WO2023143795A1 - Pump for a hydroelectric power station - Google Patents

Pump for a hydroelectric power station Download PDF

Info

Publication number
WO2023143795A1
WO2023143795A1 PCT/EP2022/084941 EP2022084941W WO2023143795A1 WO 2023143795 A1 WO2023143795 A1 WO 2023143795A1 EP 2022084941 W EP2022084941 W EP 2022084941W WO 2023143795 A1 WO2023143795 A1 WO 2023143795A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
connecting line
pressure
pump
suction pipe
water
Prior art date
Application number
PCT/EP2022/084941
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Roland Meyer
Jörg Necker
Martin Giese
Original Assignee
Voith Patent Gmbh
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Voith Patent Gmbh filed Critical Voith Patent Gmbh
Publication of WO2023143795A1 publication Critical patent/WO2023143795A1/en

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03B—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS
    • F03B15/00—Controlling
    • F03B15/005—Starting, also of pump-turbines
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03B—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS
    • F03B11/00—Parts or details not provided for in, or of interest apart from, the preceding groups, e.g. wear-protection couplings, between turbine and generator
    • F03B11/002—Injecting air or other fluid
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03B—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS
    • F03B3/00—Machines or engines of reaction type; Parts or details peculiar thereto
    • F03B3/02—Machines or engines of reaction type; Parts or details peculiar thereto with radial flow at high-pressure side and axial flow at low-pressure side of rotors, e.g. Francis turbines
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03B—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS
    • F03B3/00—Machines or engines of reaction type; Parts or details peculiar thereto
    • F03B3/16—Stators
    • F03B3/18—Stator blades; Guide conduits or vanes, e.g. adjustable
    • F03B3/186—Spiral or volute casings
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05B—INDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2240/00—Components
    • F05B2240/10—Stators
    • F05B2240/13—Stators to collect or cause flow towards or away from turbines
    • F05B2240/132—Stators to collect or cause flow towards or away from turbines creating a vortex or tornado effect
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05B—INDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2260/00—Function
    • F05B2260/96—Preventing, counteracting or reducing vibration or noise

Abstract

The invention relates to a pump comprising a high-pressure-side water path, a low-pressure-side water path and an impeller (1), wherein the high-pressure-side water path comprises a spiral housing (2) and a pressure pipe (4) and wherein the low-pressure-side water path comprises a suction pipe (3), and wherein the pump comprises a closure member (8) which is arranged in the high-pressure-side water path, and a connection line (5) which connects the high-pressure-side water path to the low-pressure-side water path and is designed such that water from the pressure pipe can enter the suction pipe via the connection line without the water passing the impeller in the process, and wherein the connection line branches off from the high-pressure-side water path downstream of the closure member in the pump flow direction, and wherein the pump comprises a valve (6) which is arranged in the connection line, and wherein the pump comprises a swirl inducer (7) which is arranged in the connection line and is designed such that water passing the swirl inducer in the connection line is provided with a swirl when passing said swirl inducer.

Description

Pumpe für ein Wasserkraftwerk Pump for a hydroelectric power station
Die Erfindung betrifft eine Pumpe für ein Wasserkraftwerk. Bei der Pumpe kann es sich auch um eine Pumpturbine handeln. The invention relates to a pump for a hydroelectric power station. The pump can also be a pump turbine.
Eine solche Pumpe umfasst ein Laufrad, ein Spiralgehäuse sowie ein Saugrohr. Such a pump includes an impeller, a volute casing and a suction pipe.
Die DE 10 2010 050 001 A1 offenbart eine solche Pumpe bzw. Pumpturbine. Diese umfasst einen Gegendrallerzeuger, welcher während des Anfahrens in Pumprichtung aktivierbar ist. Der Gegendrallerzeuger umfasst dabei eine Mehrzahl von Leitelementen bzw. von Drallerzeugungsdüsen. Dieselben sind am Auslassabschnitt des Saugrohres und um die Drehachse des Laufrades herum angeordnet. DE 10 2010 050 001 A1 discloses such a pump or pump turbine. This includes a counter-swirl generator, which can be activated during start-up in the pumping direction. The counter-swirl generator comprises a plurality of guide elements or swirl-generating nozzles. They are located at the outlet portion of the draft tube and around the axis of rotation of the impeller.
Ferner sind aus dem Stand der Technik Pumpen mit Verbindungsleitungen zwischen dem Spiralgehäuse und dem Saugrohr bekannt. So offenbart beispielsweise die JPS5 181974 A eine solche Verbindungsleitung. Die in der genannten Schrift offenbarte Verbindungsleitung dient dabei der Entwässerung des Spiralgehäuses. Furthermore, pumps with connecting lines between the spiral housing and the suction pipe are known from the prior art. For example, JPS5 181974 A discloses such a connection line. The connecting line disclosed in the cited document serves to drain the spiral housing.
Die Aufgabe der Erfindung ist es, eine Anordnung anzugeben, welche in der Lage ist, einen Gegendrall zu erzeugen und einfacher ausgebildet ist als die aus dem Stand der Technik bekannte Anordnung. The object of the invention is to specify an arrangement which is able to generate a counter-twist and which is of simpler design than the arrangement known from the prior art.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Ausführung entsprechend dem unabhängigen Anspruch gelöst. Weitere vorteilhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung finden sich in den Unteransprüchen. The object is achieved according to the invention by an embodiment corresponding to the independent claim. Further advantageous embodiments of the present invention can be found in the dependent claims.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Figuren erläutert. Die Figuren zeigen im Einzelnen: The invention is explained below with reference to figures. The figures show in detail:
Fig.1 Erfindungsgemäße Pumpe 1 Pump according to the invention
Fig.2 Drallgeber in einer ersten Ausführungsform 2 twister in a first embodiment
Fig.3 Drallgeber in einer zweiten Ausführungsform Figur 1 zeigt eine erfindungsgemäße Pumpe in stark vereinfachter Darstellung. Die Pumpe umfasst einen hochdruckseitigen Wasserweg, einen niederdruckseitigen Wasserweg und ein Laufrad, welches mit 1 bezeichnet ist. Der hochdruckseitige Wasserweg umfasst ein Spiralgehäuse, welches mit 2 bezeichnet ist, und eine Druckrohrleitung, welche mit 4 bezeichnet ist. Dabei schließt sich die Druckrohrleitung 4 an das Spiralgehäuse 2 an. Der niederdruckseitige Wasserweg umfasst ein Saugrohr, welches mit 3 bezeichnet ist. Die Drehachse des Laufrades 1 ist in Figur 1 durch die vertikale gestrichelte Linie angedeutet. In der Darstellung von Figur 1 ist das Laufrad ein Francis-Laufrad. Das Laufrad kann aber genauso gut anders ausgebildet sein, beispielsweise als Kaplan-Laufrad oder als Propeller-Laufrad. 3 twister in a second embodiment FIG. 1 shows a pump according to the invention in a greatly simplified representation. The pump comprises a high-pressure side waterway, a low-pressure side waterway and an impeller, denoted by 1 . The high-pressure side waterway comprises a volute, which is indicated at 2, and a penstock, which is indicated at 4. In this case, the pressure pipeline 4 connects to the volute casing 2 . The low-pressure side waterway includes a suction pipe, which is denoted by 3 . The axis of rotation of the impeller 1 is indicated in FIG. 1 by the vertical dashed line. In the representation of Figure 1, the impeller is a Francis impeller. However, the impeller can just as well be designed differently, for example as a Kaplan impeller or as a propeller impeller.
Die Pumpe umfasst ein Verschlussorgan, welches mit 8 bezeichnet ist und den Wasserfluss durch die Pumpe unterbinden kann. Dabei ist das Verschlussorgan 8 im hochdruckseitigen Wasserweg angeordnet. In der Darstellung von Figur 1 ist das Verschlussorgan ein Leitapparat mit schließbaren Leitschaufeln. Es könnte sich jedoch genauso gut um einen Kugelschieber oder ein anders geartetes Ventil in der Druckrohrleitung 4 handeln. Ein derart ausgebildetes Verschlussorgan 8 wird in der englischen Sprache als „main inlet valve“ bezeichnet. Das Verschlussorgan 8 wird vor dem Anfahren der Pumpe geschlossen und erst dann geöffnet, wenn die Pumpe auf die Arbeitsdrehzahl hochgefahren ist. Erfindungsgemäße Pumpen können auch mehr als ein Verschlussorgan 8 umfassen, z.B. einen Kugelschieber und einen Leitapparat. In diesem Fall wird gewöhnlich der Leitapparat beim Anfahren der Pumpe geschlossen. Wenn die Pumpe eine Pumpturbine ist, dann umfasst sie in der Regel einen Leitapparat mit beweglichen Leitschaufeln. The pump includes a closure member, indicated at 8, capable of shutting off the flow of water through the pump. The closure member 8 is arranged in the high-pressure waterway. In the representation of FIG. 1, the closure element is a diffuser with closable guide vanes. However, it could just as well be a ball valve or some other type of valve in the pressure pipeline 4 . A closure element 8 designed in this way is referred to in the English language as a “main inlet valve”. The closure member 8 is closed before the pump is started and only opened when the pump has run up to the working speed. Pumps according to the invention can also comprise more than one obturator 8, e.g. In this case, the diffuser is usually closed when the pump is started. When the pump is a pump-turbine, it typically includes a nozzle with moveable vanes.
Die Pumpe umfasst ferner eine Verbindungsleitung, welche mit 5 bezeichnet ist und den hochdruckseitigen Wasserweg mit dem niederdruckseitigen Wasserweg verbindet. Dabei handelt es sich um eine Umgehungsleitung, da durch dieselbe Wasser von der Druckrohrleitung 4 ins Saugrohr 3 gelangen kann, ohne dass das Wasser dabei das Laufrad 1 passiert. Die Verbindungsleitung 5 kann dazu von der Druckrohrleitung 4, wie in Figur 1 dargestellt, oder vom Spiralgehäuse 2 abzweigen, wobei die Verbindungsleitung 5 in jedem Fall in Pumpenflussrichtung hinter dem Verschlussorgan 8 abzweigt. Wenn die Pumpe mehr als ein Verschlussorgan 8 umfasst, dann zweigt die Verbindungsleitung 5 in Pumpenflussrichtung hinter demjenigen Verschlussorgan 8 ab, welches vor dem Anfahren der Pumpe geschlossen wird. The pump further comprises a connection line, which is denoted by 5 and connects the high-pressure-side waterway with the low-pressure-side waterway. This is a bypass line, since water can pass through it from the pressure pipe 4 into the suction pipe 3 without the water passing through the impeller 1 . To this end, the connecting line 5 can branch off from the pressure pipeline 4, as shown in FIG. 1, or from the volute casing 2, the Connecting line 5 in any case branches off behind the closure element 8 in the pump flow direction. If the pump comprises more than one closure element 8, then the connecting line 5 branches off in the pump flow direction behind that closure element 8 which is closed before the pump is started up.
In der Verbindungsleitung 5 ist ein Ventil angeordnet, welches mit 6 bezeichnet ist und welches den Wasserfluss durch die Verbindungsleitung 5 regeln kann. In the connecting line 5 there is a valve which is denoted by 6 and which can regulate the flow of water through the connecting line 5 .
In der Verbindungsleitung 5 ist ein Drallgeber angeordnet, welcher mit 7 bezeichnet ist. Der Drallgeber 7 ist so ausgebildet, dass Wasser, das in der Verbindungsleitung 5 den Drallgeber 7 passiert, bei der Passage desselben mit einem Drall versehen wird. Dabei bedeutet Drall, dass das Wasser, welches sich in der Verbindungsleitung in Richtung der Verbindungsleitung fortbewegt, zusätzlich zu dieser Bewegung eine Rotation um die Mittellinie der Verbindungsleitung ausführt. Mit anderen Worten folgt ein beliebiges Teilvolumen von Wasser abseits der Mittellinie der Verbindungsleitung nach dem Drallgeber einer schraubenlinienförmigen Trajektorie. In the connecting line 5 a twister is arranged, which is denoted by 7 . The twister 7 is designed in such a way that water that passes through the twister 7 in the connecting line 5 is provided with a twist as it passes through it. Swirl means that the water, which moves in the connecting line in the direction of the connecting line, rotates around the center line of the connecting line in addition to this movement. In other words, any sub-volume of water off the center line of the connecting pipe after the swirler follows a helical trajectory.
Wenn der Drall behaftete Wasserstrahl aus der Verbindungsleitung 5 in das Saugrohr 3 eintritt, bildet sich durch den Drall des Wasserstrahls in demselben eine rotierende Strömung aus. D.h. der Drall des ins Saugrohr eintretenden Wasserstrahls versetzt das sich im Saugrohr befindliche Wasser in eine rotierende Bewegung. Auf diese Weise kann im Wasser an der Eintrittsseite des Laufrades ein Gegendrall erzeugt werden, welcher das Anfahren der Pumpe erleichtert und Vibrationen beim Anfahren vermindert. When the twisted water jet from the connecting line 5 enters the suction pipe 3, the twist of the water jet causes a rotating flow to form in the suction pipe. I.e. the swirl of the water jet entering the suction pipe causes the water in the suction pipe to rotate. In this way, a counter-rotation can be generated in the water on the inlet side of the impeller, which makes it easier to start the pump and reduces vibrations when starting.
Um die genannten günstigen Bedingungen zuverlässig zu erzeugen, ist es von Vorteil, wenn die Verbindungsleitung 5 in der Region in das Saugrohr 3 mündet, in der die Drehachse des Laufrades die Wand des Saugrohrs 3 schneidet. Außerdem ist es von Vorteil, wenn die Verbindungsleitung 5 so in das Saugrohr 3 mündet, dass die Verbindungsleitung 5 an der Mündungsstelle so ausgerichtet ist, dass sie in Richtung des Laufrades 1 weist. Auf diese Weise kann sich im Saugrohr 3 ein rotierender Wasserkegel bilden, welcher in Figur 1 durch die geneigten gestrichelten Linien angedeutet ist. Mit anderen Worten ist es vorteilhaft, wenn die Verbindungsleitung 5 so in das Saugrohr 3 mündet, dass sich im Saugrohr 3 ein rotierender Wasserkegel ausbilden kann, welcher sich im Saugrohr 3 zwischen der Mündung der Verbindungsleitung 5 und dem Laufrad 1 erstreckt, wenn Wasser durch die Verbindungsleitung 5 ins Saugrohr 3 fließt. In order to reliably generate the favorable conditions mentioned, it is advantageous if the connecting line 5 opens into the suction pipe 3 in the region in which the axis of rotation of the impeller intersects the wall of the suction pipe 3 . In addition, it is advantageous if the connecting line 5 opens into the suction pipe 3 in such a way that the connecting line 5 is aligned at the point of opening in such a way that it points in the direction of the impeller 1 . In this way, a rotating in the intake manifold 3 form water cone, which is indicated in Figure 1 by the inclined dashed lines. In other words, it is advantageous if the connecting line 5 opens into the suction pipe 3 in such a way that a rotating water cone can form in the suction pipe 3, which extends in the suction pipe 3 between the opening of the connecting line 5 and the impeller 1 when water flows through the Connecting line 5 flows into the intake manifold 3.
In Figur 1 ist eine besonders vorteilhafte Anordnung dargestellt, da sich die Mündung der Verbindungsleitung 5 exakt an der Stelle befindet, an der die Drehachse des Laufrades 1 die Wand des Saugrohrs 3 schneidet. Außerdem ist die Verbindungsleitung 5 an der Mündung exakt koaxial zur Drehachse ausgerichtet. Geringe Abweichungen von dieser Anordnung führen nur zu einer vernachlässigbaren Beeinträchtigung der beschriebenen günstigen Wirkung. A particularly advantageous arrangement is shown in FIG. In addition, the connecting line 5 is aligned exactly coaxially to the axis of rotation at the mouth. Slight deviations from this arrangement result in only a negligible impairment of the favorable effect described.
Eine fast gleichwertige Anordnung erhält man, wenn die Mündung der Verbindungsleitung 5 zwar signifikant von der Stelle abweicht, an der die Drehachse des Laufrades 1 die Wand des Saugrohrs 3 schneidet, aber die Verbindungsleitung 5 dort so ausgerichtet ist, dass dieselbe auf das Zentrum des Laufrades 1 weist. Auch geringe Abweichungen von dieser Anordnung sind tolerierbar. Es kann sogar von Vorteil sein, wenn die Verbindungsleitung 5 an der Mündung nicht exakt auf das Zentrum des Laufrades 1 ausgerichtet ist, um der Asymmetrie Rechnung zu tragen, welche durch die Form des Saugrohrs 3 gegeben ist. Der Fachmann kann, instruiert durch die technische Lehre der vorliegenden Erfindung, eine solche vorteilhafte Abweichung von der beschriebenen Anordnung mit Hilfe einer Strömungssimulation auffinden, ohne dabei erfinderisch tätig zu werden. An almost equivalent arrangement is obtained if the mouth of the connecting line 5 deviates significantly from the point at which the axis of rotation of the impeller 1 intersects the wall of the suction pipe 3, but the connecting line 5 is aligned there in such a way that it points to the center of the impeller 1 points. Even small deviations from this arrangement are tolerable. It can even be advantageous if the connecting line 5 at the mouth is not aligned exactly with the center of the impeller 1 in order to take into account the asymmetry that is given by the shape of the suction pipe 3 . The person skilled in the art, instructed by the technical teaching of the present invention, can find such an advantageous deviation from the described arrangement with the aid of a flow simulation without being inventive.
Da sich der Drall im Wasserfluss durch die Verbindungsleitung 5 nach dem Drallgeber 7 durch Reibungseffekte zunehmend mit dem Abstand zu demselben vermindert, ist es von Vorteil, wenn der Drallgeber möglichst nahe an der Mündung der Verbindungsleitung 5 ins Saugrohr 3 angeordnet ist. Da sich der Drallgeber 7 jedoch in jedem Fall außerhalb des Saugrohrs 3 befindet, wird im Normalbetrieb der Pumpe der Wasserfluss durch das Saugrohr 3 durch den Drallgeber 7 nicht gestört. Ferner kann es von Vorteil sein, wenn die Verbindungsleitung 5 an der Mündung als Düse ausgebildet ist, d.h. wenn sich der Querschnitt der Verbindungsleitung 5 vor der Mündung verengt. Dadurch vergrößert sich die Geschwindigkeit, mit der das Drall behaftete Wasser aus der Verbindungsleitung 5 ins Saugrohr 3 ausströmt. Dadurch kann die effektive Reichweite des resultierenden rotierenden Wasserkegels im Saugrohr vergrößert werden. Since the twist in the water flow through the connecting line 5 after the twister 7 is increasingly reduced by friction effects with the distance to the same, it is advantageous if the twister is arranged as close as possible to the mouth of the connecting line 5 in the suction pipe 3. However, since the twister 7 is in any case outside of the suction pipe 3, the flow of water through the suction pipe 3 is not disturbed by the twister 7 during normal operation of the pump. Furthermore, it can be advantageous if the connecting line 5 is designed as a nozzle at the mouth, ie if the cross section of the connecting line 5 narrows in front of the mouth. This increases the speed at which the swirling water flows out of the connecting line 5 into the intake manifold 3 . This can increase the effective range of the resulting rotating water cone in the draft tube.
Figur 2 zeigt eine mögliche Ausführungsform eines Drallgebers 7 mit einer fixen Anordnung der Drall gebenden Elemente. Dabei zeigt die Figur eine Ansicht entlang der Achse der Verbindungsleitung 5, wobei die Schraffierung lediglich die Darstellung verdeutlichen soll. D.h. es handelt sich bei den schraffierten Bereichen nicht um Schnittflächen. Der in der Verbindungsleitung 5 angeordnete Drallgeber 7 umfasst vier Drall gebende Elemente, von den eines mit 7.1 bezeichnet ist. Die Drall gebenden Elemente 7.1 umfassen eine Außenseite, mit welcher dieselben an der Wand der Verbindungsleitung 5 befestigt sind. Zur weiteren Stabilisierung können die Drall gebenden Elemente innen aneinander oder an einer Nabe befestigt sein. In Figur 2 sind die Drall gebenden Elemente 7.1 an einer kleinen Nabe befestigt, welche mit 7.2 bezeichnet ist. Damit die Drall gebenden Elemente 7.1 ihren Zweck erfüllen können müssen dieselben vor allem außen eine entsprechende Neigung aufweisen. Zusätzlich können dieselben auch eine Krümmung aufweisen. Die Anzahl der Drall gebenden Elemente 7.1 ist dabei beliebig. Im Prinzip genügt ein schraubenartig gebogenes Blech, welches außen an der Innenwand der Verbindungsleitung befestigt ist (d.h. ähnlich einer Archimedischen Schraube). In den Ausführungsformen mit unbeweglichen Drall gebenden Elementen 7.1 kann die Reichweite des erzeugten rotierenden Wasserkonus im Saugrohr 3 durch die Wassermenge eingestellt werden, welche durch das Verbindungsrohr 5 fließt, d.h. mit Hilfe des Ventils 6. FIG. 2 shows a possible embodiment of a twister 7 with a fixed arrangement of the twisting elements. The figure shows a view along the axis of the connecting line 5, with the shading only intended to clarify the representation. This means that the hatched areas are not cut surfaces. The twister 7 arranged in the connecting line 5 comprises four twisting elements, one of which is denoted by 7.1. The twisting elements 7.1 include an outside with which they are fastened to the wall of the connecting line 5. For further stabilization, the twist-imparting elements can be fastened to one another or to a hub on the inside. In FIG. 2, the twisting elements 7.1 are fastened to a small hub, which is denoted by 7.2. So that the twist-giving elements 7.1 can fulfill their purpose, they must have a corresponding inclination, above all on the outside. In addition, they can also have a curvature. The number of twisting elements 7.1 is arbitrary. In principle, a metal sheet bent like a screw and attached to the inner wall of the connecting line (i.e. similar to an Archimedean screw) is sufficient. In the embodiments with immovable twisting elements 7.1, the range of the generated rotating water cone in the suction pipe 3 can be adjusted by the amount of water flowing through the connecting pipe 5, i.e. with the help of the valve 6.
Figur 3 zeigt eine Ausführungsform eines Drallgebers 7 mit beweglichen Drall gebenden Elementen 7.1. Die Drall gebenden Elementen 7.1 umfassen Achsen, welche drehbar gelagert durch die Wand der Verbindungsleitung 5 geführt sind. In den Ausführungsformen mit beweglichen Elementen 7.1 sollte die Anzahl derselben wenigstens zwei betragen. Der dem die Verbindungsleitung 5 durchströmenden Wasser aufgeprägte Drall kann durch eine Drehung der Elemente 7.1 um die Achsen derselben eingestellt werden. FIG. 3 shows an embodiment of a twister 7 with movable twisting elements 7.1. The twisting elements 7.1 comprise axes which are guided through the wall of the connecting line 5 in a rotatably mounted manner. In the embodiments with movable elements 7.1, the number of the same should be at least two. The twist imparted to the water flowing through the connecting line 5 can be adjusted by rotating the elements 7.1 about their axes.
Bezugszeichenliste Reference List
1 Laufrad 1 impeller
2 Spiralgehäuse 3 Saugrohr 2 Volute casing 3 Suction tube
4 Druckrohrleitung 4 penstock
5 Verbindungsleitung 5 connection line
6 Ventil 6 valve
7 Drallgeber 7.1 Drall gebendes Element 7 Swirl 7.1 Swirl element
7.2 Nabe 7.2 Hub
8 Verschlussorgan 8 closure organ

Claims

Patentansprüche Pumpe umfassend einen hochdruckseitigen Wasserweg, einen niederdruckseitigen Wasserweg und ein Laufrad (1 ), wobei der hochdruckseitige Wasserweg ein Spiralgehäuse (2) und eine Druckrohrleitung (4) umfasst, und wobei sich die Druckrohrleitung (4) an das Spiralgehäuse Claims A pump comprising a high-pressure side waterway, a low-pressure side waterway and an impeller (1), the high-pressure side waterway comprising a volute (2) and a penstock (4), and wherein the penstock (4) is attached to the volute
(2) anschließt, und wobei der niederdruckseitige Wasserweg ein Saugrohr (3) umfasst, und wobei die Pumpe ein Verschlussorgan (8), welches den Wasserfluss durch die Pumpe unterbinden kann und welches im hochdruckseitigen Wasserweg angeordnet ist, und eine Verbindungsleitung (5) umfasst, welche den hochdruckseitigen Wasserweg mit dem niederdruckseitigen Wasserweg verbindet und so ausgebildet ist, dass durch die Verbindungsleitung (5) Wasser von der Druckrohrleitung (4) in das Saugrohr (3) gelangen kann, ohne dass das Wasser dabei das Laufrad (1 ) passiert, und wobei die Verbindungsleitung (5) in Pumpenflussrichtung hinter dem Verschlussorgan (8) vom hochdruckseitigen Wasserweg abzweigt, und wobei die Pumpe ein Ventil (6) umfasst, welches in der Verbindungsleitung (5) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Pumpe einen Drallgeber (7) umfasst, welcher in der Verbindungsleitung (5) angeordnet und so ausgebildet ist, dass Wasser, das in der Verbindungsleitung (5) den Drallgeber (7) passiert, bei der Passage desselben mit einem Drall versehen werden kann. Pumpe nach Anspruch 1 , wobei die Verbindungsleitung (5) so in das Saugrohr (3) mündet, dass sich im Saugrohr ein rotierender Wasserkegel ausbilden kann, welcher sich im Saugrohr (3) zwischen einer Mündung der Verbindungsleitung (5) und dem Laufrad (1 ) erstreckt, wenn Wasser durch die Verbindungsleitung (5) ins Saugrohr (3) fließt Pumpe nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Verbindungsleitung (5) an einer Mündung ins Saugrohr (2), and wherein the low-pressure-side waterway comprises a suction pipe (3), and wherein the pump comprises a closure member (8) which can stop the flow of water through the pump and which is arranged in the high-pressure-side waterway, and a connecting line (5). , which connects the high-pressure-side waterway with the low-pressure-side waterway and is designed in such a way that water can get from the pressure pipe (4) into the suction pipe (3) through the connecting line (5) without the water passing through the impeller (1), and wherein the connecting line (5) branches off from the high-pressure-side water path downstream of the closure member (8) in the direction of pump flow, and wherein the pump comprises a valve (6) which is arranged in the connecting line (5), characterized in that the pump has a swirl generator ( 7) which is arranged in the connecting line (5) and designed in such a way that water which passes the twister (7) in the connecting line (5) can be provided with a twist as it passes through it. Pump according to claim 1, wherein the connecting line (5) opens into the suction pipe (3) in such a way that a rotating water cone can form in the suction pipe, which cone can form in the suction pipe (3) between a mouth of the connecting line (5) and the impeller (1 ) extends when water flows through the connecting line (5) into the suction pipe (3) Pump according to claim 1 or 2, wherein the connecting line (5) at a mouth in the suction pipe
(3) als Düse ausgebildet ist (3) is designed as a nozzle
4. Pumpe nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Verbindungsleitung (5) von der Druckrohrleitung (4) abzweigt. 4. Pump according to one of the preceding claims, wherein the connecting line (5) branches off from the pressure pipeline (4).
5. Pumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Verbindungsleitung (5) vom Spiralgehäuse (2) abzweigt. 5. Pump according to one of claims 1 to 3, wherein the connecting line (5) branches off from the spiral housing (2).
6. Pumpe nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die6. Pump according to one of the preceding claims, wherein the
Verbindungsleitung (5) eine Wand umfasst, und wobei der Drallgeber (7) wenigstens ein Drall gebendes Element (7.1 ) umfasst, und wobei jedes Drall gebende Element (7.1 ) eine Außenseite umfasst, mit welcher dasselbe an der Wand der Verbindungsleitung (5) befestigt ist. Connecting line (5) comprises a wall, and wherein the twister (7) comprises at least one twisting element (7.1), and wherein each twisting element (7.1) comprises an outer side with which the same is attached to the wall of the connecting line (5). is.
7. Pumpe nach Anspruch 6, wobei die Drall gebenden Elemente (7.1 ) innen aneinander oder an einer Nabe (7.2) befestigt sind. 7. Pump according to claim 6, wherein the elements imparting twist (7.1) are fastened to one another or to a hub (7.2) on the inside.
8. Pumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Verbindungsleitung (5) eine Wand umfasst, und wobei der Drallgeber (7) wenigstens zwei Drall gebende Elemente (7.1 ) umfasst, und wobei die Drall gebenden Elemente (7.1) Achsen umfassen, welche drehbar gelagert durch die Wand der Verbindungsleitung (5) geführt sind 8. Pump according to one of claims 1 to 5, wherein the connecting line (5) comprises a wall, and wherein the twister (7) comprises at least two twisting elements (7.1), and wherein the twisting elements (7.1) comprise axes, which are rotatably guided through the wall of the connecting line (5).
PCT/EP2022/084941 2022-01-25 2022-12-08 Pump for a hydroelectric power station WO2023143795A1 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102022101640.4A DE102022101640B3 (en) 2022-01-25 2022-01-25 Pump for a hydroelectric power station
DE102022101640.4 2022-01-25

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2023143795A1 true WO2023143795A1 (en) 2023-08-03

Family

ID=84462763

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2022/084941 WO2023143795A1 (en) 2022-01-25 2022-12-08 Pump for a hydroelectric power station

Country Status (2)

Country Link
DE (1) DE102022101640B3 (en)
WO (1) WO2023143795A1 (en)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3185440A (en) * 1963-01-18 1965-05-25 Escher Wyss Ag Limiting the speed of the starting turbine of a pump-turbine or accumulator pump
JPS6388278A (en) * 1986-10-02 1988-04-19 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Water column separation suppressing method
US20100260622A1 (en) * 2007-11-14 2010-10-14 Alstom Hydro France Energy conversion hydraulic plant and method for controlling such plant
AT508900A4 (en) * 2010-01-19 2011-05-15 Univ Wien Tech DEVICE AND METHOD FOR REMOVING WOVEN PARTS
DE102010050001A1 (en) 2010-11-02 2012-05-03 Voith Patent Gmbh Pump in Francis design for a hydroelectric power station

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS57181974A (en) 1981-04-30 1982-11-09 Toshiba Corp Idle running device of water turbine or pump-turbine

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3185440A (en) * 1963-01-18 1965-05-25 Escher Wyss Ag Limiting the speed of the starting turbine of a pump-turbine or accumulator pump
JPS6388278A (en) * 1986-10-02 1988-04-19 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Water column separation suppressing method
US20100260622A1 (en) * 2007-11-14 2010-10-14 Alstom Hydro France Energy conversion hydraulic plant and method for controlling such plant
AT508900A4 (en) * 2010-01-19 2011-05-15 Univ Wien Tech DEVICE AND METHOD FOR REMOVING WOVEN PARTS
DE102010050001A1 (en) 2010-11-02 2012-05-03 Voith Patent Gmbh Pump in Francis design for a hydroelectric power station

Also Published As

Publication number Publication date
DE102022101640B3 (en) 2023-01-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE69915283T2 (en) CIRCULAR WHEEL FOR TURBOMA MACHINES
DE112007001683T5 (en) Nuclear reflex nozzle for a turbofan engine
DE2246264B2 (en) Device to prevent the backflow of centrifugal pumps connected in parallel in a circuit
DE3706772C2 (en)
DE1628390A1 (en) Supersonic axial compressor with conical outlet
EP3791059B1 (en) Reversible pump turbine and guide wheel for the reversible pump turbine
DE2113514C3 (en) Supersonic axial compressor with a cylindrical or conical diverging body that extends the inlet opening at the rear
EP1570175B1 (en) Method and device for reducing pressure fluctuations in an induction pipe of a water turbine or water pump or water-pump turbine
DE102022101640B3 (en) Pump for a hydroelectric power station
EP3568597B1 (en) Return stage and radial turbo fluid energy machine
EP1583910B1 (en) Non-chokable pump
WO2012059174A2 (en) Francis-type pump for a hydroelectric power plant
EP2574771B1 (en) Compression turbine
WO2013034224A2 (en) Francis turbine or francis pump or francis pump turbine
DE102009018924A1 (en) Bidirectional flowable turbine
EP3425117B1 (en) Device for producing a dotation flow for a fish ladder
EP3643396A1 (en) Continuously operating and fluid-respiring fluid mixing machine and method for operating same
DE4302473A1 (en) Water turbine with an impeller and a guide vane (stator)
AT395897B (en) DEVICE FOR CONTROLLING A LOW-PRESSURE TURBINE
EP3312412B1 (en) Inlet blades
DE295945C (en)
DE102004053087B4 (en) Turbine, pump or pump-turbine for water has hub fitted asymmetrically on axis of rotation of wheel
EP1777420B1 (en) Valve configuration
DE102014212729A1 (en) Hydropower plant with bi-directional operation
AT413232B (en) TURBINE FOR A HYDRAULIC PLANT

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 22821554

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1