (7) oder einer ortsfesten Gegenanschlussfläche (23) anlegbar bzw. anpressbar ist.

   2. Schacht-Turbinen-Anlage (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungsvorrichtung (26) ein erste Führungselement (28) und ein zweites Führungselement (29) umfasst, wobei sich die Führungselemente (28, 29) ausgehend von einem Sohle-Bereich (30) des Einlaufbeckens (7) in Richtung des Oberwasserniveaus (4) des Schachtkraftwerks (2) erstrecken und das Unterwasserniveau (5) des Schachtkraftwerks (2) überragen, und wobei das Tragelement (20) zwischen den Führungselementen (28, 29) gelagert ist, sodass die Turbinen-Generatoreinrichtung (3) zwischen der Betriebsposition und der Wartungsposition verlagerbar ist.

   3. Schacht-Turbinen-Anlage (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Führungselement (28) und das zweite Führungselement (29) jeweils von einer Führungsschiene gebildet sind, wobei die Führungsschienen einen im Wesentlichen U-förmigen Querschnittbereich aufweisen, wobei die U-förmigen Querschnittsbereiche zueinander ausgerichtet sind, sodass das Tragelement (20) zwischen den Führungsschienen lagerbar ist.

   4. Schacht-Turbinen-Anlage (1) nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Klemmvorrichtung (27) zumindest eine Querschnittsverjüngung (36) der jeweiligen Führungselemente (28, 29) im Bereich der Betriebsposition der Turbinen-Generatoreinrichtung (3) umfasst, wobei die Turbinen-Generatoreinrichtung (3) mittels der Hebevorrichtung (25) in der Betriebsposition durch Positionierung des Tragelements (20) im Bereich der Querschnittsverjüngung (36) haltbar ist.

   10. 11.

   12.

   Ästerreichisches AT 525 538 B1 2023-05-15

   Schacht-Turbinen-Anlage (1) nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Klemmvorrichtung (27) zumindest ein erstes Klemmorgan (31) und ein zweites Klemmorgan (32) umfasst, wobei das erste Klemmorgan (31) dem ersten Führungselement (28) zugeordnet ist und das zweite Klemmorgan (32) dem zweiten Führungselement (29) zugeordnet ist, wobei mittels der Klemmorgane (31, 32) auf das Tragelement (20) eine Kraft in Richtung der Durchströmrichtung (11) aufbringbar ist, sodass die Anschlussfläche (21) des Tragelements (20) bei Positionierung der Turbinen-Generatoreinrichtung (3) in der Betriebsposition mittels der Klemmorgane (31, 32) an dem unterwasserseitigen Wandabschitt des Einlaufbeckens (7) oder der ortsfesten Gegenanschlussfläche (23) anlegbar bzw. anpressbar ist.

   Schacht-Turbinen-Anlage (1) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Klemmorgan (31) als ein erster Klemmkeil (33) und das zweite Klemmorgan (32) als ein zweiter Klemmkeil (34) ausgebildet sind, wobei die Klemmkeile (33, 34) auf das Tragelement (20) eine Kraft in Richtung Durchströmrichtung (11) bewirken, wenn die Klemmkeile (33, 34) zwischen einer jeweiligen Anlagefläche (35) der Führungsvorrichtung (26) und dem Tragelement (20) positioniert sind.

   Schacht-Turbinen-Anlage (1) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Klemmkeile (33, 34) mittels der Hebevorrichtung (25) zwischen der jeweiligen Anlagefläche (35) der Führungsvorrichtung (26) und dem Tragelement (20) positionierbar und haltbar sind.

   Schacht-Turbinen-Anlage (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Klemmvorrichtung (27) ein erstes Keilpaar (37) und ein zweites Keilpaar (38) umfasst, wobei das erste Keilpaar (37) einen ersten Keil und einen zweiten Keil umfasst und das zweite Keilpaar (38) einen dritten Keil und einen vierten Keil umfasst, wobei der erste Keil und der dritte Keil am Tragelement (20) gehaltert sind und der zweite Keil und der vierte Keil an der Führungsvorrichtung (26) gehaltert sind, sodass die Anschlussfläche (21) bei Positionierung der Turbinen-Generatoreinrichtung (3) in der Betriebsposition mittels der Keilwirkung der Keile des ersten Keilpaares (37) und der Keile des zweiten Keilpaares (38) an die Gegenanschlussfläche (23) anlegbar bzw. anpressbar ist.

   Schacht-Turbinen-Anlage (1) nach Anspruch 8 und Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Klemmvorrichtung (27) weiters ein drittes Keilpaar (39) und ein viertes Keilpaar (40) umfasst, wobei das dritte Keilpaar (39) einen fünften Keil und einen sechsten Keil umfasst und das vierte Keilpaar (40) einen siebten Keil und einen achten Keil umfasst, wobei der fünfte Keil und der siebe Keil am Tragelement (20) gehaltert sind, wobei der zweite Keil und der sechste Keil am ersten Führungselement (28) und der vierte Keil und der achte Keil am zweiten Führungselement (29) gehaltert sind, wobei der fünfte Keil und der siebte Keil bei einer Verlagerung der Turbinen-Generatoreinrichtung (3) von der Wartungsposition in die Betriebsposition am zweiten Keil und am vierten Keil vorbeiführbar sind, sodass die Anschlussfläche (21) bei Positionierung der Turbinen-Generatoreinrichtung (3) in der Betriebsposition mittels der Keilwirkung der Keile des ersten Keilpaares (37), der Keile des zweiten Keilpaares (38), der Keile des dritten Keilpaares (39) und der Keile des vierten Keilpaares (40) an die Gegenanschlussfläche (23) anlegbar bzw. anpressbar ist.

   Schacht-Turbinen-Anlage (1) nach einem der Ansprüche 2 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungselemente (28, 29) jeweils ein unverschlossenes Ende im Sohle-Bereich (30) aufweisen oder bis zu einem Boden (44) des Einlaufbeckens (7) ausgebildet sind.

   Schacht-Turbinen-Anlage (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungsvorrichtung (26) einen Endanschlag (41) für das Tragelement (20) umfasst.

   Schacht-Turbinen-Anlage (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an der Anschlussfläche (21) des Tragelements (20) ein Dichtelement ausgebildet ist, wobei die Anschlussfläche (21) mittels dem Dichtelement gegenüber der Gegenanschlussfläche (23) abdichtbar ist.

   13. Schacht-Turbinen-Anlage (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Turbinen-Generatoreinrichtung (3) eine Strömungsleitvorrichtung (42) mit Leitelementen umfasst, wobei die Strömungsleitvorrichtung (42) in Durchströmrichtung (11) zwischen dem zumindest einen Verbindungselement (16) und dem Ringgenerator (12) angeordnet ist, wobei die Leitelemente einerseits an der Lagervorrichtung (15), wobei die Strömungsleitvorrichtung (42) mittels einer ersten Verstellvorrichtung zur aktiven Regelung der Anströmung des Turbinenlaufrades (13) vorgesehen ist

   14. Schacht-Turbinen-Anlage (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Turbinen-Generatoreinrichtung (3) zur Gänze im Einlaufbecken (7) des Schachtkraftwerks (2) aufnehmbar ist.

   15. Schacht-Turbinen-Anlage (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest drei Verbindungselemente (16) ausgebildet sind, wobei die Lagervorrichtung (15) am Ringgehäuse (8) mittels der zumindest drei Verbindungselemente (16) lagefest gehaltert ist.

   16. Schacht-Turbinen-Anlage (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Ringgenerator (12) der Turbinen-Generatoreinheit als Synchrongenerator ausgebildet ist, wobei als Erregung permanentmagnetische Pole und/oder eine bürstenlose Erregermaschine im Ringgenerator-Rotor (19) vorgesehen sind/ist.

   17. Schacht-Turbinen-Anlage (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Ringgenerator (12) mittels einer elektronischen Regelvorrichtung drehzahlregelbar ausgebildet ist.

   18. Schacht-Turbinen-Anlage (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Turbinenlaufrad (13) drehbar gelagerte Turbinenschaufeln aufweist, wobei die Turbinenschaufeln mittels einer zweiten Verstellvorrichtung in der Lagervorrichtung (15) verdrehbar sind.

   19. Schacht-Turbinen-Anlage (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mittels der Positionier-Einrichtung (6) eine Dammtafel an Stelle der Turbinen-Generatoreinrichtung (3) in der Betriebsposition positionierbar ist.

   20. Schacht-Turbinen-Anlage (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Ringgehäuse (8) im Einlaufbereich (9) eine Abstützvorrichtung (43) umfasst, wobei die Turbinen-Generatoreinrichtung (3) mittels der Abstützvorrichtung (43) am Boden (44) des Einlaufbeckens (7) abstützbar ist.

   Hierzu 4 Blatt Zeichnungen