DE3201173C2

DE3201173C2 - Gezeiten-Kraftwerk

Info

Publication number: DE3201173C2
Application number: DE3201173A
Authority: DE
Inventors: Valentin Dr. Uitikon Heuss; Helmut Bergdietikon Miller
Original assignee: Sulzer Escher Wyss 7980 Ravensburg GmbH; Sulzer Escher Wyss GmbH
Current assignee: Sulzer Escher Wyss GmbH
Priority date: 1981-09-29
Filing date: 1982-01-16
Publication date: 1985-11-21
Also published as: FR2513676A1; BR8205556A; KR890004696B1; GB2107792B; US4421990A; DE3201173A1; CA1170960A; KR840001293A; CH655529B; FR2513676B1; GB2107792A

Abstract

Bei einem Gezeiten-Kraftwerk sind im Damm oder der Sperrmauer (3) zwischen dem Meer (1) und einem Speicher-Reservoir Kraftwerkeinheiten vorgesehen, die eine Turbine mit horizontaler Achse, beispielsweise eine Rohrturbine (5), aufweisen und einen über der Turbine angeordneten Verbindungskanal zwischen dem Meer und dem Reservoir. Die Energiegewinnung erfolgt nur in der Gezeiten-Phase mit fallender Flut. Durch ein unter Druck setzbares Absperrorgan (6), beispielsweise eine in einem vertikalen Schlitz (12) verschiebbare Dammtafel, wird bei steigender Flut der Kanal (4) zum Hereinströmen des Wassers vom Meer in das Reservoir geöffnet, bei sinkender Flut wieder geschlossen und die Turbine (5) zur Durchströmung unter Energiegewinnung geöffnet. Durch diese Anordnung wird ein optimaler Wirkungsgrad und eine vergrößerte Leistung erreicht, und zwar bei einer einfacheren Konstruktion der Anlage mit verkleinerter Bauhöhe und Bautiefe und mit einer verminderten Anzahl von teuren und störanfälligen Abschlußorganen.

Description

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Die Erfindung betrifft ein Gezeiten-Kraftwerk zur Ausnützung des Niveauunterschiedes des Meeres bei Ebbe und Flut zur Energiegewinnung, das zwischen dem Meer und wenigstens einem von diesem abgetrennten Speicherreservoir angeordnet ist und wenigstens eine Wasserturbine mit einem Verbindungskanal zwischen dem Speicherreservoir und dem Meer aufweist, wobei jeder Verbindungskanal durch eine wenigstens annähernd in vertikaler Richtung gleitbare Tafelschütze absperrbar ist und die Wasserturbine so angeordnet und ausgebildet ist, daß sie nur bei Durchströmung vom Speicherreservoir zum Meer Energie abgibt.

Bei einem Gezeiten-Kraftwerk dieser Art (vgl. die französische Patentschrift 10 02 022) sind die Verbindungskanäle zwischen dem Speicherreservoir und dem Meer neben der Kraftwerkseinheit angeordnet, die die Wasserturbine enthält. Bei dieser Anordnung verbleibt nur ein Teil der im Sperrenbereich vorhandenen Durchströmbreite, so daß für das Füllen des Speicherreservoirs eine relativ große Zeitspanne benötigt wird, in der keine Energie erzeugt werden kann. Außerdem müssen sowohl die Kraftwerkseinheit als auch die Teile, in denen die Tafelschützen geführt sind, bis zum tragfähigen Untergrund reichen, so daß sich — bezogen auf die Durchfließmenge — ein erheblicher Bauaufwand ergibt.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Gezeiten-Kraftwerk der anfangs beschriebenen Gattung so auszubilden, daß der bauliche Aufwand und die Bauhöhe deutlich vermindert werden und zugleich der Wirkungsgrad durch die Freigabe praktisch der gesamten Länge der Sperre für den Durchfluss wesentlich erhöht wird.

Erfmdungsgemäss wird diese Aufgabe durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 angeführten Merkmale gelöst

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche 2 bis 4.

Die Erfindung wird anhand der in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 ein Gezeiten-Kraftwerk in der Draufsicht,

F i g. 2 einen Vertikalschnitt durch das Gezeiten-Kraftwerk bei Flut und

F i g. 3 einen Vertikalschnitt durch dieses Gezeiten-Kraftwerk bei Ebbe.

In F i g. 1 und in den folgenden Figuren ist vom offenen Meer 1 eine als Speicherreservoir 2 dienende Meeresbucht durch einen Damm oder eine Sperrmauer 3 abgetrennt, in welcher nebeneinander mehrere Kraftwerkeinheiten 9, beispielsweise 3 Einheiten 9', 9², 9³, angeordnet sind. Jede dieser Kraftwerkeinheiten weist einen Kanal 4 bzw. 4¹, 4² und 4³ zwischen dem Meer 1 und dem Speicherreservoir 2 auf. Unter jedem dieser Kanäle ist eine Wasserturbine 5 bzw. 5¹,5²,5³ angeordnet. Reservoirseitig werden die Kanäle 4 end die Turbineneinläu^fe durch jeweils eine Tafelschütze 6 bzw. 6', 6² und 6³ wahlweise abgeschlossen.

Dabei ist die Tafelschütze 6 so vor den Einlauf der Wasserturbine 5 gesetzt, daß diese gesperrt ist, während der Verbindungskanal 4 geöffnet ist, so daß das Wasser vom Meer 1 in das Speicherreservoir 2 relativ schnell einströmen kann. Da der Verbindungskanal 4 den gesamten Raum oberhalb der Wasserturbine 5 einnehmen kann, d. h. da dessen Querschnitt größer als der wirksame Turbinenquerschnitt ist, wird das Einströmen des Wassers optimal begünstigt, ohne daß Platz für die Anordnung der Wasserturbinen 5 verlorengeht.

Die Wasserturbine 5 ist so angeordnet und ausgebildet, daß eine Durchströmung unter Energieabgabe nur in Richtung vom Speicherreservoir 2 zum offenen Meer 1 stattfinden kann. Die Wasserturbine ist im dargestellten Beispiel als Rohrturbine ausgebildet und weist einen zentralen Anströmkörper 7 auf, der mittels Trennwänden 7¹ im Fundament der Sperrmauer 3 verankert ist und der ein Laufrad 8 trägt. Die Achse der Wasserturbine 5 ist beim Ausführungsbeispiel horizontal ausgerichtet, jedoch sind geringe Neigungen möglich.

In der Sperrmauer 3 sind wenigstens angenähert vertikale Schlitze 12 vorgesehen, wobei auch hier gewisse Neigungen zulässig sind. Zwei Schlitze 12 dienen jeweils zur Aufnahme einer Tafelschütze 6, wobei die Anordnung so getroffen ist, daß eine Gleitbewegung auch bei vorhandenem Wasserdruck möglich ist. Oberhalb des Verbindungskanals 4 und oberhalb des maximalen Meeresspiegels befindet sich in einem Maschinenraum 14 ein Motor 15, mit dem die Tafelschütze 6 über ein Seil 16 oder dgl. in eine obere oder untere Position bewegt werden kann. Somit ist wahlweise entweder der Verbindungskanal 4 oder die Wasserturbine 5 reservoirseitig absperrbar.

Während F i g. 2 eine Kraftwerkeinheit 9 zeigt, bei der der Durchfluß durch die Wasserturbine 5 durch die Tafelschütze 6 blockiert wird, während der Verbindungskanal 4 für den Wasserdurchfluß geöffnet ist, zeigt F i g. 3 die gleiche Kraftwerkeinheit 9 mit angehobener Tafelschütze 6, wobei der Durchfluß durch die Wasser-

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turbine 5 geöffnet, die Durchströmung des Verbindungskanals 4 jedoch blockiert ist Beim Betrieb des Gezeiten-Kraftwerkes wird nun die Tafelschütze so betätigt, daß bei steigender Flut, wie in F i g. 2 dargestellt ist, der Verbindungskanal 4 geöffnet ist una das Wasser ohne wesentliche Behinderung vom Meer 1 in das Speicherreservoir 2 einströmen kann u;id dieses schnell bis zum maximalen Wasserstand füllt. Sobald dieser Zustand erreicht ist wird die Tafelschütze 6 in die Position nach F i g. 3 angehoben, so daß der Verbindungskanal 4 nunmehr gesperrt ist. Der Durchfluß durch die Wasserturbine 5 ist nunmehr jedoch geöffnet, und zwar in derjenigen Strömungsrichtung, in welcher Energie erzeugt wird. Das Wasser kann nun aus dem Speicherreservoir 2 durch die Wasserturbine 5 in das offene Meer 1 unter Energieabgabe zurückfließen. Dabei kann ein beträchtlicher Teil der gesamten Gezeitenphase vom maximalen bis zum minimalen Wasserstand ausgenützt werden, so daß der Wirkungsgrad optimal wird.

Die Betätigung der Tafelschütze 6 kann auch durch teleskopartige Hebevorrichtungen aus Kolben-Zyiindereinheiten erfolgen, die mit Drucköi gespeist werden und unterhalb des Fundaments der Sperrenmauer angeordnet sind (nicht dargestellt).

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

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Claims

32 Ol Patentansprüche:

1. Gezeiten-Kraftwerk zur Ausnutzung des Niveauunterschiedes des Meeres bei Ebbe und Flut zur Energiegewinnung, das zwischen dem Meer (1) und wenigstens einem von diesem abgetrennten Speicherreservoir (2) angeordnet ist und wenigstens eine Wasserturbine (5) mit einem Verbindungskanal (4) zwischen dem Speicherreservoir (2) und dem Meer (1) aufweist, wobei jeder Verbindungskanal (4) durch eine wenigstens annähernd in vertikaler Richtung gleitbare Tafelschütze (6) absperrbar ist und die Wasserturbine (5) so angeordnet und ausgebildet ist, daß sie nur bei Durchströmung vom Speicherreservoir (2) zum Meer (1) Energie abgibt, dadurch gekennzeichnet, daß jede Wasserturbine (5) eine wenigstens annähernd horizontale Achse aufweist, daß der zugehörige Verbindungskanal (4) oberhalb der Wasserturbine (5) angeordnet ist und daß die Tafelschütze (6) reservoirseitig angeordnet und so ausgebildet ist, daß durch sie wahlweise der Turbinenzulauf oder der Verbindungskanal (4) absperrbar ist

2. Kraftwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Turbine (5) als Rohrturbine mit einem in einem Rohr rotierenden Laufrad (8) und einem zentralen Anströmkörper (7) ausgebildet ist

3. Kraftwerk nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Verbindungskanal (4) einen größeren Querschnitt aufweist, als der wirksame Querschnitt der Wasserturbine (5).

4. Kraftwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Tafelschütze (6) zusätzlich in eine Stellung bewegbar ist, in der sowohl die Wasserturbine (5) als auch der Verbindungskanal (4) offen sind.