DE4241854C1 - Rechen für den Wassereinlauf von Flußkraftwerken - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Rechen für den Wassereinlauf von Flußwasserkraftwerken, der ein erstes, um eine waagrecht und quer im Wasserlauf liegende Achse schwenkbares Rechensegment und daneben einen zweiten Rechenabschnitt aufweist, nach dem Oberbe­ griff des Anspruchs 1.

Die Wassereinläufe von Flußwasserkraftwerken sind mit Rechen versehen, die verhindern, daß vom Wasser mitgeführte Teile wie grobes Geröll, große Äste oder gar Stämme, aber auch große Mengen von Pflanzen, die die Turbinen verstopfen oder beschädigen können, in den Turbineneinlauf gelangen. Solche Rechen bestehen aus in geringem gegenseitigem Abstand parallel zueinander ange­ ordneten Stahlstäben.

Die Erfindung geht von einem Rechen der eingangs genannten Art aus (DE-PS 3 06 799). Bei diesem Schwenkrechen ist der zweite Rechenabschnitt als ebener Rechen ausgebildet und soll Schwemm­ gut, das sich vor dem ersten Rechensegment abgelagert hat, durch ein Abwärts- und wieder Aufwärtsschwenken aus dem Wasserlauf ausheben. Dabei sind ortsfest angeordnete, zwischen die Rechen­ stäbe des Rechensegmentes ragende Abstreifzähne vorgesehen, die beim Abwärtsschwenken dieses Rechensegmentes Schwemmgut von ihm und aus seinen Rechenlücken abstreifen. In hochgeschwenkter Stellung wird der weitere Rechenabschnitt vom Wasser von hinten durchströmt, wodurch das Schwemmgut aus im ausgeschwemmt werden soll. Dies wird jedoch insbesondere bei Schwemmgutteilen, die sich zwischen die Rechenstäbe geklemmt haben, nicht oder nur sehr unvollkommen der Fall sein. Dieser Rechen erfordert also ständige Überwachung und Säuberung von Hand oder ein selbsttätiges, jedoch konstruktiv sehr aufwendiges und störanfälliges Rechenreini­ gungsgerät.

Auch bei einem anderen bekannten Reinigungsrechen (DE 34 19 470 C), der ebenfalls einen hier als Betriebsrechen dienenden ebenen Rechenabschnitt und einen teilzylindrischen Rechenabschnitt aufweist, soll der ebene Rechenabschnitt nach Verschwenken des Rechens durch ihn von hinten durchströmendes Wasser von Ablagerungen befreit werden. Damit weist dieser Reinigungsrechen die gleichen Nachteile auf wie der vorstehend beschriebene.

Der Erfindung war daher die Aufgabe gestellt, diesen Rechen so weiterzuentwickeln, daß ein einfaches Reinigen auch des weiteren Rechenabschnittes möglich ist. Sie löst diese Aufgabe durch die im Kennzeichen des Hauptanspruches genannten Merkmale. Durch die segmentförmige Ausbildung auch des zweiten Rechenabschnittes kann auch dieser Rechenabschnitt mittels zwischen seine Rechenstäbe greifender Abstreifzähne von eingeklemmten Fremdkörpern befreit werden. Dadurch, daß das zweite Rechensegment einen geringeren Radius aufweist als das erste, kann zwischen den beiden Rechen­ segmenten eine Absatzfläche gebildet werden, mittels derer Schwemmgut ausgehoben und aus dem Wasserlauf entfernt werden kann.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, dem Rechen einen Absperrschieber zuzuordnen, der vorteilhafterweise ebenfalls segmentförmig ausgebildet und koaxial zu den Rechen­ segmenten verschwenkbar gelagert ist.

In den Figuren der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen Rechens dargestellt, wobei

Fig. 1 den Längsschnitt durch ein Flußkraftwerk mit dem erfindungsgemäßen Rechen,

Fig. 2 die Seitenansicht des Rechens,

Fig. 3 die teilweise geschnittene Ansicht der Rechens des Fig. 2 in Richtung A dieser Figur,

Fig. 4 die Seitenansicht eines Rechens mit zugeordnetem Absperrschieber,

Fig. 5 den Schnitt durch den Rechen der Fig. 4 in Ebene V-V dieser Figur,

Fig. 6 und 7 Einzelheiten der Fig. 2 bzw. 4 in Draufsicht,

Fig. 8 eine Einzelheit der Fig. 2 und 4 in Ansicht,

Fig. 9 eine vorteilhaft ausgestaltete Einzelheit der Erfindung zeigt.

Bei dem in Fig. 1 dargestellten Flußkraftwerk geht das Flußbett 1 im Oberwasser 2 in den durch eine Sohle 3 und eine Decke 4 gebildeten Einlauf 5 zur Turbine 6 mit Generator 7 über. Der Turbine 6 ist ein Saugrohr 8 nachgeschaltet, das in das Tosbecken des Unterwassers 9 mündet. Dabei gelangt stets ein Teil des zulaufenden Wassers 9 mündet. Dabei gelangt stets ein Teil des die Kraftwerksdecke 10 und eine Gefälltreppe 11 ebenfalls in das Unterwasser 9.

Im Einlauf 5 ist der erfindungsgemäße Rechen 12 angeordnet. Wie aus Fig. 2 und 3 hervorgeht, weist er eine an den Seitenwänden 13 des Einlaufes 5 in Lagern 14 gelagerte Schwenkwelle 15 auf, an der mittels Speichen 16 zwei Rechensegmente 17 und 18 befestigt sind. Die Rechensegmente 17 und 18 entsprechen Abschnitten der Mäntel von Kreiszylindern unterschiedlicher Radien, sich über etwas mehr als 90° erstreckenden und aus kreisbogenförmigen Roststäben 19 bestehen. Einige dieser Roststäbe 19, im gezeich­ neten Beispiel zwei, sind - wie in Fig. 8 näher dargestellt - mittels eingeschweißter Distanzstücke 20 zu Rechenelementen zusammengefügt. Eine Vielzahl dieser Rechenelemente werden mittels Schraubverbindungen 20′ zu den Rechensegmenten 17 bzw. 18 zusammengestellt, auf diese Weise bleiben einzelne Rechenelemente bei Beschädigung austauschbar.

Wie ersichtlich, weist das obere Rechensegment 17 erfindungsgemäß einen geringeren Radius auf als das untere Rechensegment 18. Zwischen dem unteren Ende des oberen Rechensegmentes 17 und dem oberen Ende des unteren Rechensegmentes 18 ist eine zur Schwenk­ welle 15 radiale, den Abstand zwischen den Rechensegmenten überbrückende Platte 21 angeordnet.

Der Zentriwinkel der Rechensegmente 17, 18, der im dargestellten Beispiel etwas mehr als 90° aufweist, und der Unterschied der Radien der beiden Rechensegmente, der im dargestellten Beispiel etwa 1/4 des Radius der unteren Rechensegmentes 18 beträgt, kann auch größer oder kleiner sein. Der Unterschied der Radien der beiden Rechensegmente 17, 18 bestimmt die Größe der Platte 21 und wird bei Flüssen mit viel oder sperrigem Schwemmgut zweckmäßig größer gewählt als bei Flüssen mit wenig und kleinteiligem Schwemmgut. Die Tiefe der Platte 21 in radialer Richtung kann bis zur Hälfte des Radius des unteren Rechensegmentes 18 betragen, in manchen Fällen ist aber auch eine Tiefe von 1/8 dieses Radius ausreichend.

Die Rechenstäbe 19 liegen in Umfangsrichtung der Rechensegmente 17, 18. An der Kante 22 der Sohle 3 des Einlaufes 5 sind, wie in Fig. 6 näher dargestellt, Zähne 23 befestigt, die zwischen die Rechenstäbe 19 des unteren Rechensegmentes 18 greifen. Entspre­ chende, zwischen die Rechenstäbe 19 des oberen Rechensegmentes 17 greifende Zähne 24 sind an der Vorderkante der Decke 4 des Einlaufes 5 befestigt.

Der Rechen 12 kann mittels eines aus Motor 25 und Getriebe 26 bestehenden Antriebsaggregates 27 über eine ein Ritzel 28 des Getriebes 26 mit einer Antriebsscheibe 29 auf der Schwenkwelle 15 verbindenden Kette 30 verschwenkt werden. Es liegt auf der Hand, daß anstelle dieses elektromechanischen Antriebs auch ein hydromechanischer Antrieb eingesetzt werden kann.

In Fig. 2 ist der Rechen 12 in seiner normalen Arbeitsstellung gezeigt, in der das obere Rechensegment 17 im Wasserzufluß zur Turbine 6 liegt. Dabei sammelt sich schwimmendes oder schwebendes Schwemmgut auf seinen Rechenstäben 19 an, schweres Schwemmgut wie Geröll wird durch die Wasserströmung auf die Platte 21 gespült. Wenn das Rechensegment 17 von angelagertem Schwemmgut befreit werden soll, wird der Rechen 12 mittels des Antriebsaggregates 27 nach oben in die strichpunktiert gezeichnete Stellung verschwenkt. Dabei streichen die Zähne 24 durch die Rechenstäbe 19 des oberen Rechensegmentes 17, streifen das Schwemmgut von diesem ab und schieben es auf die Decke 4 des Einlaufes 5. Die hochschwenkende Platte 21 hebt das auf ihr angesammelte Schwemm­ gut aus dem Wasserlauf und wirft es in der gestrichelten End­ stellung des Rechens ebenfalls auf die Decke 4 des Einlaufes 5 ab. Von dort kann es entsorgt oder mittels der über diese Decke 4 und die Kraftwerksdecke 10 laufenden Wasserströmung in das Unterwasser 9 gespült werden. In dieser Stellung liegt das untere Rechensegment 18 im Wasserzufluß und hält Schwemmgut zurück.

Beim anschließenden Zurückschwenken des Rechens 12 streifen die Zähne 23 an der Kante der Sohle 3 durch die Rechenstäbe 19 des unteren Rechensegmentes 18 und streifen das Schwemmgut, das sich auf ihm angesammelt oder zwischen seinen Rechenstäben eingeklemmt hat, ab. Sobald der Rechen 12 seine Ausgangsstellung wieder erreicht hat, wird dieses Schwemmgut vom strömenden Wasser auf die Platte 21 gespült, mittels der es bei der nächsten Aus­ wärts-Schwenkbewegung ausgehoben wird.

Mittels der radialen Platte 21 können auch große Mengen Schwemm­ gut oder sperriges Schwemmgut wie Äste oder Stämme oder schweres Schwemmgut wie Geröll oder Felsbrocken problemlos ausgehoben werden. Dadurch eignet sich dieser Rechen auch ganz besonders für Flußläufe mit viel oder problematischem Schwemmgut oder für Gebirgsflüsse mit großer Schleppwirkung.

In der Ausführungsform der Fig. 4 und 5 befindet sich vor dem unteren Rechensegment 18 ein ebenfalls zylindersegmentförmiger Ab­ sperrschieber 31, mittels dessen der Wasserzulauf zur Turbine 6 abgesperrt werden kann. Der Absperrschieber 31 besteht aus einer gekrümmten Stahlplatte und wird an beiden Seiten und in der Mitte von Speichen 32 gehalten, deren Naben 33 auf der Schwenkwelle 15 lagern. Die mittlere Nabe 33 ist mit einer Antriebsscheibe 34 verbunden, die über eine Kette 35 mit einem weiteren Antriebsag­ gregat 36 gekoppelt ist. Die Speichen 32 dieser Nabe 33 greifen durch die Rechenstäbe 19 des unteren Rechensegmentes 18.

Die zwischen die Rechenstäbe 19 des unteren Rechensegmentes 18 ragenden Zähne 23 sind bei dieser Ausführungsform an der oberen Kante 37 des Absperrschiebers 31 angeordnet. Um die bei einem Wirksamwerden der Zähne 23 auftretenden Krähe nicht auf das Antriebsaggregat 36 zu leiten, legt sich der Absperrschieber 31 in seiner Offenstellung gegen ortsfeste Anschläge 38 an den Seiten­ wänden 13 des Einlaufes 5.

Die Funktionsweise des Rechens 12 der Fig. 4 und 5 entspricht der vorstehend für die Ausführungsform der Fig. 2 und 3 beschrie­ benen. Wenn der Wasserzufluß zur Turbine 6 gesperrt werden soll, werden über die Antriebsaggregate 27 und 36 Rechen 12 und Absperr­ schieber 31 geeinsam nach oben geschwenkt. Dabei legt sich die Stahlplatte des Absperrschiebers 31 unter dem Druck des Wassers auf die Rechenstäbe 19 des unteren Rechensegmentes 18, die hierbei den Staudruck des Wassers im Oberwasser 2 aufnehmen und daher breiter ausgebildet sind als in der Ausführung der Fig. 2 und 3 ohne Absperrschieber. Dadurch, daß erfindungsgemäß das untere Rechensegment 18 den Staudruck des Wassers aufnimmt, kann der Absperrschieber 31 als einfache Stahlplatte ausgebildet sein und erfordert keine eigene stabile Unterkonstruktion.

In Sperrstellung befindet sich der Absperrschieber 31 in der in Fig. 4 strickpunktiert gezeichneten Stellung. Er verhindert den Zufluß von Wasser in den Einlauf 5 der Turbine 6 und leitet zufließendes Wasser über die Kraftwerksdecke 4, 10 ab.

Da der Rechen 12 zwar ohne Absperrschieber 31, der Absperrschieber aber nur zusammen mit dem Rechen hochgeschwenkt wir kann auf das weitere Antriebsaggregat 36 zum Verschwenken des Absperrschie­ bers verzichtet werden, wenn der Rechen in nicht dargestellter Weise mit betätigbaren Mitnehmern für den Absperrschieber ausge­ stattet ist. Der Absperrschieber wird dann, wenn der Zulauf gesperrt werden soll, durch Betätigen der Mitnehmer mit dem Rechen verriegelt und gemeinsam mit diesem nach oben geschwenkt.

Wie aus Fig. 9 ersichtlich, kann der Absperrschieber 31 an seiner hinteren Kante eine überstehende Leiste 40 aufweisen, die sich in der Sperrstellung gegen einen mit einer elastischen Zwischenlage 41 bspw. in Form eines Gummischlauches versehenen Bord 42 der Wand der Sohle 3 legt. Dadurch wird der Einlauf 5 an dem Spalt zwischen Sohle 3 und Absperrschieber 31 abgedichtet.

Claims (6)

1. Rechen für den Wassereinlauf von Flußwasserkraftwerken, mit einem ersten, um eine waagrecht und quer im Wasserlauf liegende Achse schwenkbaren Rechensegment, welchem eine beim Schwenken zwischen die Rechenstäbe eingreifende Zwangsreinigungsvorrichtung zugeordnet ist, und mit einem weiteren Rechenabschnitt, dadurch gekennzeichnet, daß der weitere Rechenabschnitt (17) ebenfalls segmentförmig ausgebildet, koaxial zum ersten Rechensegment (18) angeordnet und mit einem geringeren Radius als das erste Rechen­ segment (18) versehen ist, wobei das zweite Rechensegment (17) in normaler Arbeitsstellung über und in hochgeschwenkter Stellung hinter dem ersten Rechensegment (18) liegt, daß zwischen den Rechensegmenten eine deren radialen Abstand überbrückende, als Aushubfläche für Schwemmgut dienende Platte (21) angeordnet ist und daß auch dem zweiten Rechensegment (17) eine Zwangsreini­ gungsvorrichtung zugeordnet ist.

2. Rechen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Unterschied zwischen den Radien der Rechensegmente (17, 18) zwischen 1/8 und 1/2 des Radius des unteren Rechensegmentes (18) beträgt.

3. Rechen nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwangsreinigungsvorrichtungen für die Rechensegmente (17, 18) aus ortsfest angeordneten, zwischen den in Schwenkrichtung der Rechensegmente liegenden Rechenstäben (19) ragenden Abstreifzäh­ nen (23, 24) bestehen.

4. Rechen nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch einen Absperrschieber (31) in Form eines zu den Rechensegmenten (17, 18) koaxialen, dem Rechensegment (18) mit dem größeren Radius vorgelagerten, schwenkbaren Zylindermantelabschnittes.

5. Rechen nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Absperrschieber (31) dem Rechensegment (18) unmittelbar aufliegt und nur zusammen mit diesem hochschwenkbar ist.

6. Rechen nach Anspruch 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Zähne (23) zum Abstreifen des unteren Rechensegmentes (18) an der oberen Kante (37) des Absperrschiebers (31) angeordnet sind.