<Desc/Clms Page number 1>
Wasserkraftanlage mit offenen Hochdruckschäehten.
Die Erfindung betrifft eine gesamte Wasserkraftanlage, die es ermöglicht, die vorteilhafteste Ausführungsart von Niederdruck-Wasserkrafta. nlagen bis in das Gebiet der Hochdruck- Wasserkraftanlagen* hinein zu erweitern. Sie besteht darin, dass mindestens ein grosser Blechzylinder die Turbinen aufnimmt, der mit dem Schützenrahmen ein Ganzes bildet und durch Gussmauerwerk und Verankerung mit der gesamten Wasserkraftanlage (Kammerummantelung, Wasserschlossmauern, Maschinensaal und Schalthauswänden usw.) in eine statisch gemeinsam wirkende Verbindung gebracht wird.
An Versuchen, die durch die Erfindung erzielbaren Vorteile zu erreichen, hat es bisher nicht gefehlt. Man wollte die Tiefe der Turbinenkammerschächte steigern, indem man deren Wände aus Eisenbeton herstellte und mit einem besonders widerstandsfähigen Portlandzementputz auf Stahldrahteinlagen versah. Die notwendige Wasserdichtheit wird aber bei dieser Bauart nicht gewährleistet, ganz abgesehen davon, dass sich durch einen solchen Putz höchstens noch Kammertiefen von etwa 10 m erreichen lassen. Auch dachte man an eine Auskleidung der viereckigen Turbinenschächte mit Eisenblech. Hiebei blieben aber unüberwindbare Schwierigkeiten in statischer Beziehung bestehen, die erst durch die Erfindung behoben werden.
Die Wasserkraftanlage ist in der Zeichnung in Fig. i durch einen Längsschnitt und in Fig. 2 durch einen Grundriss dargestellt. Fig. 3 zeigt den Blechzylinder. H'ist das Wasserschloss, K i3t die Kraftanlage.
Wie aus den Figuren ersichtlich ist, werden richtig tragende Kreiszylinder angewendet, die an dem empfindlichen Punkte der Schützeneinmündungen mit deren Rahmen baulich vereinigt und,'was'das Wichtigste ist, mit dem gesamten übrigen Mauerwerk in eine gemeinsam statisch durchgebildete Anlage gebracht sind. Die Bauart, wie sie in Fig. i schematisch angedeutet ist, wird die Regel sein ; es steht aber selbstverständlich nichts im
Wege, die neue Anordnung auch so auszuführen, dass Wasserschloss und Kraftanlage z. B. an einem schwach geneigten, langgestreckten Hange liegen und die offenen H0chdruckschächte Tl mit Neigung ausgeführt werden.
Die Vereinigung der Blechzylinder mit dem gesamten Mauerwerk ist wesentlich für die neue Bauart nach der Erfindung. Wenn man freie Eisengehäuse aufstellen wollte, wie etwa bei Wasserbehältern, so wären die vorgeschlagenen Kraftanlagen nicht möglich. Man braucht als notwendiges Glied auch die Betonummantelung der erwähnten Zylinder und die durch geeignete Verankerung bewirkte Heranziehung des übrigen Eisenbetonmauerwerkes der gesammten Wasserkraftanlage, schon wegen der grossen Erschütterungen beim Inbetrieb- und Ausserbetriebsetzen der offenen Hochdruckschächte. Die örtliche Hauptfestigkeit gibt das kreisförmige Eisenrohr. Die Gussbetonummantelung ist dazu da, an der richtigen Stelle die nötige Masse zu liefern, um den Erschütterungen zu begegnen. Die Verankerungen bewirken, dass das Ganze einen gemeinsam tragenden Bau bildet.
Daraus ergeben sich Vorteile a) in wasserbaulicher, b) in maschineller und c) in allgemein wirtschaftlicher Hinsicht.
Zu a : Wasserschloss und Kraftanlage können sehr nahe zusammengebaut werden. Wie Fig. 2 zeigt, wird bei der Bauart nach der Erfindung sowohl die Länge L, als auch besonders die Breite B der gesamten Kraftanlage wesentlich verringert, weil die Wandstärke w der Wasserschlossmauer und die seitliche Wandstärke s der Turbinenkammern sehr gering gehalten werden können.
Hand in Hand damit geht ein grosser Raumgewinn für die Schalthausanordnung SI über dem Maschinenhaussaal M in Anlehnung an die Stirnwand. Gerade diese Schaltraumanordnung über dem Maschinensaal unmittelbar hinter der Wasserschlossmauer konnte man bei der bisher üblichen Ausführungsart nicht wagen, weil die bisherigen drei und mehr Meter starken Wasserschlossmauern sowohl wasserundicht waren, als auch infolge von unvollkommenem und ungleichmässigem Wärmeaustausch und anderen Umständen Schwitzwasser und starke Feuchtigkeit zeigten. Die Wasserdichtheit wird bei der Anordnung nach der Erfindung in ausgezeichneter Weise durch die grossen Kammerzylinder, die mit dem Schützenrahmen ein Ganzes bilden, erreicht (vgl. Fig. 3).
<Desc/Clms Page number 2>
Zu b : Die Anordnung zeigt z. B. gegenüber den Kesselturbinenanlagen den grossen Vorteil, dass die Turbinen nicht mehr im Maschinensaal in einem eisernen Gehäuse stehen, das immer feucht ist, bei Einbauten sehr schwer zugänglich bleibt und eine schlechte Raumausnutzung zur Folge hat. Bei der Anordnung nach der Erfindung bleiben die Turbinen in offenen, sogenannten Hochdruckschächten T1, ähnlich wie bei den gewöhnlichen offenen Schachtturbinenanlagen. Sie können in diesen Schächten leicht ein-und ausgebaut werden, was für den Bau und Ausbesserungen ein grosser Vorteil ist.
Weitere Vorteile in motorischer Beziehung sind die besseren Wirkungsgrade wegen des Wegfalles der Beschleunigungsverluste, die man bekanntlich in der Rohrleitung hat, und der dort auftretenden Reibungsverluste. Diese Vorteile kommen in den besseren Leistungsergebnissen des gesamten motorischen Teiles zum Ausdruck.
Zu c : In wirtschaftlicher Beziehung ergeben sich die Vorteile der geringeren Wasserhaltung wegen der kleineren Grundfläche beim Bau und die Verwendung des billigen Gussbetons an Stelle von Mauerwerk oder Stampfbeton. Ferner hat man auch eine Ersparnis an Schalung, weil die Blechzylinder die Rolle der Schalung übernehmen können. Mit dem Vorstehenden hängt der Vorteil der rascheren Bäuherstellung und damit eine Ersparnis an Bauzinsen zusammen..
Während bisher, wie aus der folgenden Aufstellung ersichtlich, sämtliche bestehenden und denkbaren Wasserkraftanlagen in fünf gegeneinander abgegrenzte typische Bauarten unterschieden waren, werden infolge der Erfindung nur noch vier solcher Bauarten zu zählen
EMI2.1
an. die die Erfindung hervorruft. Durch die Erfindung wird nicht nur eine grosse, ziemlich unvorteilhafte Bauart, nämlich die Type III, vermieden, sondern auch die Möglichkeit geschaffen, dass die überaus günstige Bauart der Type II der Niederdruck-Wasserkraftanlagen bis weit in das Gebiet der Type IV der Hochdruckanlagen hinein ausführbar wird.
Wenn der Höhenunterschied zwischen dem Oberwasserspiegel und dem Unterwasserspiegel 20 und mehr Meter beträgt, so kann die Anlage künftig doch noch nach der Bauart der offenen Schachtturbinen ausgeführt werden (Type II), in welchem Falle bisher entweder Kessdlturbinenanlagen (Type III) oder Spiralturbinenanlagen (Type IV) ausgeführt werden mussten.
EMI2.2
<tb>
<tb>
Ungefähre
<tb> obere <SEP> Grenze
<tb> Haupteinteilung <SEP> Type <SEP> nach <SEP> Bauart <SEP> des <SEP> Betaerkunnen
<tb> : <SEP> im <SEP> Mittel.
<tb> im <SEP> Mittel
<tb> Niederdruck- <SEP> Offene <SEP> Turbinenanlagen
<tb> type <SEP> I <SEP> H <SEP> = <SEP> 4 <SEP> m
<tb> anlagen <SEP> mit <SEP> Abtrieborganen
<tb> Offene <SEP> SchachtturbienType <SEP> II <SEP> 10
<tb> anlagen
<tb> , <SEP> Von <SEP> einigen <SEP> werden <SEP> die
<tb> Hochdruck- <SEP> Anlagen <SEP> der <SEP> Type <SEP> III
<tb> anlagen <SEP> Type <SEP> III <SEP> Kesselturbinenanlagen <SEP> 30 <SEP> als <SEP> Mitteldruckanlagen
<tb> bezeichnet
<tb> 'Type <SEP> IV <SEP> Spualturbmenanlagen <SEP> 10
<tb> .. <SEP> Freistrahlturbinen-, <SEP> heute <SEP> bis
<tb> anlagen <SEP> 1 <SEP> 1650 <SEP> m
<tb>