DE929360C - Verfahren und Vorrichtung zur Spaltkuehlwasser- und Druckluft-versorgung bei hydraulischen Kreiselmaschinen im Leerlauf - Google Patents

Description

• Verfahren und Vorrichtung zur Spaltkühlwasser- und Druckluftversorgung bei hydraulischen Kreiselmaschinen im Leerlauf Bei \Vasserkraftwerken werden in Zeiten geringer Belastung die Generatoren, die zur Erreichung eines möglichst einfachen Aufbaues meistens mit der Turbine starr verbunden sind, als Phasenschieber verwendet. Zu diesem Zweck werden auf der Ober-@vasserseite die Absperrorgane in der Zuflußleitung zur Turbine geschlossen. Bei einer Lage des Turbinenlaufrades unterhalb des Unterwasserspiegels wird dieser dann durch Druckluft abgesenkt. Diese Absenkung beseitigt den beträchtlichen mechanischen Reibungsverlust, der durch das Waten des Laufrades in dem im Gehäuse noch vorhandenen Wasser hervorgerufen wird. Das Laufrad läuft alsdann leer in Luft mit. Dieser Leerlauf erfordert nun eine Kühlung des verhältnismäßig engen Spaltes zwischen Laufrad und Gehäuse durch Wasser. Weiterhin muß, da durch Undichtigkeiten des Gehäuses und durch Absorption von Luft im Wasser ständig Druckluft verlorengeht, diese ersetzt werden.
• Bei den bisher gebauten Wasserkraftanlagen entnimmt man Spaltkühlwasser einer Druckleitung oder dem normalen Kühlwassersvstem der Anlage, drosselt es durch Blenden auf die erforderliche Menge und einen geeigneten Druck und leitet es dann der Turbine zu. Diese Blenden werden meistens als runde Scheiben mit einer zentrischen Bohrung ausgeführt. Sie neigen infolge der hinter den Blenden auftretenden Kavitation zu störenden Geräuschen. Mehrere hintereinandergeschaltete Blenden, die den Kiihlwasserzufluß in mehreren kleinen Druckstufen drosseln, beheben zwar diesen Nachteil, erfordern aber einen größeren Aufwand an Vorrichtungen.
• Zur Erzeugung der erforderlichen Druckluft für das Leeren und Leerhalten der Turbine verwendet man bei den bisher bekannten Anlagen elektromotorisch angetriebene Kompressoren. Die erzeugte Druckluft strömt durch eine zusätzliche Leitung über schwimmergesteuerte Luftventile an einer geeigneten Stelle der Turbine zu. Diese Aufteilung der Anlage in eine Spa,ltkühlwasserversorgung und eine Druckluftversorgung bedarf natürlich eines großen Raumes im Kraftwerk, großer Montagearbeit und hoher Kosten bei der Anlage.
• Die Erfindung schlägt nun vor, daß allein durch das Spaltkühlwasser die Erzeugung der zum Leeren oder Leerhalten erforderlichen Druckluft erfolgt. Hierdurch wird die Gesamtanlage wesentlich vereinfacht. Durch diese Vereinfachung ist auch bei kleinen Kranwerken, bei denen sich eine große Anlage mit Kompressoren usw. nicht lohnt, die Möglichkeit gegeben, hei geringer Belastung den Generator als Phasenschieber weiterlaufen zu lassen. Weiterhin wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, die erforderliche Druckluft zusammen mit dem Spaltkühlwasser, also durch eine gemeinsame Leitung, den zu kühlenden Spalten der Kreiselmaschine zuzuleiten. Dadurch wird nicht nur die Zahl der erforderlichen Zuleitungsanschlüsse an der Turbine verringert, sondern auch die Zahl der Rohrleitungen innerhalb des Kraftwerkes. Da die mit dem Kühlwasser in den Spalt zugeführte Druckluft ebenfalls zur Kühlung beiträgt, kann durch diese gemeinsame Zuführung die erforderliche Spaltkühlwassermenge herabgesetzt werden. Eine geringere Kühlwassermenge senkt die mechanischen Verluste des laufenden Turbinenläufers.
• Als Beispiel zur Durchführung dieses Verfahrens wird eine Vorrichtung vorgeschlagen, bei der ein oder mehrere Luftinjektoren in der Spaltkühlwasserzuleitung angeordnet werden, die die zum Leeren oder Leerhalten der Turbine erforderliche Druckluft erzeugen. Ein Luftinjektor ermöglicht es auch, die Druckluft einfach und zweckmäßig mit dem Kühlwasser zusammen dem zu kühlenden Spalt zuzuführen.
• Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung kann der Luftinjektor so ausgeführt werden, daß er direkt als Spaltkühlwasserblende dient, wobei durch die in dem Wasser mitgeführte Luft die störenden Geräusche der Blende vermieden werden.
• Weiterhin wird erfindungsgemäß die als Blende dienende Düse dieses Luftinjektors zur Anpassung an die erforderliche Kühlwassermenge auswechselbar ausgeführt.
• Die Erfindung kann mit den angeführten w@erkmalen nicht nur bei Turbinen, sondern auch bei allen anderen hydraulischen Kreiselmaschinen, beispielsweise bei Pumpen von Speicherkraftwerken, die zeitweise in Luft laufen, Anwendung finden. Die zur Durchführung des Verfahrens vorgeschlagene Vorrichtung ist in der Zeichnung in einem Ausführungsbeispiel dargestellt. Fig. r zeigt im Schnitt die linke Hälfte eines Turbinenlaufrades mit den angrenzenden feststehenden Teilen, den Spalten und Zuleitungen und Fig. -- im vergrößerten Maßstab einen Luftinjektor mit Blende und Zuleitungen.
• Auf der Welle i ist das Laufrad ? der Turbine hefestigt, das zur besseren Abdeckung des Spaltes zwischen dem Turbinengehäuse 7 und dem Laufrad a mit zwei ringförmigen Erhöhungen 3 und 4. versehen ist. Diese laufen in Nuten ; und 6 des Gehäuses 7. Durch die Bohrung 8 bzw. 9 erfolgt gleichzeitig die Zuführung des Spaltkühlwassers und der Druckluft. Mit io ist die Leitung des Kühlwassers bezeichnet, die in die beiden Spaltzuleitungen ioa und iob aufgeteilt ist. Vor dem Turbinengehäuse ist in der Spaltkühlwasserzuleitung ioll und iov je ein Luftinjektor i i angeordnet.
• Die Fig. z zeigt in vergrößertem Maßstab einen Luftinjektor i i mit Spaltkühlwasserzuleitung io°, Luftsaugstutzen 1a und auswechselbarer Blende 13. Mit 1d. ist ein hücläschlagventil in dem Luftsaugstutzen bezeichnet, das bei Antrieb der Turbine durch Druckwasser einen Austritt von Spaltwasser verhindert.
• Wird bei Phasenschieberbetrieb am Oberwasserspiegel das Absperrorgan geschlossen und die Spaltkühlwasserleitung geöffnet, so wird beim Durchströmen des Kühlwassers durch die Luftinjektoren i i Luft durch den Saugstutzen 1a angesaugt und als Druckluft zusammen mit dem Spaltkühlwasser durch die Bohrungen 8 und 9 der Turbine zugefflirt. Der Wasserspiegel wird durch die Druckluft abgesenkt und durch Verwendung einer geeigneten Blende so gehalten, daß das Laufrad in Luft läuft und daß eiii genügender Spaltkühlwasserzulauf vorhanden ist.

Claims (1)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zur- Versorgung von Hydraulischen Kreiselmaschinen (t@`asserturbinen od. dgl.) im Leerlauf mit Spaltkühlwasser und Druckluft, dadurch gekennzeichnet, daß allein durch das Spaltkühlwasser die Erzeugung der für das Leeren und/oder Leerhalten der Kreiselmaschine erforderlichen Druckluft erfolgt. a. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckluft zusammen mit dem SpaltlKühlwasser der Kreiselmaschine zugeleitet wird. 3. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch i und :2, gekennzeichnet durch die Anordnung eines oder mehrerer Luftinjektoren in der Spaltkühlwasserleitung. ¢. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Düse des Luftinjektors als Spaltkühlwasserblende ausgebildet ist. 5. Vorrichtung nach Anspruch d., dadurch gekennzeichnet, daß die Düse auswechselbar ist.