DE721716C

DE721716C - Hydroelectric power plant with a plurality of running wheels

Info

Publication number: DE721716C
Application number: DER101191D
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1937-12-31
Filing date: 1937-12-31
Publication date: 1942-06-15

Description

Wasserkraftwerk mit einer Mehrzahl von Laufrädern Die Erfindung will einen wirtschaftlichen Ausbau von Wasserkräften niederen Gefälles bei großer, stark schwankender Wassermenge ermöglichen. Für einen wirtschaftlichenAusbau müssen nicht nur die Kosten für die Staudämme gering gehalten werden, sondern auch der Kostenauflivand für die das zufließende Wasser verarbeitende Turbine. Es sind schon Anlagen bekanntgeworden, bei denen eine Vielzahl von waagerechten Turbinenlaufrädern auf einer quer zur Fli#eßrichtung liegenden Welle in nebeneinander über dein Unterwasserspiegel liegenden Kammern untergebracht ist, die in-ihrer Gesamtheit den Staudamm bilden. Dabei konnten die einzeln regelbaren Turbinienräder mit an beiden Enden der Welle liegenden Stromerzeugern verschiedener Axt je nach Bedarf gekuppelt werden. Es sind auch Anordnungen bekannt, bei denen einzeln regelbarei Turbinen verschiedener Schluckfähigkeit durch vom Oberwasserspiegel aus betätigte Steuerglieder wechselnd oder gemeinsam in Betrieb gesetzt werden können. Die Kosten derartiger Anlagen sind aber immer noch zu hoch, als daß sie zu einer einwandfreien Lösung der Aufgabe führen könnten.Hydropower plant with a plurality of impellers The invention aims to enable an economical expansion of hydropower with a low gradient in the case of a large, strongly fluctuating amount of water. For economic expansion, not only do the costs for the dams have to be kept low, but also the cost levy for the turbine that processes the inflowing water. Systems have already become known in which a large number of horizontal turbine runners are accommodated on a shaft lying transversely to the direction of flow in chambers lying next to one another above the underwater level, which in their entirety form the dam. The individually controllable Turbinienräder could be coupled with lying at both ends of the shaft power generators of different ax according to need. Arrangements are also known in which individually controllable turbines of different absorption capacities can be put into operation alternately or jointly by control elements actuated from the upper water level. However, the costs of such systems are still too high for them to lead to a perfect solution to the problem.

Die Erfindung schafft eine Lösung dadurch, daß sie von einer Reglung der Beaufschlagung der einzelnen Turbinen, überhaupt absieht. Sie schafft eine mit hohem Wirkungsgrad arbeitende Niedergefälleanlage mit geringsten Kosten dadurch, daß sie, ausgehend von der Anordnung mit den Staudamm bildenden Kammern für die auf einer gemeinsamen Welle liegenden Turbinenräder, diese sämtlich fest mit der Welle verbindet, von einer Reglung dereinzelnen Räder jedoch ganz absieht und lediglich die nebeneinanderliegenden Kammern mit eine Einzelabschaltung nach Maßgabe des Kraftwasserzufhisses ermöglichenden Absperreinrichtungen ausstattet. In Abhängigkeit vom Stand des Oberwasserspiegels paßt sich also die Gesamtzahl der arbeitenden Turbinen selbsttätig dem Zuflußan, während die einzelne Turbine entweder vollständig beaufschlagt wird oder aber in Luft leer läuft. Die leer laufenden Turbinen beeinflussen den Wirkungsgrad der Anlage praktisch nicht, so daß dieser sehr hoch bleiben kann weil jede arbeitendeTurbine immer mit dem höchsten Wirkungs-,-rad arbeitet.The invention creates a solution in that it refrains from regulating the loading of the individual turbines at all. It creates a high-efficiency downpipe system at the lowest possible cost in that, based on the arrangement with the dam-forming chambers for the turbine wheels lying on a common shaft, they all firmly connect them to the shaft, but completely refrains from regulating the individual wheels and only equips the adjacent chambers with shut-off devices that enable individual shutdown in accordance with the power water supply. Depending on the level of the upper water level, the total number of working turbines automatically adapts to the inflow, while the individual turbine is either fully pressurized or else runs empty in air. The idle turbines have practically no effect on the efficiency of the system, so that it can remain very high because every working turbine always works with the highest degree of efficiency.

Als Absperreinrichtungen können entweder selbsttätige Klappen dienen, die sich bei verscbiedener Obenvasserhöhe zu verschiedeii,-ii Zeitpunkten aufrichten bzw. uftilegen, oder aber auch sich selbsttätig nach Maßgabe des Obenvasserspiegels ein- oder ausschaltende Saugheberzuläufe zu den einzelnen Kammern.Automatic valves can serve as shut-off devices, which erect at different times when the water level is different or uftilegen, or also automatically according to the above water level Activating or deactivating suction lifter inlets to the individual chambers.

Eine Wasserkraftanlage gemäß der Erfindung ist auf der Zeichnung beispielsweise dargestellt.A hydropower plant according to the invention is shown in the drawing, for example shown.

Die Fig. i bis 3 zeigen das Schema einer Kraftanlage, und zwar Fig. 2 den Grundriß, Fig, 3 einen Längs- und Fig. i einen Querschnitt nach den Schnittlinien3-3 bzw. 2-2 der Fig. 2.Figs. I to 3 show the scheme of a power plant, namely Fig. 2 the plan, Fig. 3 a longitudinal and Fig. I a cross section according to the section lines 3-3 and 2-2 of FIG.

Fig.4 veranschaulicht im Querschnitt beispielsweise eine Ausführungsform einer selbsttätigen Absperreinrichtung für eine Turbinenkammer.4 illustrates, for example, an embodiment in cross section an automatic shut-off device for a turbine chamber.

Fig. 5 zeigt eine Ausführung einer selbstg ZD tätig sich ein- und ausschaltenden Saugheber---ammer. 5 shows an embodiment of a suction lifter that is actively switched on and off by itself.

Das vom Ufer a zum Ufer b reichende Stauwehr besteht in bekannter Weise aus einzelnen aneinandergereihten Kammern c, die je einen beispielsweise als Zwillingsturbin-e ausgeführten Turbinensatz d enthalten. Die Saugrohre e der Kammern bilden, was aber nicht Ge-enstand der Erfindung, zugleich Idas Fundament des Wehres. Die Laufräder aller, keine Einzelreglung aufweisenden Turbinen sind auf einer gemeinsamen, quer zur Fließrichtung liegenden Welle J befestigt. The weir , which extends from the bank a to the bank b, consists in a known manner of individual chambers c lined up one behind the other, each of which contains a turbine set d designed , for example, as a twin turbine e. The suction pipes of the chambers form, which is not the subject of the invention, at the same time as the foundation of the weir. The impellers of all the turbines, which do not have individual controls, are attached to a common shaft J lying transversely to the direction of flow.

Das eine oder auch, wie dargestellt, beide Enden des Wellenstranges J sind mit Stromerzeugern g# gl verbunden, deren Kammern/i,fil das Wehr an den Uferna und b verankern. jede Turbinenkammerc ist von ihren Nachbarkammern vollkommen getrennt und gegen diese abgedichtet. jede Kammer ist ferner eifindungsg 1, gemäß mit einer ihre selbsttätige Abschal tung nach Maßgabe des Kraftwas serzuflusses ermöglichenden Absperrvorrichtung versehen, so daß sich also die Zahl der jeweils arbeitenden, an sich un-#.e regelten Turbinen selbsttätig dem Kraftwasserzufluß anpaßt.One or, as shown, both ends of the shaft line J are connected to power generators g # gl, whose chambers / i, fil anchor the weir on the banks a and b. each turbine chamber is completely separated from its neighboring chambers and sealed against them. Each chamber is also equipped with a shut-off device that enables its automatic shutdown in accordance with the power water flow, so that the number of turbines that are working and are not regulated automatically adapts to the power water flow.

Die Zu- und Abschaltung der einzelnen, Kammern nach Maßgabe des Absinkens des Oberwasserspiegels erfolgt durch selbsttätige Klappen, deren eine durch Fig.4 veranschaulicht ist. über die Breite feder Kammerc erstreckt sich eine waagerechte, schwenkbare Holzwandl. Die Schwenkachseil liegt unterhalb des Auftriebsmittelpunktes derWand, so daß diese sich waagerecht einstellt, wenn ausreichend Wasser zufließt. Sinkt das Oberwasser unter die Wandi, so wird sie nicht mehr waa . gerecht schwimmen, sondern sich zunächst schräg stellen und schließlich vom Wasserstrom in die gestrichelt gezeichnete lotrechte Lage gedrückt, in welcher sie den ZD ZD Zufluß zu ihrer Kammcrc sperrt und die betreffende Turbined abschaltet, die nun in Luft leer mitläuft. Steigt der Obenvasserspiegel wieder, so legt sich die Klappei wieder waagerecht, und die Turbine wirdwieder voll beaufschlagt.The connection and disconnection of the individual chambers in accordance with the lowering of the upper water level is carried out by automatic flaps, one of which is illustrated by FIG. A horizontal, pivotable wooden wall extends across the width of the chamber. The pivot axis part is below the center of lift of the wall, so that it is horizontal when sufficient water flows in. If the upper water sinks below the Wandi, it is no longer waa . swim fairly, but first stand at an angle and finally pressed by the water flow into the vertical position shown in dashed lines, in which it blocks the ZD ZD inflow to its Kammcrc and switches off the turbine in question, which now runs empty in air. If the above water level rises again, the flap is horizontal again and the turbine is fully pressurized again.

Die Absperrk-lappen! der einzelnen Kammern c sind nun mit Bezug aufeinander so ,an 'geordnet, daß sie sich nacheinander bei verschiedenen Wasserständen umlegen oder aufrichten. Dies geschieht dadurch, daß die Achseni, der verschiedenen Kammern in verschiedenen Höhenlagen angeordnet sind, so daß eine Turbine nach der anderen bci sinkendem Oberwasser ausgeschaltet, bei stei-,gendem wieder eingeschaltet wird.The shut-off flaps! the individual chambers c are now with respect to each other so 'arranged' that they fold one after the other at different water levels or straighten up. This is done by the axes of the various chambers are arranged at different altitudes, so that one turbine after the other When the headwater is falling, it is switched off, when it is rising, it is switched on again.

5 Nach Abb. 5 wird das gleiche Ziel des Zu- und Abschaltens der einzelnen Turbinen in Abhängigkeit vom OberwasserspiegelCurch Saugheber an den Einzelkammern erreicht. Die Saugheberkappek erstreckt sich überdie ganze Flußbreite. Im Innern ist sie durch die Seitenwände der Kammernc unterteilt, welche die Kappe zugleich stützen. Cber die Wehrkrone 1 jeder Kammer c, die für die verschiedenen Kammernc verschieden hochliegt, steigt das Wasser, wenn die Luft aus dem Saugheberraum durch Entlüftungsrohrein abgesaugt wird. 5 According to Fig. 5 , the same goal of switching the individual turbines on and off depending on the upper water level is achieved by suction lifters on the individual chambers. The siphon cap extends across the width of the river. Inside it is divided by the side walls of the chambers, which at the same time support the cap. The water rises over the weir crown 1 of each chamber c, which is at different heights for the various chambers c, when the air is sucked out of the siphon chamber through ventilation pipes.

Läßt man Luft in die Saugheberkappek einer Kammer ein, so wird die, betrefiende Turbine abgeschaltet. Die Be- und Entlüftu#ng der Kappenk läßt sich durch einfache Mittel selbsttätig in Abhängigkeit vom Stande des Oberwasserspiegels bewirken, so daß sich auch hier die Anlage selbsttätig z5 dem Wasserzufluß anpaßt.If air is let into the siphon cap of a chamber, the relevant turbine is switched off. The ventilation of the caps can be effected automatically by simple means depending on the level of the upper water level, so that here too the system automatically adapts to the water flow.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Hydroelectric power plant with a plurality. of impellers arranged on a shaft lying transversely to the direction of flow in chambers lying next to one another, above the underwater level and in their entirety forming the dam, characterized in that the chambers are provided with shut-off devices which, depending on the upper water level, enable individual shut-off according to the power water inflow 'so that the number of working turbines, which are not regulated in themselves, is automatically adapted to the flow of power water.

2. Hydroelectric power plant according to claim i, characterized in that as.

Shut-off flaps are used which consist of flat, rectangular floating bodies, the pivot axes of which are arranged in the direction of flow behind the flaps so that when the upper water level rises, the center of lift on the various flaps at different times moves upwards via the axis of rotation. 3. Hydroelectric power plant according to claim i, characterized in that the chambers are connected to the Obenvasser via suction lifters which, in different times from chamber to chamber, are automatically vented or ventilated depending on the state of the upper water level. .