DE102014018168B4 - Pipe flow power plant - Google Patents
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Abstract
Rohrströmungskraftwerk (1) zur Nutzung der Strömungsenergie in Rohrleitungen, gekennzeichnet durch einen rohrförmigen Gehäusemantels (10) aus Metall, mit zwei halbkreisartigen Ausschnitten (12) in Bogenform, zur Oberseite des rohrförmigen Gehäusemantels (10), bei denen an den horizontalen Außenseiten Schraubhülsen (18) angebracht sind, wobei ein Ausschnitt 12) in der hinteren Hälfte des Gehäusemantels (10) angeordnet ist, als Montageöffnung, wobei durch diese eine Turbine (13), mit Generator (14) und einer elektronischen Kontroll- und Steuereinrichtung (15) eingebracht und im Gehäusemantel (10) befestigt werden, und wobei auf diesem Ausschnitt (12) eine bogenförmige Abdeckkappe (27), mit Schraubhülsen (18) an den Außenseiten und Randdichtstreifen (31) zur Auflagefläche, festgeschraubt wird, die für Reparatur- und Wartungsarbeiten abgenommen und wieder aufgesetzt werden kann. und wobei der zweite Ausschnitt (12) zur Oberseite in der vorderen Hälfte des Gehäusemantels (10) angeordnet ist, als Öffnung zum Einbau und Ausbau eines Schutzgitters (16) für Schwemmgut und zur Entfernung von abgelagertem Schwemmgut, wobei zur Innenseite des Gehäusemantels (10) Einsteckschienen (17) für das Schutzgitter (16) angebracht sind und hiermit das Schutzgitter (16) für Reinigungsarbeiten, einschließlich dem angesammelten Schwemmgut, herausgenommen werden kann, und wobei auf diesem zweiten Ausschnitt (12), in der vorderen Hälfte des Gehäusemantels (10), eine bogenförmige Abdeckkappe (28), mit Schraubhülsen (18) an den Außenseiten und Randdichtstreifen (31) zur Auflagefläche, festgeschraubt wird, und wobei bei dieser Abdeckkappe (28) ein Fenster (29) aus Kunststoffglas zur Kontrolle der Schwemmgutablagerungen vor dem Schutzgitter (16) angebracht wird, und wobei eine scheibenförmige Rohrabstellklappe (19), mit einer vertikalen Achse (20) zur Mitte, in den Gehäusemantel (10) eingebracht wird, wobei zur Innenseite am Gehäusemantel (10) in mittlerer Höhe eine Anschlagvorrichtung (21) für die Rohrabstellklappe (19) und am Boden des Gehäusemantels (10) eine Einsteckvorrichtung (30) für die Achse (20) der scheibenförmige Rohrabstellklappe (19) angebracht ist und zur Oberseite des Gehäusemantels (10) eine lochförmige Öffnung nach außen, durch die zur Absperrung des Zuflusses eine hebelförmige Abstellvorrichtung (26) eingebracht wird, wobei die Abdeckkappe (28) für Reinigungsarbeiten und zur Beseitigung von angesammeltem Schwemmgut abgenommen und wieder aufgeschraubt werden kann, und wobei ein kegelförmiges Strömungsbeschleunigungsrohr (23) zur Eingangsseite des Gehäusemantels (10) angebracht wird, das mit der Seite des kleineren Durchmessers am Gehäusemantel (10) befestigt wird und mit der Seite des größeren Durchmessers am Zuflussrohr (23) der Rohrströmung, wobei mit der kegelförmigen Rohreinengung die Strömung im Gehäusemantel (10) beschleunigt wird, und wobei ein kegelförmiges Diffusorrohr (24) zur Ausgangsseite des Gehäusemantels (10) angebracht wird, ...Tubular flow power plant (1) for utilizing the flow energy in pipelines, characterized by a tubular housing shell (10) made of metal, with two semicircular cutouts (12) in an arc shape, to the top of the tubular housing shell (10), in which on the horizontal outer sides screw sleeves (18 ), wherein a cutout 12) in the rear half of the housing shell (10) is arranged as a mounting opening, through which a turbine (13), with generator (14) and an electronic control and control device (15) introduced and in the housing casing (10) are fixed, and wherein on this cutout (12) an arcuate cover cap (27), with screw sleeves (18) on the outer sides and edge sealing strip (31) to the support surface, is screwed, which are removed for repair and maintenance work and can be put back on. and wherein the second cutout (12) is arranged to the top in the front half of the housing shell (10), as an opening for installation and removal of a protective grate (16) for alluvial debris and for removal of deposited debris, wherein to the inside of the housing shell (10). Insertion rails (17) for the protective grid (16) are mounted and hereby the protective grid (16) for cleaning work, including the accumulated Schwemmgut, removed, and wherein on this second cutout (12), in the front half of the housing shell (10) , an arcuate cover cap (28), with screw sleeves (18) on the outer sides and edge sealing strip (31) to the support surface, is screwed, and wherein in this cap (28) has a window (29) made of plastic glass for controlling the Schwemmgutablagerungen before the protective grid ( 16) is mounted, and wherein a disc-shaped Rohrabstellklappe (19), with a vertical axis (20) to the center, in the housing An insert (30) for the axis (20) of the disk-shaped Pipe flap (19) is mounted and to the top of the housing shell (10) has a hole-shaped opening to the outside, through which a shut-off device (26) is introduced to shut off the inflow, the cap (28) removed for cleaning and disposal of accumulated alluvium and can be screwed on again, and wherein a conical flow-accelerating tube (23) is attached to the inlet side of the housing shell (10) which is attached to the smaller diameter side of the housing shell (10) and to the larger diameter side of the inlet tube (23). the pipe flow, wherein with the cone-shaped pipe constriction, the flow in the housing edge l (10) is accelerated, and wherein a conical diffuser tube (24) to the output side of the housing shell (10) is mounted, ...
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Rohrströmungskraftwerk, bei dem in einem rohrförmigen Gehäusemantel aus Metall eine Turbine mit Generator und einer elektronischen Kontroll- und Steuereinheit eingebaut sind, wobei zum Schutz gegen Schwemmgut vor der Turbine ein Schutzgitter angebracht ist und zum Abstellen des Wassserzuflusses eine Rohrabstellklappe, und wobei ein kegelförmiges Strömungsbeschleunigungsrohr zur Eingangsseite des Gehäusemantels und ein kegelförmiges Diffusorrohr zur Ausgangsseite des Gehäusemantels angebracht sind.The present invention relates to a Rohrströmkraftwerk in which in a tubular housing shell made of metal, a turbine with a generator and an electronic control and control unit are installed, to protect against Schwemmgut before the turbine, a protective grid is attached and for stopping the Wassserzuflusses a Rohrabstellklappe, and wherein a conical flow acceleration tube to the inlet side of the housing shell and a conical diffuser tube to the output side of the housing shell are mounted.
HYLOW, das Wasserkraft-Forschungsprojekt der Europäischen Kommission, hat aufgezeigt, dass bei der Wasserkraft das vorhandene Energiepotenzial in den Rohrleitungen noch nahezu ungenutzt bleibt.HYLOW, the European Commission's hydropower research project, has shown that in hydropower, the existing energy potential in the pipelines remains virtually untapped.
Viele Gewässerströmungen, die ein beachtliches Energiepotential enthalten, werden einfach abgeführt, ohne Nutzung der hierin enthaltenen Strömungsenergie, wie beispielsweise Ablasseinrichtungen bei den Staustufen, Auslaufkanäle bestehender Kraftwerke, Ablauf bei Kläranlagen und Prozesswasser in der Industrie.Many watercourses that contain considerable energy potential are simply removed without the use of the flow energy contained herein, such as baffles at the weirs, outlets of existing power plants, wastewater treatment plants, and process water in the industry.
Das liegt vor allem daran, dass bis jetzt noch keine geeigneten Kraftwerke zur Verfügung stehen, mit denen die vorhandene Strömungsenergie in den Rohrleitungen genutzt werden kann.This is mainly due to the fact that until now no suitable power plants are available with which the existing flow energy in the pipelines can be used.
Der Stand der Technik wird in den Schriften
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Lösung zu finden für ein Kraftwerk, mit dem vorhandenes Strömungsenergiepotential in den Rohrleitungen in elektrischen Strom umgesetzt wird.The object of the invention is to find a solution for a power plant, is implemented with the existing flow energy potential in the pipes in electricity.
Diese Aufgabe wird mit einem nachfolgend beschriebenen Rohrströmungskraftwerk gelöst:
Das Rohrströmungskraftwerk wird in einem rohrförmigen Gehäusemantel aus Metall eingebaut, bei dem zwei halbkreisartige Aussparungen in Bogenform zur Oberseite vorgenommen werden.This object is achieved with a tubular flow power plant described below:
The Rohrströmkraftwerk is installed in a tubular housing shell made of metal, in which two semicircular recesses are made in an arc shape to the top.
Bei dem ersten Ausschnitt, der in der hinteren Hälfte des Gehäusemantels vorgenommen wird, werden eine Turbine mit Generator, in Verbindung mit einer elektronischen Kontroll- und Steuereinheit, eingebracht und im Inneren des Gehäusemantels installiert.The first cutout, which is made in the rear half of the shell of the housing, will introduce a turbine with generator, in conjunction with an electronic control and control unit, and install it inside the shell of the housing.
In einer Variante werden an der Innenseite der bogenförmigen Abdeckkappe die Turbine, mit Generator und der elektronischen Kontroll- und Steuereinheit befestigt, die damit für Reparatur- und Wartungsarbeiten insgesamt herausgehoben und wieder eingebaut werden können,In a variant, the turbine, with generator and the electronic control and control unit are attached to the inside of the arcuate cover cap, which can thus be lifted and reinstalled for repair and maintenance work,
Der zweite Ausschnitt wird zur Oberseite in der vorderen Hälfte des Gehäusemantels vorgenommen. Durch diese Öffnung wird ein Schutzgitter für Schwemmgut in dem Gehäusemantel eingebaut. Hierzu werden zur Innenseite am Gehäusemantel Einsteckschienen angebracht. Das Schutzgitter kann für Reinigungsarbeiten und zur Entfernung des angesammelten Schwemmgutes, herausgenommen werden.The second cutout is made to the top in the front half of the housing shell. Through this opening a protective grid for alluvial material is installed in the housing shell. For this purpose, insertion rails are attached to the inside of the housing jacket. The protective grille can be removed for cleaning and removal of accumulated debris.
Auf dem bogenförmigen Ausschnitt in der vorderen Hälfte des Gehäusemantels wird oberhalb des Schutzgitters eine bogenförmige Abdeckkappe mit Randdichtstreifen festgeschraubt. Zur Oberseite der Abdeckkappe ist ein Fenster aus Kunststoffglas, zur Kontrolle Schwemmgutablagerungen ausgebildet. Die Abdeckkappe kann für Reinigungsarbeiten und zur Beseitigung von angesammeltem Schwemmgut abgenommen und wieder aufgeschraubt werden.On the arcuate cutout in the front half of the housing shell, an arcuate cap is tightened with edge sealing strips above the protective grid. To the top of the cap is a window made of plastic glass, designed to control Schwemmgutablagerungen. The cap can be used for cleaning and to remove accumulated Schwemmgut be removed and screwed on again.
Zum Abstellen des Wasserzuflusses bei Wartungs- und Reparaturarbeiten wird eine scheibenförmige Abstellklappe, mit einer vertikalen Achse, in der vorderen Hälfte des Gehäusemantels eingebaut. Hierzu wird zur Innenseite am Boden des Gehäusemantels eine Einsteckvorrichtung für die Achse der scheibenförmige Abstellklappe angebracht und zur Oberseite des Gehäusemantels eine lochförmige, abdichtbare Öffnung nach außen, wobei hier die zur Absperrung des Zuflusses eine hebelförmige Abstellvorrichtung angebracht wird. Zur Innenseite ist am Gehäusemantel in mittlerer Höhe eine Anschlagvorrichtung für die Rohrkappe angebracht.To stop the flow of water during maintenance and repair work, a disc-shaped parking flap, with a vertical axis, is installed in the front half of the housing shell. For this purpose, a plug-in device for the axis of the disc-shaped storage flap is attached to the inside at the bottom of the housing shell and the top of the housing shell a hole-shaped, sealable opening to the outside, in which case the shut-off of the inlet a lever-shaped parking device is attached. To the inside, a stop device for the pipe cap is mounted on the housing shell at mid-height.
Zur Eingangsseite des Gehäusemantels wird ein kegelförmiges Strömungsbeschleunigungsrohr befestigt, mit der Seite des kleineren Durchmessers am Gehäusemantel und mit der Seite des größeren Durchmessers am Zuflussrohr der Rohrströmung. Mit dieser kegelförmigen Einengung wird das Wasser aus dem Zuflussrohr zum rohrförmigen Gehäusemantel hin eingeengt und beschleunigt. Damit ergibt sich im Gehäusemantel eine höhere Strömungsgeschwindigkeit und eine bessere Turbinenleistung.To the input side of the housing shell a conical flow acceleration tube is attached, with the side of the smaller diameter on the housing shell and with the side of the larger diameter at the inlet pipe of the pipe flow. With this cone-shaped constriction, the water is concentrated and accelerated from the inflow pipe to the tubular housing shell out. This results in a higher flow velocity and better turbine performance in the housing shell.
Zur Ausgangsseite des Gehäusemantels wird ein kegelförmiges Diffusorrohr befestigt, mit der Seite des kleineren Durchmessers am Gehäusemantel und mit der Seite des größeren Durchmessers am Abflussrohr der Rohrströmung. Mit dieser kegelförmigen Erweiterung wird eine Diffusorwirkung zur Ausgangsseite erzielt und damit ein verbesserter Wasserabfluss erreicht.A conical diffuser tube is attached to the outlet side of the shell, with the smaller diameter side on the shell and the larger diameter side on the flow tube. With this cone-shaped extension, a diffuser effect is achieved to the outlet side and thus achieved an improved water drainage.
Als weitere Variante ist ein Rohrströmungskraftwerk vorgesehen, bei dem bei gleich großem Rohrdurchmesser des Gehäusemantels, sowie des Zuflussrohres und des Abflussrohres, anstelle des kegelförmige Strömungsbeschleunigungsrohres an der Eingangsseite und des kegelförmigen Diffusorrohres an der Ausgangsseite des Gehäusemantels, die beiden Endseiten des Gehäusemantels mit überlappenden Rohrverbindungsringen mit dem Zuflussrohr und dem Abflussrohr verbunden werden.As a further variant, a Rohrströmkraftwerk is provided in which, with the same size pipe diameter of the housing shell, and the inlet pipe and the drain pipe, instead of the conical Strömungsbeschleunigungsrohres on the input side and the conical diffuser pipe on the output side of the housing shell, the two end sides of the housing shell with overlapping pipe connection rings the inflow pipe and the drain pipe are connected.
Der Einbau von Rohrströmungskraftwerken in vorhandene Rohrleitungen kann relativ einfach vorgenommen werden. Hierzu wird bei den vorhandenen Rohrleitungen ein Stück in der Länge des Rohrströmungskraftwerkes herausgeschnitten und das Rohrströmungskraftwerk eingefügt.The installation of Rohrströmkraftwerken in existing pipelines can be made relatively easy. For this purpose, a piece is cut out in the existing piping in the length of Rohrströmkraftwerkes and inserted the Rohrströmkraftwerk.
Das Rohrströmungskraftwerk kann am Land, am Ufer eines Strömungsgewässers und auch in einem Gewässer installiert werden.The Rohrströmkraftwerk can be installed on land, on the banks of a stream of water and also in a body of water.
Einsatzbereiche für das Rohrströmungskraftwerk sind vor allem Ablasseinrichtungen bei den Staustufen, Auslaufkanäle bestehender Kraftwerke, Ablaüfe bei Staumauergewässern, Abläufe bei Kläranlagen und Prozesswasser in der Industrie.Areas of application for the pipe flow power plant are above all discharge systems at the barrages, outlet ducts of existing power plants, waste streams in dams, sewage treatment plants and process water in industry.
Weitere Einzelheiten und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus den nachfolgenden Zeichnungen, mit der Beschreibung einer Ausführungsform.Further details and advantages of the present invention will become apparent from the following drawings, with the description of an embodiment.
Es zeigen:Show it:
Zum Schutz gegen Schwemmgut ist vor der Turbine
Zur Eingangsseite des Gehäusemantels
Zur Ausgangsseite des Gehäusemantels
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