DE202009012331U1

DE202009012331U1 - Semi-mobile hydropower plant

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Publication number: DE202009012331U1
Application number: DE202009012331U
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2009-09-10
Filing date: 2009-09-10
Publication date: 2009-12-31
Anticipated expiration: 2019-09-11

Abstract

Grundsätzlich besteht die hier beschriebene Anlage aus Komponenten die dem Stand der Technik entsprechen. Auch die Betriebsweise nach dem Heberprinzip ist technisch nicht neu.
Geschützt werden soll jedoch die Kombination bzw. die Anordnung der Komponenten und Verfahren bezüglich der folgenden Aspekte:
1.1. Kombination des Heberprinzips mit einer Rohrturbine in einem autonomen Betonkörper in kompakter Bauweise
Dadurch gekennzeichnet,
dass sämtliche, benötigte Bauteile in/auf diesem Betonkörper integriert sind. Dies beinhaltet die Vertikale oder geneigte Turbinenachse, die Leitschaufelanordnung, die Luftdichte obere Abdeckung zur Aufrechterhaltung des Vakuums, die Anordnung des Saugrohres und die Komponenten: Hauptlager, Generator, ggf. Getriebe, Vakuumpumpe und die elektrischen Komponenten zur Netzankopplung und zur Steuerung der Anlage.
Dadurch gekennzeichnet,
dass die oben beschriebene Anordnung der Komponenten unter Ausnutzung des Heberprinzipes betrieben wird.
1.2. Integration der Anlage in eine vorhandene Staustufe
Dadurch gekennzeichnet,
dass die Anlage „semi mobil” ist. Sie kann als als...Basically, the system described here consists of components that correspond to the state of the art. The operation according to the lifter principle is technically not new.
However, the combination or arrangement of the components and methods should be protected with regard to the following aspects:
1.1. Combination of the lifting principle with a tube turbine in an autonomous concrete body in a compact design
Characterized,
that all required components are integrated in / on this concrete body. This includes the vertical or inclined turbine axis, the vane assembly, the airtight top cover to maintain the vacuum, the arrangement of the intake manifold and the components: main bearing, generator, possibly gear, vacuum pump and the electrical components for grid connection and to control the system.
Characterized,
that the above-described arrangement of the components is operated by utilizing the lifter principle.
1.2. Integration of the system into an existing barrage
Characterized,
that the system is "semi mobile". It can be considered as ...

Description

Die Problematik bei der Errichtung und dem Betrieb von Wasserkleinkraftwerken besteht in erster Linie darin, dass die bisherigen Lösungen eine Integration in das Bauwerk einer bestehenden Staustufe erfordert. Besonders dann, wenn eine Leistungsfähige Turbine verwendet werden soll.The Problems with the construction and operation of hydropower plants First and foremost, it is that the previous solutions have a Integration into the structure of an existing barrage requires. Especially if a powerful turbine is used should.

Dafür müssen meist erhebliche bauliche Veränderungen oder sogar ein Neubau der Staustufe vorgenommen werden, um die Turbine zu integrieren.For that you usually have to significant structural changes or even a new construction of the barrage be made to the turbine to integrate.

Dieser Wasserbau ist dann so kostspielig, dass ein wirtschaftlicher Betrieb bei kleinen Anlagen mit geringer Fallhöhe bzw. Volumenstrom, nicht möglich ist.This Hydraulic engineering is so costly that an economical operation in small systems with low head or volume flow, not possible is.

Die vorliegende Erfindung lost das Problem dadurch, dass es damit möglich ist eine Wasserturbine zu betreiben, ohne die vorhandene Staustufe (2) zu verändern oder in Ihrer Funktion zu beeinflussen. Siehe 1 The present invention solves the problem by the fact that it is thus possible to operate a water turbine, without the existing barrage ( 2 ) or to influence your function. Please refer 1

Es ist sogar weiterhin möglich eine Wasserstandregulierung vorzunehmen wie es in vielen Wehren mittels einer schwenkbaren Klappe praktiziert wird.It is even possible to regulate the water level as in many weirs is practiced by means of a hinged flap.

Alle Funktionen des Wehres werden durch das hier beschriebene Wasserkraftwerk nicht beeinträchtigt.All Functions of the weir are through the hydropower plant described here not impaired.

Das Wasserkraftwerk besteht gemäß 1 auf Seite 3 im wesentlichen aus einer autonomen massiven Betonkonstruktion (1). Diese wird nicht am Wehr (2) (im Flusslauf) zusammengesetzt, sondern kann vollständig beim Hersteller assembliert werden.The hydroelectric power station exists according to 1 on page 3 essentially of an autonomous massive concrete structure ( 1 ). This is not on the weir ( 2 ) (in the river) but can be completely assembled at the manufacturer.

Innerhalb der Betonkonstruktion befindet sich ein Fallrohr, mit der Turbine (3) (vorzugsweise Kaplan Rohrturbine) und der Lagerung der Turbinenwelle (4).Within the concrete structure is a downpipe, with the turbine ( 3 ) (preferably Kaplan tube turbine) and the bearing of the turbine shaft ( 4 ).

Oben auf der Betonkonstruktion ist der Generator und ggf. das Getriebe untergebracht (5). Dieser Teil wird mit einer Einhausung (6) geschützt und beherbergt auch die elektrischen Komponenten für die Netzankopplung (7) und der Anlagensteuerung.At the top of the concrete structure is the generator and possibly the gearbox ( 5 ). This part comes with an enclosure ( 6 ) and also houses the electrical components for grid connection ( 7 ) and the plant control.

Im Oberen Bereich der Betonkonstruktion befindet sich der Wassereinlauf. Vor diesem Einlauf wird ein bogenförmiges Saugrohr (8) geschraubt, welches später die vorhandene Wehrkonstruktion (2) überspannt. Das Saugrohr taucht ausreichend tief in das Oberwasser (9) ein.In the upper area of the concrete structure is the water inlet. Before this inlet, a curved suction tube ( 8th ), which later the existing weir construction ( 2 ) spans. The suction tube dives sufficiently deep into the upper water ( 9 ) one.

Im unteren Teil der Betonkonstruktion befindet sich der Wasseraustritt, der ausreichend tief in das Unterwasser (10) eingetaucht ist.In the lower part of the concrete structure is the water outlet, which is sufficiently deep into the underwater ( 10 ) is immersed.

Diese gesamte Konstruktion kann mittels Autokran in das Wehr abgesetzt werden und praktisch sofort den Betrieb aufnehmen, nachdem der elektrische Anschluss zur Netzeinspeisung (7) realisiert wurde.This entire construction can be placed in the weir by means of a mobile crane and start operation practically immediately after the electrical connection for mains supply ( 7 ) was realized.

Der hydraulische Teil der Anlage funktioniert nach dem Heberprinzip.Of the hydraulic part of the system works according to the lift principle.

Zum starten der Turbine muss lediglich die Luft aus dem oberen Fallrohr abgesaugt werden (11). Dies kann bis ca. 3 m Saughöhe (300 mbar) durch ein handelsübliches Vakuumgebläse oder Seitenkanalverdichter erfolgen. Es ist dabei nur erforderlich, die Höhendifferenz zum Oberwasser abzusaugen, da das schnell fließende Wasser dann nach und nach sämtliche noch vorhandene Luft aus dem System abführt.To start the turbine only the air has to be sucked out of the upper downpipe ( 11 ). This can be done up to approx. 3 m suction height (300 mbar) by means of a commercially available vacuum blower or side channel blower. It is only necessary to extract the height difference to the upper water, since the fast-flowing water then gradually dissipates any remaining air from the system.

Zum Abschalten der Anlage wird einfach ein Vakuumventil (11) im oberen Saugrohrbereich geöffnet und sofort bricht die Strömung zusammen.To switch off the system is simply a vacuum valve ( 11 ) opened in the upper Saugrohrbereich and immediately breaks the flow together.

Bei jedem Abschalten strömt am Ende dieses Vorganges eine bestimmte Menge an Wasser „rückwärts” durch das Saugrohr und das Ansaugsieb. Dabei wird eventuell vorhandenes Treibgut vom Sieb entfernt und kann dann über die Staustufe hinweg abgeführt werden.at every shutdown flows at the end of this process a certain amount of water "backwards" through the suction pipe and the suction strainer. It will possibly existing Drifted debris from the screen and can then be discharged across the barrage.

Wegen der Anwendung des Heberprinzips, verfügt diese Konstruktion über keinerlei Absperrorgane für den Wasserstrom, was diese Lösung weiterhin sehr kostengünstig macht.Because of Using the lifter principle, this design has no Shut-off valves for the water flow, what this solution still very cost effective power.

Diese Anlage wird als „semi mobil” bezeichnet, da sie jederzeit wieder aus der Staustufe entfernt werden kann da es keinerlei bauliche Verbindung zum vorhandenen Bauwerk gibt.These Plant is called "semi mobile ", because it can be removed from the barrage at any time There is no structural connection to the existing structure.

Die Dimensionierung der Anlage wird vorzugsweise so sein, dass nur ein Teil der gesamt Wassermenge durch die Turbine geht, da sonst die Regelfunktionen des vorhandenen Wehres bezüglich der Abflussmenge und der Regelung der Wasserstände nicht mehr gewährleistet wäre.The Dimensioning of the plant will preferably be such that only one Part of the total amount of water passing through the turbine, otherwise the Control functions of the existing weir with respect to the flow rate and the regulation of water levels no longer guaranteed would.

Claims

Basically, the system described here consists of components that correspond to the state of the art. The operation according to the lifter principle is technically not new. However, the combination or arrangement of the components and methods should be protected with regard to the following aspects: 1.1. Combination of the lift principle with a tube turbine in an autonomous concrete body in compact Construction Characterized by the fact that all required components are integrated in / on this concrete body. This includes the vertical or inclined turbine axis, the vane assembly, the airtight top cover to maintain the vacuum, the arrangement of the intake manifold and the components: main bearing, generator, possibly gear, vacuum pump and the electrical components for grid connection and to control the system. Characterized in that the above-described arrangement of the components is operated by utilizing the lifter principle. 1.2. Integration of the plant into an existing barrage This indicates that the plant is "semi-mobile". It can be used as a whole and removed again at any time, characterized in that the concrete body ( 1 ) and the suction tube ( 8th ) have no firm connection to the usually already existing barrage. Characterized in that the functions of the existing barrage such. As water level regulation or regulation of the flow rate are not affected.