DE19641862B4

DE19641862B4 - Schwimmkraftwerk

Info

Publication number: DE19641862B4
Application number: DE19641862A
Authority: DE
Inventors: Walter Falkinger
Original assignee: Falkinger Walter Ing
Current assignee: Falkinger Walter Ing
Priority date: 1996-10-10
Filing date: 1996-10-10
Publication date: 2005-06-09
Anticipated expiration: 2016-10-11
Also published as: DE19641862A1

Abstract

Wasserkraftwerk mit einem Schützenwehr (6) und einem Turbinen-Generator-Aggregat (1, 2, 3), wobei im Schützenwehr (6) ein Durchströmkanal zwischen Oberwasser und Unterwasser gebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass eine im Unterwasser schwimmende Wanne (4) das Turbinen-Generator-Aggregat (1, 2, 3) aufnimmt und mit dem Schützenwehr (6) fest verbunden ist, welches zwischen einem vertikalen Pfeilerpaar (10) gehaltert und mittels Rollen (7) in Seitenführungen (9) des Pfeilerpaars (10) in der Höhe verschiebbar ist.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Konstruktion im Wasserkraftwerksbau (vorzugsweise bei der Verwendung von Kaplanturbinen), welche zur Gänze den Betonbau für das Kraftwerksgebäude überflüssig macht.
Bei den herkömmlichen Konstruktionen ist die Kaplanturbine zumeist in einem je nach Fallhöhe nicht unbeträchtlichen Betonbau eingebettet, welcher zumeist über die Einlaufkonstruktion einschließlich der Länge des Saugrohres erforderlich ist. In der Höhe betragen die Abmessungen des druckdichten Betonbaues zumeist die Marke des 100-jährlichen Hochwassers einschließlich dem Bau oberhalb des Oberwasserspiegels.

In der älteren, nachveröffentlichten Druckschrift DE 195 42 469 A1 wird ein Wasserkraftwerk beschrieben, welches zur Gewinnung elektrischer Energie aus einer natürlichen Strömung von Wasser von einem oberen Niveau zu einem unteren Niveau ausgelegt ist, wobei bei dem unteren Niveau eine Einlassöffnung des Wasserkraftwerkes für den Wasserzufluss angeordnet ist. Das Wasserkraftwerk ist auf einer mit Schwimmkörpern versehenen Plattform befestigt und weist ein starres Verbindungsrohr für die Wasserzufuhr auf, welches am oberen Niveau mit einer in einer Absperrung vorgesehenen Durchlassöffnung verbunden ist und am unteren Niveau mit der Einlassöffnung verbunden ist und an seinen Enden jeweils mittels flexibler Verbindungselemente derart mit den Öffnungen verbunden ist, dass das Wasserkraftwerk je nach Wasserspiegel des unteren Niveaus in der Höhe veränderlich ist.

Die Druckschrift US 4,289,971 A beschreibt ein hydroelektrisches Kraftwerk mit einem Turbinengenerator, der in einem knollenförmigen inneren Gehäuse untergebracht ist. Die Turbine des Generators ist mit einer Hauptwelle des Generators verbunden. Ein äußeres Gehäuse weist ringförmige stromaufwärtige und stromabwärtige Enden auf und ist außerhalb des inneren Gehäuses angeordnet und positioniert das innere Gehäuse durch Schieber derart, dass der Generator teilweise innerhalb des äußeren Gehäuses und teilweise außerhalb des äußeren Gehäuses angeordnet ist. Der Turbinengenerator ist zusammen mit dem äußeren Gehäuse in der Öffnung einer Platte montiert, welche zu Wartungszwecken herausgehoben und nach Abschluss der Wartung wieder hinabgesenkt werden kann.

Die Konstruktion und der Bau von derartigen im Stand der Technik bekannten Wasserkraftwerken ist jedoch verhältnismäßig aufwändig und teuer.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Wasserkraftwerk anzugeben, welchem ein vereinfachtes Konstruktions- und Arbeitsprinzip zugrunde liegt.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Eine vorteilhafte Weiterbildung ist in einem Unteranspruch angegeben.

Das erfindungsgemäße Wasserkraftwerk hat den Vorteil, dass die betriebserforderlichen Einheiten wie Kaplanturbine, Generator, Schalt- und Steuerungsanlage so zweckmäßig angeordnet und vor der Witterung geschützt sind, dass das Wasserspiegelgefälle ausgenutzt wird, ohne jedoch den bisher erforderlichen druckdichten Betonbau vom Saugschlauch bis zu den Lichtkuppeln fertigen zu müssen.

In den 1A und 1B ist ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Wasserkraftwerks dargestellt.
Das erfindungsgemäße Wasserkraftwerk löst die Aufgabe dadurch, dass das Turbinen-Generator-Aggregat 1, 2, 3 (Turbine 1, Generator 2, Steuerungs- und Schaltanlage 3) in einer wasserdichten, mit Aussteifungen versehenen Wanne 4 angeordnet wird und mit einer Einhausung 5 vor der Witterung geschützt ist. Die Einhausung 5 dient auch als Schallschutz für die Umgebung.
Die Wanne 4 ist mit einem Schützenwehr 6 fest verbunden, welches seitlich gegen Verkanten und zur leichten Höhenverschiebbarkeit mit Rollen 7 ausgestattet ist.
Die Wanne 4 führt die Vertikalbewegungen durch den schwankenden Unterwasserspiegel mit. Die Absperrung des Wassers aus dem Oberwasserbereich erfolgt durch entsprechende Auslegung der Vertikalabmessungen der Rollschützen-Konstruktion 8 unterhalb des Unterwasserspiegels in Verbindung mit den zu erwartenden Wasserspiegelschwankungen. Die Konstruktion ist in Führungsnischen 9, welche bei bestehenden Absperrschützen schon zumeist vorhanden sind, oder in Führungsnischen von Betonpfeilern 10 geführt. Die rückwärtige Wand 11 der Wanne 4 ist im rechten Winkel zur Neigung des Saugrohres 12 schräg gestellt, sodass sich ein Kreis als Verschneidungslinie zur leichten Fertigung ergibt. Die Neigung des Saugrohres 12 ist abhängig von der Einbauhöhe der Turbine 1 zur Vermeidung von Kavitation am Turbinenlaufrad.
Es ist anzumerken, dass die dargestellte Anordnung lediglich den Krafthausteil mit einem üblichen Einlaufbauwerk zeigt, welche ein Turbinen-Einlaufschütz 13 mit einem Einlauf rechen 14 und Rechenreinigungsanlage 15 mit der Spülrinne 16 umfasst. Die Absperrung des Flusslaufes mit der Konstanthaltung des Oberwasserspiegels kann aus den bekannten Verschlussorganen wie Schützen-, Klappen-, Schlauch- oder einem Schwimmwehr (wie in der deutschen Patentanmeldung 195 45 313.1 dargestellt) bestehen. Die Abmessungen der Wanne 4 (= Auftriebskraft) sind abhängig von der Gewichtskraft der zu verschiebenden Konstruktionsteile, sowie der Reibkraftkomponente bei der Rollschützen-Konstruktion.
Die neuartige Konstruktion eines schwimmenden Einbaues einer Kaplanturbine im Wasserkraftswerksbau in einer mit Ausstei fungen versehenen wasserdichten Wanne mit einer Einhausung zum Schutz vor Witterungseinflüssen erlaubt den gänzlichen Verzicht auf den Betonbau. Dieser umfasst bei der herkömmlichen Betonbauweise in der Regel den Bereich vom Saugschlauch unter Wasser + Ausbaufallhöhe + Baulichkeiten oberhalb des Oberwasserspiegels. Die Schwimmkonstruktion, welche an einer rollschützenähnlichen Konstruktion zur Wasserabsperrung fest verbunden ist, erlaubt die stark schwankenden Vertikalbewegungen des Unterwasserspiegels mit zu vollziehen. Die Führungsnischen für die Rollschützen-Konstruktion sind in Betonpfeilern eingebettet. Besonders geeignet ist diese Schwimmkonstruktion für Situationen, wo bereits Führungsnischen und Betonpfeiler durch ein herkömmliches Schütz zur Wasserabsperrung vorhanden sind, die zum Einbringen dieser Konstruktion in den meisten Fällen verwendet werden können. Durch die Vorfertigung in Modulen ist eine sehr rasche Fertigstellung und Inbetriebnahme am Einsatzort möglich. Ein weiterer Vorteil ist der Entfall jeglichen Hochbaues oberhalb des Oberwasserspiegels, was für den Landschaftsschutz wesentliche Vorteile bringt.

Claims

Wasserkraftwerk mit einem Schützenwehr (6) und einem Turbinen-Generator-Aggregat (1, 2, 3), wobei im Schützenwehr (6) ein Durchströmkanal zwischen Oberwasser und Unterwasser gebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass eine im Unterwasser schwimmende Wanne (4) das Turbinen-Generator-Aggregat (1, 2, 3) aufnimmt und mit dem Schützenwehr (6) fest verbunden ist, welches zwischen einem vertikalen Pfeilerpaar (10) gehaltert und mittels Rollen (7) in Seitenführungen (9) des Pfeilerpaars (10) in der Höhe verschiebbar ist.
Wasserkraftwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass dem Schützenwehr (6) elektromechanische oder hydraulische Stelltriebe zur Unterstützung für die Verschiebebewegung entlang den Seitenführungen (9) zugeordnet sind.