DE912320C - Wasserturbinenanlage mit axial durchstroemter Turbine und waagrechter oder angenaehert waagrechter Welle - Google Patents

Description

• Wasserturbinenanlage mit axial durchströmter Turbine und waagrechter oder angenähert waagrechter Welle Dem Hauptpatent wie auch der Zusatzerfindung liegt die Aufgabe zugrunde, an einer Wasserturbinenanlage mit axial durchströmter Turbine, waagrechter oder angenähert waagrechter Welle und etwa axial verlaufendem Saugrohr die Nachteile der bisherigen Ausführungsformen zu vermeiden. Es soll eine liegende Axialturbinenbauart mit günstigerem Wirkungsgrad geschaffen werden, die insbesondere gegenüber den bekannten Rohrturbinenbauarten einen Laufradaußenkranz samt den hierzu erforderlichen Dichtungen und nach Möglichkeit auch die Stützschaufeln vermeidet. Gleichzeitig soll ein einwandfreies betriebssicheres Verstellen der Laufschaufeln erreicht werden, um die Kaplansche Erfindung voll auswerten zu können.
• Das Hauptpatent gab hierzu die Lösung an, die Wasserführung (das Wasserrohr) in Strömungsrichtung unmittelbar hinter der Turbine durch einen Zwischenpfeiler in zwei Zweigrohre zu gabeln. Hierbei ragt die Turbinenwelle bis in einen im Innern des Zwischenpfeilers ausgesparten Schacht, in dem die anzutreibende Arbeitsmaschine oder Abtriebsvorrichtung angeordnet ist. Unter Benutzung des gleichen Lösungsprinzips wie beim Hauptpatent, nämlich Gabelung der etwa geradlinig und horizontal verlaufenden Wasserführung unmittelbar an der Turbine und Anordnung eines Zwischenpfeilers mit Schacht für die Arbeitsmaschine od. dgl., wird nun eine vom Hauptpatent abweichende Lösungsvariante vorgeschlagen. Erfindungsgemäß soll nunmehr das Einlaufrohr an Stelle des Saugrohres wie beim Hauptpatent durch einen Zwischenpfeiler in zwei vorzugsweise zu einer senkrechten Turbinenachsebene symmetrische Einlaufzweigrohre gegabelt sein, wobei die Turbinenwelle ebenfalls bis in einen im Innern des Zwischenpfeilers angeordneten Schacht ragt, in dem die anzutreibende Arbeitsmaschine oder Antriebsvorrichtung angeordnet ist. Auf diese Weise lassen sich praktisch die gleichen Vorteile erreichen wie bei Turbinenanlagen mit gegabeltem Saugrohr.
• Infolge der weitgehenden Übereinstimmung beider Lösungsvarianten sind bei der vorliegenden Zusatzerfindung auch alle im Hauptpatent angegebenen Weiterbildungen sinngemäß anwendbar. So kann das in Strömungsrichtung vordere Turbinenlager ebenfalls vorteilhaft an oder in dem Zwischenpfeiler angeordnet sein, so daß die bisher vor dem Laufrad erforderlichen und den Wirkungsgrad verringernden Stützschaufeln entbehrlich werden. Des weiteren lassen sich das Turbinenspurlager und die Antriebsvorrichtung für die Verstellung der Laufradschaufeln, wie z. B. die an der Turbinenwelle befindliche Ölzuführung, der Servomotor od. dgl., ohne konstruktive Schwierigkeiten im Schacht des Zwischenpfeilers unterbringen und sind dort leicht zugänglich und bequem zu überwachen oder auszuwechseln. Die Laufradschaufelverstellung kann in der bewährten Weise durch die hohl ausgebildete Turbinenwelle hindurch erfolgen.
• Der Zwischenpfeiler wird gleichfalls zweckmäßig im Bereich seiner der Turbine zugewandten, nunmehr in Strömungsrichtung hinteren Kante mit einer Bewehrung aus Stahl od. dgl. versehen. Ferner kann diese Bewehrung analog wie nach dem Hauptpatent zugleich einen zwischen den Einlaufrohren und dem rohrförmigen Turbinengehäuse (Stirnkessel) befindlichen Ring, im folgenden als Einlaufrohrring bezeichnet, tragen, der einerseits einen strömungsgünstigen Übergang zwischen den Einlaufzweigrohren und dem Turbinengehäuse schafft, andererseits im Verein mit der Bewehrung eine feste und gegenüber den Wasserkräften hinreichend widerstandsfähige Kanalauskleidung bildet.
• An der Bewehrung des Zwischenpfeilers kann vorteilhaft ein Sitz für das in Strömungsrichtung vordere Turbinenlager und gegebenenfalls ein Mauerrohr für die Durchführung der Turbinenwelle durch die Wandung des Zwischenpfeilers angeordnet sein. Des weiteren ist es bei günstigem Wasserzufluß möglich, das Turbinenlaufrad fliegend zu lagern, so daß Stützschaufeln überhaupt entbehrlich werden. Desgleichen können in günstigen Fällen die Leitschaufeln im Turbinengehäuse fliegend gelagert sein, wodurch sich eine weitere Vereinfachung des Turbinenaufbaus ergibt. Da die Turbinenbauart nach der Zusatzerfindung gleichfalls sehr niedrig baut, läßt sie sich auch vorteilhaft als überströmte Turbinenanlage ausbilden.
• An Wasserturbinenanlagen mit mehreren nebeneinander angeordneten Turbinen ist nach einem weiteren Erfindungsgedanken eine Kombination besonders vorteilhaft, bei der abwechselnd eine Wasserturbinenanlage nach der vorbeschriebenen Art, also mit gegabeltem Einlaufrohr, und eine solche mit gegabeltem Saugrohr gemäß Patent 9o5 72o unmittelbar nebeneinander vorgesehen sind. Dadurch wird eine wesentlich günstigere Ausnutzung der Grundrißfläche und insbesondere der Breite des Kraftwerks ermöglicht, als dies etwa mit mehreren Turbinen der gleichen Ausführungsform der Fall wäre.
• In der Zeichnung eist die Zusatzerfindung in einem Ausführungsbeispiel naher erläutert. In dem schematischen Grundriß eines Kraftwerks stellt A eine Turb-inenanl,age mlit gegabeltem E.inlaufrohr milt den Einlajufzweigrohren" i und :2 :dar, die durch den Zwischenpfeiler 3 getrennt sind. In diesem Zwischenpfeiler ist der Schacht 2o für -den mit der Turbinenwelle 2 1 direkt gekuppelten Generator 18 angeordnet. Vor der Turbine vereinigen sich die beiden Einlaufzweigrohre, und ,das Wasser durchfließt das Leitrad q., das Laufrad 5 .und Aden Stützsch#aufelstern 6 und strömt durch das Saugrohr 7 ab. Die Einiläuföffnungen der beiden Zweigrohre i und 2 sind mit Rechen 8 und 9 zum Abfangen von Schwemmzeug versehern.
• Die benachbarte Turbinenanlage B ist gemäß dem Hauptpatent .ausgebildet und, besitzt einen urgegabelten Einlauf zo, an den sich die Turbine mit dem Stützschaufels Stern z i, dem Leitrad 12, dem Laufraid 13 und dem Stützschaufelgtern i¢ anschließt. Das Turbinensaugrohr gabelt sich in die beiden Zweige 15 und 16, zwischen denen der Zwischenpfeiler 17 mit .einem Schacht für den Generator 18 vorgesehen. ist. Vor dem Einlaufrohr io ist wiederum ein Rechen ig angeordnet. Die auf die Anlage B folgende Anlage C hat wiederum ein gegabeltes Einlauf rahr wie die Anlage A, so daß bei einer bestimmten Binelite und Länge desi Kraftwerks eine größtmögliche Anzahl von Turbinensätzen untergebracht werden kann. Die Saugrohne7 der Turbinenanlagen A und C ragen hierbei allerdings über das Maschinenhaus in das Urnte.rwasser hinaus.

Claims (7)

1. PATENTANSPRüCHE: i. Waseertu,rbnnenanlage mit axial durchstrÖmter Turbine mit waagrechter oder angenähert waagrechter Wellte und etwa axial verl,aufendern Saugrohr, dadurch gekz,eichnet, .daß das Einlaufrohrdurch einen Zwischenpfeiler (3) in zwei. vorzugsweise zu einer senkrechten Turbinenachsebene symmetrische Ein-LaufzweiigrohTe (i, 2) gegabelt ist und, wobei die Turbinenwelle (2i) bis in: einen .im Innern des Zwischenpfeilers angeordneten Schacht (2o) ragt, indem die aneutreibende Arbeitsmaschine (i8) oder Abtriebsvorrichtung angeordnet ist (Turbinenaggregate A und C oder Abbilldung).
2. 2. Wasserturbinena:nlage nach Anspruch i, .dadurch gekennzeichnet,,daß das in Strömungsrichtung vordere Turbinenlager ,an oder in dem Zwischenpfeiler (3) angeordnet ist.
3. 3. Wasserturbinenanlage nach Anspruch i oder 2, dadurch gekennzeichnet; @daß -das Turbinenspurlager und/oder die Antriebsvorrichtung für die Laufradsdhauf@elverstellumg in dem Schacht (2o) des Zwüschenpfeilers angeordnet sind. q..
4. Wasserturbinenanilage nach einem der Ansprüche i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Zwischenpfeller im Bereich seiner @in Strömungsrichtung hinteren Kante mit einer Bewehrung aus Stahl od. @dgl. versehen ist.
5. 5. Wasserturbinenanltage nach Anspruch q., dadurch gekennzeichnet, @daß die Bewehrung einen den Übergang zwischen den Einlaufzweigrohren (i, 2) und dem Turbinengehäuse bildenden Ring (Einlaufrohrring) trägt.
6. 6. Wasserturbinenanlage nach Anspruch 4. oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß an der Bewehrung ein Sitz für das in Strömungerichtung vordere Turbinentager wnd/oder ein Meuerrohr für die Durchführung dar Turbinenwelle (2i) durch die Wandung des Zwischmpfei;lers (3) angeordnet sind.
7. 7. Wasserturbinenanlage nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Turbinenlaufrad an oder in dem Zwischen#-pfei,ler fliegend gelagert ist. B. Wasserturbinenamtlaige nach einem der Ansprüche i bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitschaufelln (q.) fliegend in dem Turbinengehäuse gelagert sind. g. Wasserturbinenianlage nach einem der Ansprüche i bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß sie als überströmte Turbinenanlage ausgebildet ist. io. Wasserturbinenanlage mit mehreren nebeneinander angeordneten; Turbinen, dadurch gekennzeichnet, daß abwechselnd ,eine Wasserturbinenanlage (A, C) mit gegabeltem Einlaufrohr (Eialaufzweigrohr i, 2) nach eitern der Ansprüche i bis g und eine solche (B) mit gegabeltem Siaugrohr (i5, 16) gemäß Patent 905 720 unmittelbar nebeneinander vorgesehen sind.