DE819077C - Mehrstufige Wasserkraftanlage - Google Patents

Description

• Mehrstufige Wasserkraftanlage Bei manchen Wasserkraftanlagen muß das Abwasser in einen Fluß oder ein Becken mit stark schwankendem Wasserspiegel geleitet werden. Um eine Überschreitung der größten zulässigen Saughöhe und die damit verbundene Hohlsogbildung auch bei tiefen Ständen im Unterwasser zu vermeiden, muß man entweder das Absinken des Wasserspiegels im Unterwasserkanal unter eine bestimmte Quote künstlich verhindern oder die Turbinen entsprechend tief anordnen. Im ersten Falle bleibt bei tieferen Unterwasserständen, also gerade in den Zeiten des Wassermangels, ein Teil des Gefälles ungenutzt. Im zweiten Falle wird zwar das Gefälle bei jedem Unterwasserstand restlos ausgenutzt, die tiefe Bauweise des Maschinenhauses erfordert jedoch, vor allem bei '-Maschinen mit liegender Welle, verhältnismäßig hohe Baukosten, bedingt durch größere Aushubarbeiten, Notwendigkeit der Isolierung des Bauwerkes usw. #. Durch Anlegen eines künstlichen unterwasserseitigen Zwischenbeckens und Aufstellen einer nachgeschalteten Turbine, die aus diesem Becken gespeist wird, kann das gesamte Gefälle bei tieferen @\'asserstäriden im Unterwasser zur Gänze ausgenutzt werden.
• Diese Lösung vermeidet zwar eine tiefe Anordnung der Hauptmaschinensätze und somit die größere Aushubarbeit für das Maschinenhaus, sie erfordert aber die Herstellung eines meistens sehr kostspieligen Zwischenbeckens. Ob dabei das Maschinenhaus isoliert werden muß oder nicht, hängt von der Lage des Zwischenbeckens und von der größten zulässigen Saughöhe der Hauptturbinen ab. Bei Zwischenbecken, die unmittelbar am Krafthaus angelegt werden, und bei großen Gefällen, die nur geringe Saughöhen zulassen oder gar negative Saughöhen (Gegen.druckhöhen) verlangen, wird die Isolierung des Maschinenhauses kaum zu vermeiden sein. Es ist somit auch bei dieser Bauart mit verhältnismäßig hohen Baukosten zu rechnen.
• Zur Vermeidung dieser Nachteile wurde bereits vorgeschlagen, das Wasser der Hauptturbine bzw. der Hauptturbinen durch eine geschlossene Leitung einer oder mehreren nachgeschalteten Turbinen zuzuführen.
• Hierbei ist es aber bisher noch nicht gelungen, die Leistung auf die einzelnen Maschinen im gewünschten Verhältnis aufzuteilen. Erfindungsgemäß wird dies nun durch die Anordnung eines Druckreglers erreicht, der seinen Impuls aus der erwähnten geschlossenen Verbindungsleitung erhält.
• Der Steuerdruck des Druckreglers kann in Anpassung an die verschiedenen Lagen des Unterwasserspiegels verändert werden, was durch Anordnung eines Druckunterschiedsreglers erzielbar ist, der seinen Impuls einerseits aus der Verbindungsleitung und andererseits vom Unterwasserspiegel empfängt.
• Die Gefahr von Schwingungen wird sicher ausgeschaltet, wenn die von den Turbinen angetriebenen Wechselstromgeneratoren auf dasselbe Netz arbeiten, da die beiden Turbinen dann abtriebseitig miteinander drehzahlmäßig gekuppelt sind. Außer-, dem wird man die Regelgeschwindigkeiten des Druckreglers der Nachschaltturbine (Nachschaltturbinen) sowie des Geschwindigkeitsreglers der Hauptturbine (Hauptturbinen) aufeinander entsprechend abstimmen.
• In der Zeichnung ist eine beispielsweise Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes dargestellt.
• Das Abwasser der Hauptturbine a wird durch eine geschlossene Leitung c einer nachgeschalteten Turbine d zugeführt; das Saugrohr b der Hauptturbine ist also unmittelbar an das Druckrohr c der Nachschaltturbine angeschlossen. Die Nachschaltturbine muß für die größte Wassermenge der vorgeschalteten Hauptturbine (Hauptturbinen) bemessen sein; ihr Gefälle ist so zu wählen, daß beim tiefsten Wasserstand im Unterwasser die größte zulässige Saughöhe nicht überschritten bzw. der kleinste erforderliche Gegendruck nicht unterschritten wird. Zwecks günstiger restloser Ausnutzung des Gesamtgefälles wird das Gefälle der Nachschaltturbine von einem Druckunterschiedsregler e konstant gehalten. Dieser ist durch eine Leitung g an die Verbindungsleitung c angeschlossen und steht durch eine Leitung h mit dem Unterwasser in Verbindung. Statt gegen den Druck im Unterwasser kann er jedoch auch gegen den Atmosphärendruck arbeiten. Der Druckregler ist durch Gewichte i in beliebigem Ausmaß belastbar.
• Eine Zunahme (Abnahme) der Beaufschlagungsmenge der Hauptturbine infolge Belastungsänderung im Netz verursacht einen Druckanstieg (Druckabnahme) in der Druckleitung der Nachschaltturbine und somit eine Erhöhung (Verminderung) des Gefälles. Die Nachschaltturbine wird von dem Druckunterschiedsregler ebenfalls geöffnet (geschlossen), also ihre Schluckfähigkeit so weit vergrößert (verkleinert), bis der Druck vor der Turbine und somit das Gefälle seinen ursprünglichen Wert wieder erreicht hat.
• Die Hauptturbine wird durch den Geschwindigkeitsregler k üblicher Bauart geregelt.
• Zwecks Vermeidung von Cberdrücken in der Verbindungsleitung muß an dieser entweder ein Sicherheitsventil oder ein Standrohr f von entsprechender Höhe angeschlossen werden, das mit einem Überlauf l versehen sein kann, durch welches das Anfahren der Maschinengruppe erleichtert wird.
• Bei stark veränderlichem Unterwasserspiegel kann es zur Vermeidung eines zu großen Druckanstieges an der Hauptturbine sowie aus regeltechnischen Gründen zweckmäßiger sein, den Begrenzungsdruck im Druckrohr c beliebig einstellbar zu machen. Das kann beispielsweise beim Standrohr durch eine Schütze oder Klappe und beim gewichtsbelasteten Sicherheitsventil durch Verstellen des Gewichtes am Hebel erreicht werden.

Claims (5)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Mehrstufige Wasserkraftanlage, bestehend aus einer oder mehreren für den größeren Teil des Gesamtgefälles ausgelegten Hauptturbinen und einer oder mehreren nachgeschalteten, für den restlichen Teil des Gefälles ausgelegten N achschaltturbinen, dadurch gekennzeichnet, daß zur Aufteilung der Leistung auf die einzelnen Maschinen ein Druckregler vorgesehen ist, der seinen Impuls aus der Verbindungsleitung erhält.
2. 2. Mehrstufige Wasserkraftanlage nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerdruck des Druckreglers in Anpassung an die verschiedenen Lagen des Unterwasserspiegels veränderbar ist.
3. 3. Ausführungsform der mehrstufigen Wasserkraftanlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Nachschaltturbine (Nachschaltturbinen) durch einen Druckunterschiedsregler gesteuert ist (sind), der seinen Impuls einerseits aus der Verbindungsleitung und andererseits vom Unterwasserspiegel erhält.
4. 4. Mehrstufige Wasserkraftanlage nach Anspruch i bzw. 2 oder 3, bei welcher an .das Verbindungsrohr zwischen Hauptturbine (Hauptturbinen) und Nachschaltturbine (Nachschaltturbinen) ein Standrohr angeschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Begrenzungsdruck in der Verbindungsleitung durch Anordnung einer Schütze oder Klappe am Standrohr einstellbar ist,
5. 5. Mehrstufige Wasserkraftanlage nach Anspruch i bzw. 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß in der Verbindungsleitung ein Sicherheitsventil eingebaut ist, welches durch Verstellen seines Gewichtes am Hebel eingestellt werden kann.