DE483766C

DE483766C - Tidal power plant

Info

Publication number: DE483766C
Application number: DEG67206D
Authority: DE
Original assignee: GEZEITENKRAFT BAU und VERWERTU
Current assignee: GEZEITENKRAFT BAU und VERWERTU
Priority date: 1926-05-02
Filing date: 1926-05-02
Publication date: 1929-10-07

Description

Gezeitenkraftanlage Die Erfindung bezieht sich auf eine Gezeitenkraftanlage mit mehreren Staubecken und im Staudamm eingebauten Wasserkraftmaschinen, bei der das Gezeitenwasser in beiden Richtungen die Kraftmaschinen in regelbarer Weise durchströmt. Das wesentlich Neue besteht darin, daß vier Staubecken mit je einem besonderen Kraftmaschinensatz nebeneinander angeordnet sind, gleichzeitig verschieden hohe Wasserspiegel haben und so mit dem Meere in Verbindung gesetzt werden, daß immer mindestens zwei Kraftmaschinensätze im Betriebe sein müssen, dabei kommen während einer Ebbe- und Flutbewegung zwei Becken zweimal und zwei Becken viermal zur Arbeitsleistung. Außerdem kann zwischen jedem Staubecken und seinem Kraftmaschinensatz eine besondere Vorkammer eingebaut und jede Vorkammer mit jeder anderen Vorkammer durch absperrbare Kanäle in Verbindung gebracht werden, so daß jeder Kraftmaschinensatz, während er nicht von seinem Becken aus gespeist wird, von jedem anderen Becken aus in Betrieb genommen werden kann.Tidal power plant The invention relates to a tidal power plant with several reservoirs and hydropower machines built into the dam, in which the tidal water flows through the engines in a controllable manner in both directions. What is essentially new is that there are four reservoirs, each with a special engine set are arranged next to each other, have different water levels at the same time and so connected to the sea that there are always at least two sets of engines have to be in operation, two come during an ebb and flow movement Basin twice and two basins four times for work performance. In addition, between a special antechamber built into each reservoir and its engine set and each antechamber communicates with every other antechamber through closable channels be brought so that each prime mover while it is not by its pelvis is fed from, can be put into operation from any other pool.

In der Zeichnung ist eine der Erfindung gemäße Gezeitenkraftanlage in einem Ausführungsbeispiele dargestellt. Abb. z veranschaulicht die Gesamtanlage, wobei A, B, C, D vier Staubecken und Q ein Maschinenhaus bezeichnen. Abb. 2 stellt in einem Querschnitt die stufenmäßige Wasserverteilung in den vier Staubecken zur Zeit des höchsten und des niedrigsten Wasserstandes im Meer sowie eine Wasserkraftmaschine dar: Abb. i ist ein Grundriß der -Anlage, während Abb. ¢ in einem auf die Zeit bezogenen Schaubild die Wasserbewegung im Meere und in den vier Staubecken während einer ungefähr zwölfundeinhalbstündigen Ebbe- und Flutbewegung veranschaulicht und darin die Kurve A-G L-A die Wasserbewegung im ersten Becken A, die Kurve B-F-K-N-B die Wasserbewegung im zweiten Becken B, die Kurve C-E-j-O-C die Wasserbewegung im dritten Becken C, die Kurve D-M-P-D die Wasserbewegung im vierten Becken D und die mittlere dicke Linie H die Flutkurve darstellt.In the drawing, a tidal power plant according to the invention is shown in an exemplary embodiment. Fig. Z illustrates the entire system, with A, B, C, D denoting four reservoirs and Q denoting a nacelle. Fig. 2 shows a cross-section of the gradual water distribution in the four reservoirs at the time of the highest and lowest water level in the sea as well as a hydroelectric machine: Fig. I is a floor plan of the system, while Fig. ¢ is a graph related to time the movement of water in the sea and in the four reservoirs during an ebb and flow of about twelve and a half hours, and in it the curve AG LA shows the water movement in the first tank A, the curve BFKNB the water movement in the second tank B, the curve CEjOC the water movement in the third tank C. , the curve DMPD represents the water movement in the fourth basin D and the middle thick line H represents the flood curve.

Die vier Staubecken A, B, C, D sind durch die Abschlußvorrichtungen a, die Vorkammern R, S, T, U und das Maschinenhaus Q mit den eingebauten Wasserkraftmaschinen W vom Meere getrennt. Außerdem sind noch am Meere Schützen b o. dgl. angeordnet, um die ganze Anlage oder einzelne Becken absperren zu können. Als Kraftmaschinen werden zweckmäßig Turbinen verwendet, die in das Maschinenhaus so eingebaut sind, daß durch wechselseitiges Öffnen und Schließen der Zuflußöffnungen c und der Abflußöffnungen d oder der Zuflußöffnungen e und der Abflußöffnungen f der Strom des Betriebswassers nach beiden Richtungen durch die Wasserkraftmaschinen geleitet werden kann, jeweils den Wasserständen in dem Meere und den Becken entsprechend.The four reservoirs A, B, C, D are separated from the sea by the closing devices a, the antechambers R, S, T, U and the machine house Q with the built-in water power machines W. In addition, shooters b or the like are also arranged at the seaside in order to be able to shut off the entire system or individual basins. Turbines are expediently used as power machines, which are built into the machine house in such a way that by alternately opening and closing the inflow openings c and the outflow openings d or the inflow openings e and the outflow openings f, the flow of process water can be directed through the water power machines in both directions, in each case according to the water levels in the sea and the basin.

Für jedes Staubecken ist eine besondere Vorkammer und eine besondere Maschinenanlage vorgesehen.- Die von den einzelnen Maschinen entwickelte Kraft wird in eine gemeinsame Kraftsammelstelle zusammengefaßt. Die Vorkammern R, S, T, U befinden sich zwischen den Abschlußvorrichtungen a der Becken und den Maschinenanlagen. Um das Betriebsgefälle jedes der vier Becken durch jede der vier Kraftmaschinensätze ausnutzen zu können, sind Verbindungskanäle z bis 6 vorgesehen mit Absperrvorrichtungen 7 bis 15, durch die jede Vorkammer an jede andere Vorkammer und den dazugehörigen Maschinensatz angeschlossen werden kann, ohne daß der Wasserinhalt des zu einem in Betrieb befindlichen Maschinensatz gehörigen abgesperrten Beckens verändert wird.A special antechamber and a special machine system are provided for each reservoir. The force developed by the individual machines is combined in a common force collection point. The antechambers R, S, T, U are located between the closing devices a of the basin and the machinery. In order to be able to use the operating gradient of each of the four basins through each of the four engine sets, connecting channels z to 6 are provided with shut-off devices 7 to 15 through which each antechamber can be connected to any other antechamber and the associated machine set without the water content of the a locked basin belonging to a machine set in operation is changed.

Die Wirkungsweise der Anlage ist folgende. Zur Zeit des höchsten und des niedrigsten Standes des Meeresspiegels ist das erste Bekken A leer, das zweite Becken B ein Drittel gefüllt, das dritte Becken C zwei Drittel gefüllt und das vierte Becken D ganz voll (Abb. 2).The system works as follows. At the time of the highest and lowest levels of sea level, the first basin A is empty, the second basin B a third full, the third basin C two thirds full and the fourth basin D completely full (Fig. 2).

Der Höhenunterschied der veränderlichen Wasserspiegel zwischen Höchststand der Flut und äußerstem Tiefstand der Ebbe wird auf drei Meter, als Zeit des Höchststandes der Flut 12 Uhr 2', des Tiefststandes der Ebbe 6 Uhr =4' und dann wieder des Höchststandes der Flut z2 Uhr 26' angenommen. Als Anfang ist in Abb. q. die Zeit des Höchststandes der Flut 12 Uhr 2' angenommen. Das Wasser strömt zu dieser Zeit weiterhin aus dem Meere durch die Wasserkraftmaschinen in das dritte, bei Höchststand der Flut zwei Drittel gefüllte Becken C, wie das Kurvenstück E in Abb. q. ersichtlich macht, und in das bei Höchststand der Flut ein Drittel gefüllte zweite Becken B entsprechend dem Kurvenstück F. Es sind deshalb an den zugehörigen Maschinensätzen die Wasserwege c und f geöffnet, dagegen diejenigen c und d geschlossen. Das Gefälle des Beckens C ist gegen = Uhr q.' erschöpft, sobald nahezu ein Ausgleich seines Spiegels mit dem Meeresspiegel stattgefunden hat und letzterer wieder zu sinken beginnt. Nun wird das Becken C abgesperrt, so daß sein Wasserinhalt aufgespeichert bleibt. Gleichzeitig wird der Wasserzufluß aus dem Meere nach dem ersten leeren Becken A geöffnet (s. das Kurvenstück G), so daß wieder zwei Maschinensätze Kraft erzeugen. Das Gefälle des zweiten, bei Höchststand der Flut ein Drittel gefüllt gewesenen Beckens B wird erschöpft sein, wenn der Meeresspiegel gegen x Uhr 45' auf ungefähr drei Viertel seiner Höhe abgeebbt ist. Das Becken B wird dann abgesperrt und sein - Wasserinhalt aufgespeichert gehalten. Bereits vor Absperrung der Becken B und A, etwa gegen x Uhr q.5', wenn der Meeresspiegel schon etwas gesunken ist, wird der Wasserabfluß des bei Höchststand der Flut zwei Drittel gefüllt gewesenen und jetzt gänzlich gefüllten Beckens C, dessen Wasserspiegel jetzt über dem des Meeres liegt, durch die Kraftmaschinen nach dem Meere geöffnet, so daß wieder zwei Maschinensätze Kraft entwickeln (s. das Kurvenstück J). Dazu werden die Wasserwege e und f des zu dem Becken C gehörenden Maschinensatzes geschlossen und die Wasserwege c und d geöffnet. Der Wasserabfluß wird auf an sich bekannte Weise geregelt und bemessen so daß der Wasserspiegel des Beckens C zur Zeit der tiefsten Ebbe, also gegen 6 Uhr z4', wieder auf zwei Drittel der Fluthöhe angekommen ist und gegen 8 Uhr 18' mit dem inzwischen wieder auf ein Viertel der Fluthöhe angekommenen Meeresspiegel auf gleicher Höhe ist. Das Becken C wird dann abgesperrt, wodurch weiterer Wasserzufluß zunächst verhindert wird.The difference in height of the variable water level between the highest level of the high tide and the extreme low of the ebb is three meters, as the time of the high tide 12 o'clock 2 ', the low of the ebb 6 o'clock = 4' and then again the high tide z 2 o'clock 26 ' accepted. The beginning is in Fig. Q. the time of the high tide is assumed to be 12 noon 2 '. At this time, the water continues to flow out of the sea through the hydropower machines into the third basin C, which is two-thirds full when the tide is at its highest, like curve section E in Fig. Q. makes visible, and in the second basin B, which is a third full at the highest level of the tide, corresponding to the curve section F. Therefore, the waterways c and f are open on the associated machine sets, whereas those c and d are closed. The slope of basin C is towards = o'clock q. ' exhausted as soon as its level has almost reached equilibrium with the sea level and the latter begins to sink again. Now the basin C is shut off so that its water content remains stored. At the same time the water flow from the sea to the first empty basin A is opened (see curve piece G), so that again two sets of machines generate power. The gradient of the second basin B, which was a third full when the tide was at its highest, will be exhausted when the sea level has dropped to about three quarters of its height at about 45 '. The basin B is then shut off and its water content is kept stored. Even before basins B and A were shut off, around x o'clock q.5 ', when the sea level has already sunk somewhat, the water drainage of basin C, which was two-thirds full at the peak of the high tide and is now completely filled, is now over of the sea, opened to the sea by the prime movers, so that again two sets of machines develop power (see curve piece J). For this purpose, waterways e and f of the machine set belonging to basin C are closed and waterways c and d are opened. The water drainage is regulated and measured in a manner known per se so that the water level of basin C at the time of the lowest ebb, i.e. around 6 o'clock z4 ', has again reached two thirds of the tide height and around 8:18 o'clock again a quarter of the tide height is at the same height as the sea level that has arrived. The basin C is then shut off, whereby further water inflow is initially prevented.

Gegen 3 Uhr wird der Wasserabfluß des bei Höchstflut ein Drittel gefüllt gewesenen Beckens B, dessen Wasserspiegel jetzt über dem Meeresspiegel liegt, durch seine Kraftmaschinen hindurch nach dem Meere, wie bei Becken C beschrieben, geöffnet und der Wasserabfluß so geregelt und bemessen, daß sein Wasserspiegel zur Zeit der tiefsten Ebbe, also gegen 6 Uhr z¢', wieder auf ein Drittel der Fluthöhe angekommen ist und sich 'sodann gegen 7 Uhr 16' mit dem Meeresspiegel, der sich noch auf Ebbe befindet, ausgleicht (s. das Kurvenstück K). Das Becken B wird dann abgesperrt und bleibt zunächst leer.At about 3 o'clock the water drain of the high tide is filled a third previous basin B, the water level of which is now above sea level its prime movers through to the sea, as described in basin C, opened and the water flow regulated and measured so that its water level at the time of lowest ebb, i.e. around 6 o'clock z ¢ ', arrived again at a third of the tide height is and then 'around 7:16 a.m.' with the sea level, which is still at low tide is located, compensates (see the curve piece K). The basin B is then closed off and initially remains empty.

Der Wasserzufluß in das bei Höchststand der Flut leer gewesene Becken A wird so geregelt und bemessen, daß der Wasserspiegel desselben zur Zeit, wenn sich der Meeresspiegel auf halber Höhe befindet, also gegen 3 Uhr 8', auf gleicher Höhe angekommen ist (s. das Kurvenstück G). Das Becken wird dann abgesperrt, und sein Wasserinhalt bleibt vorläufig aufgespeichert. Gegen 4 Uhr 30' wird der Wasserabfluß dieses Beckens, dessen Wasserspiegel sich jetzt über dem Meeresspiegel befindet, durch die Kraftmaschinen hindurch nach dem Meere geöffnet und so geregelt und bemessen, daß das Becken A zur Zeit der tiefsten Ebbe um 6 Uhr 1q.' wieder leer ist (s. das Kurvenstück L). Das Becken A wird jetzt abgesperrt und leer gehalten. Der Wasserstand in den vier -Becken ist demnach zur Zeit der tiefsten Ebbe um 6 Uhr 1q.' wieder der gleiche wie beim Höchststand der Flut. Es ist nämlich das erste Becken A wieder leer, das zweite Becken B ein Drittel -gefüllt, das dritte Becken C zwei Drittel gefüllt und das vierte Becken D, das zu Anfang schon gefüllt war, noch ganz voll.The flow of water into basin A, which was empty when the tide was at its highest, is regulated and measured in such a way that the water level of the basin has reached the same level at the time when the sea level is halfway up, i.e. around 3:8 a.m. Curve piece G). The basin is then shut off and its water content is temporarily stored. At about 4:30 a.m., the drainage of this basin, the water level of which is now above sea level, is opened to the sea by the prime movers and is regulated and measured so that basin A is at 6:00 a.m. at the time of the lowest ebb tide. is empty again (see curve section L). Basin A is now shut off and kept empty. The water level in the four basins is therefore 1q at the lowest ebb tide at 6 o'clock. ' again the same as when the tide peaked. Indeed, it is the first pool A empty again, the second tank B a third - filled, the third pool C filled two-thirds and fourth pool D, which was initially filled, yet full.

Im weiteren Betriebe wird der Wasserabfluß aus dem bei Höchststand der Flut und auch jetzt noch vollen vierten Beckens D gegen 7 Uhr 16' durch die Kraftmaschinen hindurch nach dem Meer geöffnet und die Wasserentnahme so geregelt und bemessen, daß sich sein .Wasserspiegel auf mittlerer Fluthöhe gegen 9 Uhr 2o' mit dem Meeresspiegel ausgleicht (s. das Kurvenstück M). Das Becken D wird dann abgesperrt.In the further operations the water drainage is from the at the highest level the flood and now still full fourth basin D around 7:16 am through the Power machines through after the sea opened and the water withdrawal so regulated and measured that its .Water level against the middle tide height 9 o'clock 2o 'balances with the sea level (see the curve piece M). The basin D is then locked.

Die Wasserspiegel der vier Sammelbecken befinden sich von 9 Uhr 2o' an unter dem Meeresspiegel, und zwar der des ersten BeckensA seit 6 Uhr i4', der des zweiten Beckens B seit 7 Uhr i6', der des dritten Beckens C seit 8 Uhr 18' und der des vierten Beckens D seit 9 Uhr 2o'.The water levels of the four reservoirs are from 9 a.m. 2o ' at below sea level, namely that of the first basin A since 6 o'clock i4 ', the of the second pelvis B since 7 a.m. 16 ', that of the third pelvis C since 8:18 p.m. and that of the fourth basin D since 9 o'clock 20 '.

Gegen 7 Uhr 46' wird der Wasserzufluß durch die Kraftmaschinen aus dem Meere nach dem bei Höchststand der Flut ein Drittel gefüllten Beckens B geöffnet, bis dieses gegen io Uhr 53' wieder seinen vorschriftsmäßigen Wasserinhalt, ein Drittel der Fluthöhe, erlangt hat (s. das Kurvenstück N). Dann wird das Becken B abgesperrt.At around 7:46 a.m., the flow of water through the prime movers is turned off open to the sea after basin B, which was one-third full when the tide was at its highest, until it regains its prescribed water content, a third, at about 10.53 a.m. the tide height (see curve section N). Then basin B is closed off.

Ferner wird gegen 9 Uhr der Wasserzufluß aus dem Meere durch die Kraftmaschinen nach dem dritten, bei Höchststand der Flut zwei Drittel gefüllt gewesenen Becken C geöffnet und so geregelt und bemessen, daß dasselbe um 12 Uhr 26', zur Zeit des abermaligen Höchststandes der Flut, seinen anfänglichen Wasserinhalt wieder erlangt hat (s. das Kurvenstück 0). Der Wasserzufluß zu diesem Becken wird zunächst nicht abgesperrt, sondern bleibt, wie eingangs erwähnt, bestehen.Furthermore, around 9 o'clock, the water flow from the sea through the power machines after the third basin, which was two-thirds full when the tide reached its highest point C open and so regulated and dimensioned that the same at 12 o'clock 26 ', at the time of repeated high tide, its initial water content regained has (see curve segment 0). The water inflow to this basin is initially not locked, but remains, as mentioned at the beginning, in place.

Der Wasserzufluß aus dem Meere durch die Kraftmaschinen nach dem vierten, bei Höchststand der Flut voll gewesenen Becken D wird gegen io Uhr 22' geöffnet und so geregelt und bemessen, daß das Becken D zur Zeit des Höchststandes der Flut um 12 Uhr 25' wieder ganz gefüllt ist (s. das Kurvenstück P). Dann wird das Becken D abgesperrt, und sein Wasserinhalt bleibt aufgespeichert.The flow of water from the sea through the engines after the fourth, Pool D, which was full at the highest level of the tide, opens at 10:10 p.m. and so regulated and dimensioned that the basin D at the time of the high tide is completely filled again at 12.25 p.m. (see curve section P). Then the pelvis D shut off, and its water content remains stored.

Zur Zeit des wieder eingetretenen Hochstandes der Flut um 12 Uhr 26' ist der Wasserinhalt sämtlicher Becken nun wieder derselbe wie um 12 Uhr 2' und 6 Uhr i4'. Es ist wieder das erste Becken A leer, das zweite Becken B ein Drittel gefüllt, das dritte Becken C zwei Drittel gefüllt und das vierte Becken D ganz voll.At the time the high tide re-entered at 12.26 p.m. the water content of all basins is now the same again as at 12 o'clock 2 'and 6 o'clock i4 '. The first basin A is empty again, the second basin B a third filled, the third basin C two-thirds full and the fourth basin D completely full.

Der Betrieb setzt sich, wie zu Anfang beschrieben, mit dem zwei Drittel gefüllten Becken C, dann mit dem ein Drittel gefüllten Becken B und so weiter fort.As described at the beginning, the company continues with the two-thirds filled basin C, then with the one-third full basin B and so on.

Um auch die nach der vorstehend angegebenen Betriebsweise zeitweilig nicht benutzten Kraftmaschinen außerdem noch in Betrieb nehmen zu können und eine vollkommenere Gleichmäßigkeit der Krafterzeugung durch an sich bekannte Vergrößerung der Maschinenleistung herbeiführen zu können, sind die Verbindungskanäle i, 2, 3, 4, 5 und 6 zwischen den einzelnen Vorkammern R, S, T, U vorgesehen, durch welche nach Abschluß der Schleusen a jede der Vorkammern mit jeder anderen Vorkammer und deren Maschinensatz durch Öffnen der eingebauten Abschlußvorrichtungen 7, 8, 9, io, ii, i2 13, 14, 15 in Verbindung gebracht werden kann. Es wird z. B., wenn der Wasservorrat im Becken B besonders groß ist, nachdem die Absperrvorrichtung a des Beckens A geschlossen ist, die Absperrvorrichtung 8 des Verbindungskanals 2 geöffnet und so der Wasserzufluß aus der Vorkammer S in die Vorkammer R und zu den Betriebsmaschinen des ersten Beckens A geleitet. In umgekehrter Richtung kann bei höherem Wasserstande im Meere jedes Becken auch durch den Maschinensatz jedes anderen Beckens hindurch durch Öffnen des Schaltweges aufgefüllt werden.The connecting channels i, 2, 3, 4, 5 and 6 are in order to be able to put into operation the engines that are temporarily not used according to the above-mentioned operating mode and to be able to bring about a more perfect uniformity of the force generation by increasing the machine output, which is known per se between the individual antechambers R, S, T, U , through which, after the locks a, each of the antechambers with every other antechamber and their machine set by opening the built-in locking devices 7, 8, 9, io, ii, i2 13, 14, 15 can be associated. It is z. B. when the water supply in basin B is particularly large after the shut-off device a of the basin A is closed, the shut-off device 8 of the connecting channel 2 is opened and so the water flow from the antechamber S into the antechamber R and to the operating machines of the first basin A. directed. In the opposite direction, when the water level in the sea is higher, each basin can also be filled up through the machine set of every other basin by opening the switching path.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Tidal power plant with several reservoirs and water power machines built into the dam, in which the tidal water flows through the power machines in a controllable manner in both directions, characterized in that four reservoirs (A, B, C, D) with - gradual water distribution and each with a special Hydro power machine set (W) are arranged and the waterways between the reservoirs and the oceans are switched via the water power machine sets so that there are always at least two power machine sets in operation.

2. tidal power plant according to claim i, characterized in that at each highest and each lowest water level of the sea, the water gradation in the four reservoirs is chosen so that the first basin (A) empty, the second basin (B) a third, the third Basin (C) two-thirds and the fourth basin (D) is completely filled.

3. tidal power plant according to claim 2, characterized in that a special antechamber (R, S, T, U) is arranged between each reservoir (A, B, C, D) and its engine set (W) and each antechamber with every other antechamber can be brought into connection by closable channels (i, 2, 3, 4, 5, 6) in order to be able to feed each engine set that is closed off from its basin with process water from each of the three other basins.