DE102017104848B3 - Hydroelectric power station - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Wasserkraftwerk (10), insbesondere zur Anordnung in einem Fluss oder in einem aufgelassenen Grubenschacht, mit:a. einer Hohlwelle (20),b. zumindest einer Hohlwellenturbine (22) zum Antreiben der Hohlwelle (20),c. einer Zuleitung (14) zum Zuleiten von Wasser zu der zumindest einen Hohlwellenturbine (22), undd. zumindest einer Umwandlungseinrichtung (60) zum Umwandeln von Rotationsenergie der zumindest einen Hohlwellenturbine (22) in elektrische Energie,e. eine Zentralwelle (30), die innerhalb der Hohlwelle (20) angeordnet ist, undf. zumindest eine Zentralwellenturbine (32) zum Antreiben der Zentralwelle (30), diei. mit der Zuleitung (14) strömungstechnisch verbunden ist, undii. der zumindest einen Umwandlungseinrichtung (60, 62) zugeordnet ist, wobeig. an einer Außenwand der Hohlwelle (20) ein koaxial zu der Hohlwelle (20) angeordneter Trichter (50) form- und/oder stoffschlüssig befestigt ist, wobei die Zuleitung (14) strömungstechnisch mit dem Trichter (50) verbunden ist und exzentrisch zu dem Trichter (50) hinführt,h. die Hohlwelle (20) Durchleitöffnungen (28) zum Durchleiten des zugeleiteten Wassers aus dem Trichter (50) in die Hohlwelle (20) aufweist, undi. an einer Innenseite des Trichters (50) Widerstandsstrukturen (52), insbesondere Flügelbleche (52) angeordnet sind, mittels denen die Hohlwelle (20) über das zugeleitete Wasser antreibbar ist.The invention relates to a hydroelectric power plant (10), in particular for arrangement in a river or in an abandoned pit shaft, comprising: a. a hollow shaft (20), b. at least one hollow shaft turbine (22) for driving the hollow shaft (20), c. a supply line (14) for supplying water to the at least one hollow shaft turbine (22), andd. at least one conversion device (60) for converting rotational energy of the at least one hollow-shaft turbine (22) into electrical energy, e. a central shaft (30) disposed within the hollow shaft (20), andf. at least one central shaft turbine (32) for driving the central shaft (30), diei. is fluidically connected to the supply line (14), andii. the at least one conversion means (60, 62) is assigned, wherein. on an outer wall of the hollow shaft (20) coaxial with the hollow shaft (20) arranged funnel (50) is positively and / or materially secured, wherein the supply line (14) is fluidically connected to the hopper (50) and eccentrically to the hopper (50), h. the hollow shaft (20) has passage openings (28) for passing the supplied water from the hopper (50) into the hollow shaft (20), andi. on an inner side of the funnel (50) resistance structures (52), in particular wing plates (52) are arranged, by means of which the hollow shaft (20) is drivable via the supplied water.
Description
Die Erfindung betrifft ein Wasserkraftwerk, insbesondere zur Anordnung in einem Fluss oder in einem aufgelassenen Grubenschacht, mit einer Hohlwelle, zumindest einer Hohlwellenturbine zum Antreiben der Hohlwelle, einer Zuleitung zum Zuleiten von Wasser zu der zumindest einen Hohlwellenturbine und zumindest einer Umwandlungseinrichtung zum Umwandeln von Rotationsenergie der zumindest einen Hohlwellenturbine in elektrische Energie.The invention relates to a hydroelectric power plant, in particular for arrangement in a river or in an abandoned pit shaft, with a hollow shaft, at least one hollow shaft turbine for driving the hollow shaft, a supply line for supplying water to the at least one hollow shaft turbine and at least one conversion device for converting rotational energy of at least one hollow shaft turbine into electrical energy.
Ein solches Wasserkraftwerk ist beispielsweise aus der
Es ist weiterhin bekannt, zur Steigerung der Effizienz eines derartigen Grubenschacht-Pumpspeicherwerkes Turbinen vorzusehen, deren Laufschaufeln in ihrer Neigung verstellbar sind. Zusätzlich können den Laufschaufeln in Durchströmungsrichtung der Turbine vorgeordnete Leitschaufeln vorgesehen sein, mittels denen das Wasser in einem für den Betrieb der jeweiligen Turbine günstigeren Anströmwinkel umgelenkt werden kann. Durch diese Maßnahmen kann jedoch kein effizienter Betrieb des Pumpspeicherwerks bei nur geringfügig zur Verfügung stehenden Wassermengen gewährleistet werden, da die Turbine in einem nicht optimalen Betriebspunkt betrieben werden können. Dieser Umstand ist für einen Betreiber eines derartigen Pumpspeicherwerks unbefriedigend, da in Zeiträumen, in denen das Stromnetz unterversorgt ist, nur sehr eingeschränkt elektrische Energie erzeugt und eingespeist werden kann.It is also known to provide to increase the efficiency of such a pit shaft pumped storage turbine turbines whose blades are adjustable in their inclination. In addition, the blades may be provided in the direction of flow of the turbine upstream vanes, by means of which the water can be deflected in a favorable for the operation of the respective turbine angle of attack. However, these measures can not ensure efficient operation of the pumped storage plant with only slightly available amounts of water, since the turbine can be operated in a non-optimal operating point. This circumstance is unsatisfactory for an operator of such a pumped storage plant, since in periods when the power grid is underserved, only very limited electrical energy can be generated and fed.
Aus der
Die
Die
Die
Die
Wünschenswert wäre daher ein Wasserkraftwerk, das über einen möglichst großen Bereich an zur Verfügung stehenden Wasser möglichst effizient arbeiten kann. It would therefore be desirable to have a hydropower plant that can operate as efficiently as possible over as large a range of available water as possible.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Wasserkraftwerk bereitzustellen, das die bekannten Nachteile vermindert.Object of the present invention is therefore to provide a hydroelectric power plant, which reduces the known disadvantages.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch ein Wasserkraftwerk mit den Merkmalen des Hauptanspruchs gelöst. Das erfindungsgemäße Wasserkraftwerk, insbesondere zur Anordnung in einem Fluss oder in einem aufgelassenen Grubenschacht, mit einer Hohlwelle, zumindest einer Hohlwellenturbine zum Antreiben der Hohlwelle, einer Zuleitung zum Zuleiten von Wasser zu der zumindest einen Hohlwellenturbine und zumindest einer Umwandlungseinrichtung zum Umwandeln von Rotationsenergie der zumindest einen Hohlwellenturbine in elektrische Energie sieht eine Zentralwelle, die innerhalb der Hohlwelle angeordnet ist, und zumindest eine Zentralwellenturbine zum Antreiben der Zentralwelle vor, die mit der Zuleitung strömungstechnisch verbunden und der zumindest einen Umwandlungseinrichtung zugeordnet ist.According to the invention this object is achieved by a hydroelectric power plant with the features of the main claim. The hydroelectric power plant according to the invention, in particular for arrangement in a river or in an abandoned pit shaft, with a hollow shaft, at least one hollow shaft turbine for driving the hollow shaft, a supply line for supplying water to the at least one hollow shaft turbine and at least one conversion device for converting rotational energy of the at least one Hollow-shaft turbine into electrical energy provides a central shaft, which is arranged within the hollow shaft, and at least one central shaft turbine for driving the central shaft, which is fluidically connected to the supply line and associated with the at least one conversion device.
Die Zentralwelle kann dadurch wesentlich leichter als die Hohlwelle ausgebildet werden, sodass ein Anlaufen der Zentralwelle und der zumindest einen Zentralwellenturbine bereits durch geringere durchzuleitende Wassermengen und schneller erfolgen kann. Darüber hinaus kann einerseits über die zumindest eine Zentralwellenturbine und andererseits über die zumindest eine Hohlwellenturbine Energie erzeugt werden. Vorzugsweise weist die zumindest eine Zentralwelle eine Vielzahl an Zentralwellenturbinen auf, die der zumindest einen Hohlwellenturbine vorgeordnet sind. Weiterhin bevorzugt weist das Wasserkraftwerk eine Vielzahl von Hohlwellenturbinen auf, wobei jeder Hohlwellenturbine zumindest eine Zentralwellenturbine in Durchströmungsrichtung vorgeordnet und/oder nachgeordnet ist. Dadurch kann bei nur geringfügig zur Verfügung stehenden Wassermengen das Wasser primär zum Antreiben der zumindest einen Zentralwellenturbine genutzt werden, wodurch diese effizienter als die zumindest eine Hohlwellenturbine betrieben werden kann.The central shaft can thereby be formed much easier than the hollow shaft, so that a tarnishing of the central shaft and the At least one central shaft turbine can already be done by reducing the amount of water to be transmitted and faster. In addition, energy can be generated on the one hand via the at least one central shaft turbine and on the other hand via the at least one hollow shaft turbine. Preferably, the at least one central shaft on a plurality of central shaft turbines, which are arranged upstream of the at least one hollow shaft turbine. Further preferably, the hydroelectric power plant on a plurality of hollow shaft turbines, wherein each hollow shaft turbine upstream of at least one central shaft turbine in the flow direction and / or downstream. As a result, with only slightly available amounts of water, the water can be used primarily for driving the at least one central shaft turbine, as a result of which it can be operated more efficiently than the at least one hollow-shaft turbine.
Im Rahmen der vorliegenden Beschreibung wird unter einem Wasserkraftwerk auch ein Pumpspeicherwerk, insbesondere zum Einsatz in aufgelassenen Grubenschächten, verstanden.In the context of the present description, a hydroelectric power station is also understood to mean a pumped storage plant, in particular for use in abandoned mine shafts.
Im Rahmen der nachfolgenden Beschreibung werden die Begriffe „Hohlwellenturbine“ und „Zentralwellenturbine“ in der Einzahl verwendet. Dies ist nicht als Einschränkung zu verstehen, sondern impliziert, dass auch eine Vielzahl der jeweiligen Turbine vorliegen kann.In the following description, the terms "hollow shaft turbine" and "central shaft turbine" are used in the singular. This is not to be understood as a limitation, but implies that a large number of the respective turbine can also be present.
Das Wasserkraftwerk zeichnet sich dadurch aus, dass an einer Außenwand der Hohlwelle ein koaxial zu der Hohlwelle angeordneter Trichter form- und/oder stoffschlüssig befestigt ist, wobei die Zuleitung strömungstechnisch mit dem Trichter verbunden ist und exzentrisch zu dem Trichter hinführt, dass die Hohlwelle Durchleitöffnungen zum Durchleiten des zugeleiteten Wassers aus dem Trichter in die Hohlwelle aufweist und dass an einer Innenseite des Trichters Widerstandsstrukturen, insbesondere Flügelbleche, angeordnet sind, mittels denen die Hohlwelle über das zugeleitete Wasser antreibbar ist. Dadurch wird vorteilhafterweise erreicht, dass bereits vor Ausnutzung von beispielsweise einer Fallhöhe in einem Grubenschacht das zum Antreiben der Turbinen vorgesehene Wasser zum Antreiben der Hohlwelle genutzt werden kann. Der Trichter ermöglicht dadurch vorteilhafterweise, dass die Zuleitung einfach, flach und geradlinig ausgebildet sein kann. Eine aufwendig zu fertigende und strömungsoptimierte Bahn, um das Wasser mit einer möglichst hohen Geschwindigkeit zu den Turbinen leiten zu können, wird nicht benötigt. Es ist dadurch möglich und gemäß einer bevorzugten Ausführungsform vorgesehen, dass eine Zuströmungsrichtung des Wassers in der Zuleitung relativ zu einer Durchströmungsrichtung des Wassers durch die Turbinen in einen Winkel zwischen 45° und 90°, bevorzugt zwischen 70° und 90°, besonders bevorzugt zwischen 80° bis 90° relativ zueinander verlaufen. Die Konstruktion des Wasserkraftwerks im Bereich der Zuleitung sowie des Trichters baut dadurch flach.The hydropower plant is characterized in that on an outer wall of the hollow shaft coaxial with the hollow shaft arranged funnel is positively and / or cohesively attached, the supply line is fluidly connected to the funnel and eccentrically leads to the funnel that the hollow shaft passage openings for Passing the water supplied from the funnel into the hollow shaft and in that on an inner side of the funnel resistor structures, in particular blade plates are arranged, by means of which the hollow shaft is driven by the supplied water. This advantageously ensures that even before exploiting, for example, a drop height in a pit shaft provided for driving the turbines water can be used to drive the hollow shaft. The funnel thereby advantageously allows the supply line to be simple, flat and rectilinear. A complex to be manufactured and flow-optimized web to be able to conduct the water to the turbines with the highest possible speed is not needed. It is thereby possible and according to a preferred embodiment provided that an inflow direction of the water in the supply line relative to a direction of water flow through the turbines at an angle between 45 ° and 90 °, preferably between 70 ° and 90 °, more preferably between 80 ° to 90 ° relative to each other. The construction of the hydroelectric power station in the supply line and the funnel is thus flat.
Unter einer Widerstandsstruktur wird im Rahmen der vorliegenden Beschreibung insbesondere jede Struktur verstanden, die einen Wasserdurchfluss zumindest teilweise hemmt. Vorzugsweise sind die Widerstandsstrukturen so ausgebildet, dass das auf die Widerstandsstrukturen auftreffende Wasser gezielt in Richtung auf die Durchleitöffnungen geleitet wird. Vorzugsweise sind die Widerstandsstrukturen dazu als gebogene Flügelbleche ausgebildet. Es ist weiterhin möglich und gemäß einer bevorzugten Ausführungsform vorgesehen, dass die Widerstandsstrukturen jeweils ausgehend von dem Trichter durch die Durchleitöffnungen der Hohlwelle in das Innere der Hohlwelle hineinragen. Die Widerstandsstrukturen sind dabei weiter bevorzugt so geformt, dass das zugeleitete Wasser, nachdem es über die Widerstandsstruktur durch die Durchleitöffnung in die Hohlwelle gelangt ist, bereits möglichst nahe an, besonders bevorzugt in der späteren Durchströmungsrichtung durch die Turbinen strömt.In the context of the present description, a resistance structure is understood in particular to be any structure which at least partially inhibits a water flow. The resistance structures are preferably designed such that the water impinging on the resistance structures is conducted in a targeted manner in the direction of the passage openings. Preferably, the resistance structures are designed as curved wing panels for this purpose. It is furthermore possible and provided according to a preferred embodiment that the resistance structures each protrude from the funnel through the passage openings of the hollow shaft into the interior of the hollow shaft. The resistance structures are further preferably shaped so that the supplied water, after it has passed through the resistance structure through the passage opening in the hollow shaft, already as close to, preferably flows in the later flow direction through the turbines.
Vorzugsweise ist die Zentralwelle koaxial zu der Hohlwelle angeordnet. Dadurch ergibt sich eine konstruktiv vorteilhafte Eingliederung der Zentralwelle in die Hohlwelle. Die Hohlwelle erfüllt dadurch die Funktion einer Zuleitung des Wassers zu der Zentralwellenturbine.Preferably, the central shaft is arranged coaxially with the hollow shaft. This results in a structurally advantageous integration of the central shaft in the hollow shaft. The hollow shaft thereby fulfills the function of a supply of water to the central shaft turbine.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind die eine Hohlwellenturbine und die eine Zentralwellenturbine so ausgebildet, dass die Zentralwelle und die Hohlwelle relativ zueinander in entgegengesetzte Richtungen rotieren. Das Wasserkraftwerk ist dadurch im Betrieb schwingungsstabil und laufruhig. Ein sicherer Betrieb von Wasserkraftwerken mit insbesondere sehr langen Hohlwellen, wie sie in aufgelassenen Grubenschächten eingesetzt werden, ist dadurch gewährleistet.In a further advantageous embodiment of the invention, a hollow shaft turbine and a central shaft turbine are formed so that the central shaft and the hollow shaft rotate relative to each other in opposite directions. The hydroelectric power plant is characterized vibration stable and quiet during operation. A safe operation of hydropower plants with in particular very long hollow shafts, as used in abandoned mine shafts, is ensured.
Vorzugsweise sind die Hohlwelle und die Zentralwelle voneinander entkoppelt antreibbar, wobei eine Rotation der Hohlwelle und/oder der Zentralwelle sperrbar ist. Dadurch können die Turbinen der Hohlwelle und der Zentralwelle beliebig zu- und wieder abgeschaltet werden. Dies ermöglicht vorteilhafterweise einen effizienten Betrieb des Wasserkraftwerks unter den jeweils vorhandenen Rahmenbedingungen wie verfügbare Wassermenge und/oder Einspeisebedarf in das Stromnetz.Preferably, the hollow shaft and the central shaft are driven decoupled from each other, wherein a rotation of the hollow shaft and / or the central shaft can be blocked. As a result, the turbines of the hollow shaft and the central shaft can be arbitrarily switched on and off again. This advantageously allows an efficient operation of the hydroelectric power plant under the existing framework conditions such as available amount of water and / or feed into the grid.
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die Hohlwellenturbine und/oder Zentralwellenturbine in ihrer Neigung verstellbare Laufschaufeln aufweisen und die Laufschaufel einer gesperrten Turbine dadurch zum gezielten Leiten von Wasser auf die Laufschaufeln der nachfolgenden Turbine eingerichtet sind. Dadurch erfüllen die Laufschaufeln einer gesperrten Turbine einerseits eine Leitfunktion, indem das Wasser möglichst so auf die Laufschaufeln der nachfolgenden Turbine geleitet wird, dass die nachfolgende Turbine möglichst effizient angetrieben wird. Andererseits kann eine gesperrte Turbine wieder entsperrt werden, sodass die Laufschaufeln wieder die Turbine antreiben und damit zur Erzeugung elektrischer Energie beitragen. Um die Neigung der Laufschaufeln zu verstellen, kann ein aus dem Stand der Technik bekanntes Gestänge eingesetzt werden.A development of the invention provides that the hollow shaft turbine and / or central shaft turbine have in their inclination adjustable blades and the blade of a locked turbine characterized for the targeted routing of water the blades of the following turbine are set up. As a result, the blades of a locked turbine on the one hand perform a guiding function by the water is directed as possible on the blades of the following turbine that the following turbine is driven as efficiently as possible. On the other hand, a locked turbine can be unlocked again, so that the blades again drive the turbine and thus contribute to the generation of electrical energy. In order to adjust the inclination of the blades, a known from the prior art linkage can be used.
Bei einer Ausgestaltung der Erfindung sind die Laufschaufeln der Zentralwellenturbine und/oder der Hohlwellenturbine über Befestigungselemente an einem Zwischenelement ihrer Welle lösbar befestigt. Dies ermöglicht einen modularen Aufbau der Zentralwelle und/oder der Hohlwelle. Weiterhin vorteilhaft wird dadurch ein Austausch von verschlissenen Laufschaufeln vereinfacht, indem die Laufschaufeln einzeln oder das gesamte Zwischenelement von der jeweiligen Welle gelöst werden können. Durch den modularen Aufbau kann das Wasserkraftwerk an einen beliebigen Standort und für die gewünschte Energieerzeugung angepasst und vor Ort zusammengesetzt werden.In one embodiment of the invention, the blades of the central shaft turbine and / or the hollow shaft turbine are releasably secured via fastening elements to an intermediate element of its shaft. This allows a modular construction of the central shaft and / or the hollow shaft. Further advantageously, an exchange of worn blades is simplified by the blades individually or the entire intermediate element can be solved by the respective shaft. Due to the modular design, the hydroelectric power plant can be adapted to any location and for the desired energy production and assembled on site.
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die Zentralwelle axial verschiebbar gelagert ist. Wenn die Zentralwellenturbine gesperrt ist und eine Leitfunktion ausübt, kann eine strömungstechnisch optimale Annäherung der Zentralwellenturbine an die nachfolgende Hohlwellenturbine erfolgen. Die Effizienz der Hohlwellenturbine wird dadurch gesteigert.A development of the invention provides that the central shaft is mounted axially displaceable. If the central shaft turbine is locked and exerts a guiding function, a flow-optimized approach of the central shaft turbine to the following hollow shaft turbine can take place. The efficiency of the hollow shaft turbine is thereby increased.
Bei einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist zwischen der Hohlwelle und der Zentralwelle ein Durchleitkanal ausgebildet, durch den das Wasser zum Antreiben der Hohlwellenturbine und/oder der Zentralwellenturbine leitbar ist. Dadurch wird die konstruktive Integrität erhöht, indem die Hohlwelle gleichzeitig als Zuleitung für das zu der Zentralwellenturbine zuzuleitende Wasser ausgestaltet ist. Das Wasserkraftwerk wird dadurch insgesamt kompakter.In a further embodiment of the invention, a passage is formed between the hollow shaft and the central shaft, through which the water for driving the hollow shaft turbine and / or the central shaft turbine is conductive. As a result, the structural integrity is increased by the hollow shaft is configured simultaneously as a supply line for the water to be supplied to the central shaft turbine. As a result, the hydroelectric plant will be more compact overall.
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht eine Zentriereinrichtung vor, die zum Zentrieren der Zentralwelle innerhalb der Hohlwelle eingerichtet ist. Dadurch wird die Zentralwelle sicher innerhalb der Hohlwelle geführt, sodass ein Annähern der Laufschaufel der Zentralwelle zu der Hohlwelle weitestgehend ausgeschlossen ist.A development of the invention provides a centering device which is set up for centering the central shaft within the hollow shaft. As a result, the central shaft is securely guided within the hollow shaft, so that an approach of the blade of the central shaft is largely excluded from the hollow shaft.
Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die Zentriereinrichtung gebildet wird durch Leitschaufeln, die einer Turbine in einer Durchströmungsrichtung vorgeordnet sind und/oder Laufschaufeln der Hohlwellenturbine, wobei diese Schaufeln Gleitelemente aufweisen, die an einer der Zentralwelle zugewandten Seite der Schaufeln angeordnet sind und an der Zentralwelle anliegen. Dadurch wird die konstruktive Integrität weiter erhöht, indem die Komponenten zum Leiten von Wasser und/oder zum Erzeugen von Energie zusätzlich die Funktion übernehmen, die Zentralwelle innerhalb der Hohlwelle zu zentrieren. Dadurch, dass die der Zentralwelle zugewandten Seiten der Schaufeln an der Zentralwelle anliegen, erfolgt eine Kopplung der Zentralwelle an die Hohlwelle. Es entsteht ein schwerer Schwingungskörper, der vorzugsweise so ausgelegt ist, dass kritische Schwingungen in betriebsferne Frequenzbereiche verlagert werden. Ein stabiler und laufruhiger Betrieb ist damit gewährleistet.A further embodiment of the invention provides that the centering device is formed by guide vanes, which are arranged upstream of a turbine in a flow direction and / or blades of the hollow shaft turbine, said blades having sliding elements, which are arranged on one of the central shaft facing side of the blades and at abut the central shaft. As a result, the structural integrity is further increased by the components for conducting water and / or for generating energy additionally assume the function of centering the central shaft within the hollow shaft. The fact that the central shaft facing sides of the blades abut against the central shaft, there is a coupling of the central shaft to the hollow shaft. The result is a heavy vibration body, which is preferably designed so that critical vibrations are shifted to remote operating frequency ranges. A stable and quiet operation is guaranteed.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist die Zuleitung einen rechteckigen Querschnitt auf. Weiter bevorzugt beträgt ein Verhältnis zwischen einer Höhe und einer Breite des rechteckigen Querschnitts zwischen 9:10 und 1:10, besonders bevorzugt zwischen 1:2 und 1:5. Bei großen Verhältnissen zwischen Höhe und Breite baut die Zuleitung in der Höhe sehr gering auf, wodurch die Gesamtkonstruktion des Wasserkraftwerks insbesondere im Bereich des Trichters kompakter wird, ohne relevante Einbußen bei der Zuleitung des Wassers zu erhalten.In an advantageous embodiment of the invention, the supply line has a rectangular cross-section. More preferably, a ratio between a height and a width of the rectangular cross section is between 9:10 and 1:10, more preferably between 1: 2 and 1: 5. In the case of large ratios between height and width, the supply line is very low in height, as a result of which the overall construction of the hydroelectric power station becomes more compact, in particular in the area of the funnel, without receiving any relevant losses in the supply of the water.
Bei einer Weiterbildung der Erfindung ist an einem Endabschnitt der Hohlwelle eine Ablassleitung zum Ableiten des zugeleiteten Wassers angeordnet, wobei die Ablassleitung zum Zentrieren der Hohlwelle eingerichtet ist. Vorzugsweise ist die Ablassleitung dazu in einem künstlichen Fundament oder beispielsweise im Erdboden eingebettet.In a development of the invention, a discharge line for discharging the supplied water is arranged at an end section of the hollow shaft, wherein the discharge line is arranged for centering the hollow shaft. For this purpose, the drainage line is preferably embedded in an artificial foundation or, for example, in the ground.
Bei einer Weiterbildung der Erfindung weist der Endabschnitt Ausnehmungen auf, durch die das abgeleitete Wasser durchleitbar ist, sodass der Endabschnitt und die Ablassleitung hydrodynamisch zueinander gelagert sind. Dadurch entfällt eine aufwendige Lagerung der Hohlwelle und es kann auf das verfügbare Wasser als Gleitmedium zurückgegriffen werden. Die Ausnehmungen sind vorzugsweise als schmale Schlitze ausgebildet.In a further development of the invention, the end section has recesses, through which the discharged water can be passed, so that the end section and the outlet line are mounted hydrodynamically to one another. This eliminates a complex storage of the hollow shaft and it can be used on the available water as a sliding medium. The recesses are preferably formed as narrow slots.
Bei einer Ausgestaltung der Erfindung sind eine erste Umwandlungseinrichtung der Hohlwelle und eine zweite Umwandlungseinrichtung der Zentralwelle zugeordnet. Dadurch kann vorteilhafterweise unabhängig davon, ob die Hohlwelle und/oder die Zentralwelle angetrieben wird, elektrische Energie erzeugt werden. Bei notwendigen Wartungsarbeiten an einer der Umwandlungseinrichtungen, kann mittels der anderen Umwandlungseinrichtung weiterhin elektrische Energie erzeugt werden.In one embodiment of the invention, a first converter of the hollow shaft and a second converter of the central shaft are assigned. As a result, electrical energy can advantageously be generated regardless of whether the hollow shaft and / or the central shaft is driven. During necessary maintenance work on one of the conversion devices, electrical energy can continue to be generated by means of the other conversion device.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:
-
1a eine seitliche Schnittansicht eines Wasserkraftwerks gemäß einer ersten Ausführungsform; -
1b eine Detail-Schnittansicht der hydrodynamischen Lagerung zwischen Hohlwelle und Ablassleitung; -
2a eine schematische Draufsicht auf das Ausführungsbeispiel gemäß1a ab Höhe der Zuleitung; -
2b eine Querschnittansicht der Zuleitung gemäß2a ; -
3 eine schematische Schnittansicht eines Hohlwellenabschnitts des Wasserkraftwerks gemäß einer zweiten Ausführungsform; -
4 eine Detail-Schnittansicht eines Zwischenstücks mit schematisch daran befestigten Laufschaufeln; -
5 eine schematische Darstellung der Anordnung der Laufschaufeln der Zentralwelle innerhalb der Hohlwelle.
-
1a a side sectional view of a hydroelectric power plant according to a first embodiment; -
1b a detailed sectional view of the hydrodynamic bearing between the hollow shaft and the discharge line; -
2a a schematic plan view of the embodiment according to1a from the height of the supply line; -
2 B a cross-sectional view of the supply line according to2a ; -
3 a schematic sectional view of a hollow shaft portion of the hydropower plant according to a second embodiment; -
4 a detail sectional view of an intermediate piece with schematically attached blades; -
5 a schematic representation of the arrangement of the blades of the central shaft within the hollow shaft.
In
Nachdem das Wasser die Zentralwellenturbine
In
In
In
In
In
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 1010
- WasserkraftwerkHydroelectric power station
- 1212
- DurchleitkanalDurchleitkanal
- 1414
- Zuleitungsupply
- 1616
- Ablassleitung drain line
- 2020
- Hohlwellehollow shaft
- 2222
- HohlwellenturbineHollow shaft turbine
- 2424
- Laufschaufelblade
- 2626
- Leitschaufelvane
- 2828
- DurchleitöffnungDurchleitöffnung
- 2929
- Ausnehmung recess
- 3030
- Zentralwellecentral shaft
- 3232
- ZentralwellenturbineCentral shaft turbine
- 3434
- Laufschaufelblade
- 3636
- Leitschaufelvane
- 3838
- Zwischenelementintermediate element
- 3939
- Befestigungselement fastener
- 4040
- Zentriereinrichtungcentering
- 4242
- Gleitelement Slide
- 5050
- Trichterfunnel
- 5252
- Widerstandsstruktur/Flügelblech Resistance structure / casement plate
- 6060
- erste Umwandlungseinrichtungfirst conversion device
- 6262
- zweite Umwandlungseinrichtungsecond conversion means
Claims (14)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102017104848.0A DE102017104848B3 (en) | 2017-03-08 | 2017-03-08 | Hydroelectric power station |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102017104848.0A DE102017104848B3 (en) | 2017-03-08 | 2017-03-08 | Hydroelectric power station |
Publications (1)
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