DE378599C

DE378599C - Verfahren und Einrichtung zur Teilung der Leistung reiner Wasserturbinenanlagen zur Erzeugung elektrischer Energie

Info

Publication number: DE378599C
Application number: DEW58013D
Authority: DE
Original assignee: OSKAR POEBING DIPL ING
Current assignee: OSKAR POEBING DIPL ING
Priority date: 1921-04-02
Filing date: 1921-04-02
Publication date: 1923-07-21

Description

Verfahren und Einrichtung zur Teilung der Leistung reiner Wasserturbinenanlagen zur Erzeugung elektrischer Energie: Die in Elektrizitätserzeugungsanlageri eingebauten Turbinen weisen unbeschadet ihrer sonstigen Bauart - als gemeinsames *Kennzeichen die Art ihrer Regelung auf, indem jede Turbine für sich mit einem eigenen Leitapparat und Regler ausgestattet ist; welcher zwecks Erhaltung gleichbleibender Drehzahlen die Öffnung .des Leitapparates bei wechselnder Belastung entsprechend beein-,flußt.. Diese Art der Regelung durch Drosselung der. Wassermengen bei .gleichbleibendem Gefälle bedingt einerseits die Ausbildung drehbarer Leitschaufeln, andererseits die Formgebung dieser Leitschaufeln zwecks stoßfreier Wasserführung für eine mittlere Wassermenge und für eine mittlere Stromfläche, welche in der Regel in dem Schwerpunkt des' einseitig der Turbinenwelle strömend gedachten Wassers angenommen ist. Die weitere Folge dieser Maßnahme vor allem bei Turbinen mit festen. Laufradschaufeln und hohen spezifischen Drehzahlen ist, daß die .Wirkungsgrade zu wünschen.übriglassen, und daß diese besonders unter dem Einfluß derLeitradregelung infolgeAuftretens vom Stoßverlusten bzw. Wirbelbildung durch Unstimmigkeiten in den Schaufelwinkeln stark heruntergedrückt werden.
Durch das Verfahren nach vorliegender Erfindung soll dieser Übelstand dadurch beseitigt werden, daß die Belastung einer Elektrizitätserzeugungsanlage von vornherein in zwei Teile zerlegt wird, in eine konstante bleibende Belastung, die sogenannte Grundbelastung bzw. in eine Summe solcher Grundbelastungen (Grobregelung), und in eine wechselnde Spitzenbelastung (Feinregelung).
Erstere soll gemäß der vorliegenden Erfindung durch Turbinen besonders einfacher Bauart aufgenommen werden,- welche- eine eigentliche Regelung durch Verstellen von Leitschaufeln nicht besitzen, sondern entweder mit stets voller Belastung - und voller Beaufschlagung - laufen oder bei Nichtbedarf selbsttätig zum Leerlauf in Luft bzw. zum völligen Stillstand gebracht werden. In diesem Falle kann, die Turbine für eine bestimmte Wassermenge, eiri bestimmtes Gefälle -und für eine bestimmte spe= zifische Drehzahl;itx der Regel über iooo) mit erheblich günstigerem Wirkungsgrad gebaut werden, wenn die Leitradschaufeln für alle Strömungsflächen zwischen. Welle und äußersten Leitradschaufeldurchmesser unbeweglich, jedoch vollkommen stoßfrei ausgebildet werden.
Zum Überwinden der Perioden zwischen Leerlauf bzw. Stillstand und Vollbetrieb werden eine oder mehrere Turbinen üblicher Bauart mit beweglichen Leitradschaufeln verwendet, welche bei mäßig hohen spezifischen Drehzahlen (in der Regel unter 500) und dementsprechend günstigerem Wirkungsgrad die Feinregelung innerhalb gewisser Grenzen des Belastungswechsels vorzunehmen in der Lage sind.
Auf anliegender Zeichnung ist in Abb. i das Verfahren der Leistungsaufteilung gemäß der Erfindung und damit die Art der Regelung einer danach ausgeführten Elektrizitätserzeugungsanlage an einem Belastungsschema veranschaulicht.
Dieses Belastungsschema ist für zwei aufeinanderfotgende Tage erkenntlich gemacht, und zwar ist die Gesamtregelung in fünf Grundbelastungen I, II, III, IV, V zerlegt, welche von fünf Grundbelastungsturbinen aufgenommen werden. Die übrigbleibende L&istungssumme wird -an_ einer-r-egefar_m Turbine bekannter Bauart aufgenommen.
In Abb. 2 der Zeichnung ist eine Grundbelastungsturbine höchster spezifischer Drehzahl und Schluckfähigkeit gemäß der Erfindung veranschaulicht.
Hierbei ist mit d das Laufrad der Grundbelastungsturbine, mit b die Turbinenwelle und mit a sind die fest in das Gehäuse eingegossenen Leitradschaufeln bezeichnet.
Das Ein- und Ausschalten der Grundbelastungsturbine erfolgt dabei in bekannter Weise mechanisch oder durch elektrische Fernübertragung von der Steuerbewegung der regelbaren Turbine aus, dadurch, daß bei Überschreiten von beispielsweise 95 Prozent Leitradöffnung der letzteren das Einschalten je einer Grundbelastungsturbine und bei Unterschreiten von beispielsweise 15 Prozent Leitradöffnung der regelbaren Turbine das Ausschalten je einer Grundbelastungsturbine erfolgt. In diesem Fall beträgt der Leistungsbereich der regelbaren Turbine ungefähr das i,2fache von dem einer Grundbelastungsturbine bzw. den vierten Teil sämtlicher fünf Grundbelastungsturbinen.
Als Sonderfall kann die Grundbeiastungsturbine auch in allen Fällen dann Anwendung finden, wenn bei Wasserkraftanlagen mit ungefähr konstanter Wasserführung (Anlagen mit Ausbauwassermengen _< N. N. W.) keine Speicherung der bei Belastungswechsel nicht nutzbar verarbeiteten Wassermengen 'stattfindet, also in allen Fällen, in welchen das nicht zur: Leistungserzeugung nötige Wasser über einen Leerschuß durch einen Energievernichter o. dgl. ungenutzt zum Abfluß in das Unterwasser kommt.
In diesem Falle kann die Regelung bei festen Drehschaufeln durch Drosseln beim Eintritt mittels Ringschütze oder durch Verringerung des wirksamen Gefälles in einfachster Weise und ohne Rücksicht auf den Wirkungsgrad der Turbine erfolgen.
Der durch die Erfindung gewährleistete technische Fortschritt besteht somit in der Vereinfachung der Turbinenausrüstung, in der Möglichkeit der Ausführung von Turbinen höchster spezifischer Drehzahl bei einfachster Bauart und gutem Wirkungsgrad, deren praktische Verwendung bisher daran scheiterte, daß bei wechselnder Beaufschlagung für feststehende Laufschaufeln eine allzu fühlbare Minderung auftritt.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: s__hrsram_ gen reiner Wasserturbinenanlagen zur eu- gung elektrischer Energie, da ch ge- kennzeichnet, daß die Be ung einer Elektrizitätserzeugungsa ge in zwei Teile zerlegt wird, ' eine konstant blei- bende Belastun ie sogenannte Grund- belastung r eine Summe von Grund- belast en (Grobregelung),. und in eine w selnde Spitzenbelastung (Feinrege-

2. Einrichtung zur Ausführung des Verfahrens nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß zur Aufnahme der konstant bleibenden Belastung Turbinen verwendet werden, die im Normalbetrieb stets mit voller Belastung und voller Beaufschlagung laufen und bei Nichtbedarf selbsttätig zum Leerlauf in Luft bzw. zum völligen Stillstand gebracht werden, während zur Aufnahme der wechselnden Spitzenbelastung regelbare Turbinen üblicher Bauart verwendet werden.
3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ein- und Ausschaltung der Grundbelastungsturbinen von der Steuerbewegung der re#Kelbaren Turbine abhängig gemacht ist' bzw. selbsttätig mit derselben erfolgt.