CH239604A - Method for reducing the highest pressure surge in the supply line of a water turbine in the event of load shutdowns, and device for carrying out this method. - Google Patents

Method for reducing the highest pressure surge in the supply line of a water turbine in the event of load shutdowns, and device for carrying out this method.

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CH239604A
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CH
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pressure
pressure regulator
turbine
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Aktiengesell Maschinenfabriken
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Escher Wyss Maschf Ag
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    • F03MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03BMACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS
    • F03B15/00Controlling
    • F03B15/02Controlling by varying liquid flow
    • F03B15/04Controlling by varying liquid flow of turbines
    • F03B15/06Regulating, i.e. acting automatically
    • F03B15/18Regulating, i.e. acting automatically for safety purposes, e.g. preventing overspeed
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
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Description

  

  Verfahren, um bei Lastabschaltungen den höchsten Druckstoss in der Zufuhrleitung einer  Wasserturbine zu verkleinern, und Einrichtung zum Ausführen dieses Verfahrens.    Die Erfindung betrifft ein Verfahren, um  bei Lastabschaltungen den höchsten Druck  stoss in der Zufuhrleitung einer Wassertur  bine mit Leitapparat und     selbsttätigemDruck-          regler    mit Nebenauslass zu verkleinern. Fer  ner betrifft die Erfindung eine Einrichtung  zum Ausführen dieses Verfahrens.  



  In Fig. 1 der beiliegenden Zeichnung ist  eine Wasserkraftanlage üblicher Auslegung  gezeigt, bei welcher eine Rohrleitung L     oben     an ein Speicherbecken B und unten an eine  Turbine T angeschlossen ist. Unmittelbar vor  der Turbine T ist in die Leitung L ein selbst  tätiger Druckregler D mit     Nebenauslass    ein  gebaut. Wird der Leitapparat der Turbine T  während des Betriebes rasch geschlossen, so  löst das in bekannter Weise ein Öffnen des  Druckreglers D und zusammenhängend damit  Druckschwankungen in der Rohrleitung L  aus.

   In Fig. 2 der beiliegenden Zeichnung  zeigt der ausgezogene Linienzug z wie beim  Einbau eines ungesteuerten Druckreglers von    zum Beispiel 480 mm Nennweite die     Druck-          sehwankungen    au einer Stelle D1 unmittelbar  vor der Turbine<I>T</I> und dem Druckregler<I>D</I>  bei Lastabnahme der Turbine T für gewöhn  lieh verlaufen sind. Dabei sind die Drücke H  in Funktion der Zeit t aufgetragen.

   In der  weiteren Fig. 3 sind, ebenfalls in Funktion  der Zeit t, die Öffnungshübe des Servomotors  des Turbinenleitapparates und die Öffnungs  hübe des     ungesteuerten    Druckreglers D mit       Nebenauslass        bisheriger    Bauart aufgetragen,  was die     ausgezogenen    Linienzüge     r        bezw.    s       ergibt.    Wie den     Fig.    2 und 3 zu entnehmen  ist, öffnet der Druckregler D nicht gleich im  Augenblicke, wo die Schliessbewegung des  Leitapparates einsetzt, so dass bei einer Last  abnahme der Turbine     T    der Druck an der  erwähnten Stelle D, vorerst bis zum Punkte  P,

   der     F'ig.    2, ansteigt. Erst wenn die Schliess  geschwindigkeit ein gewisses Mass erreicht  hat, was bei Punkt P, der Fall ist,     beginnt     der Druckregler D zu öffnen, so     dass.-der         Druck an der Stelle D1 entsprechend der     Äu-          derung    der Fliessgeschwindigkeit in der Rohr  leitung L anfängt zu sinken, wobei sich     all-          nmählich,    wie die Strecke P2-P3 der Fig. 2  zeigt, ein Gleichgewichtszustand zwischen  der abnehmenden Wassermenge Q1T, welche  durch die Turbine T fliesst, und der zuneh  menden Wassermenge Q,D, welche durch den  Druckregler D abfliesst, ausbildet.

   In Füg. 4  sind diese Wassermengen Q,T und Q1D be  zogen auf 1 m Gefälle in Funktion des  prozentualen Öffnungsverhältnisses
EMI0002.0005  
   der Tur  bine und des Druckreglers  aufgetragen, wobei eine Kurve Q,D einer  Nennweite des Druckreglers von 480 mm und  eine zweite Kurve Q,D einer Nennweite des  Druckreglers von 400 mm entspricht. Der er  wähnte Gleichgewichtszustand im     Druclkver-          lauf    wird beim Erreichen des Punktes P3  durch den Umstand plötzlich wesentlich an  ders beeinflusst, dass die in der Rohrleitung  L aufgetretene primäre Störung anfängt     nach     der Ausgangsstelle zurückzukehren,     indem     die erste Reflexionszeit
EMI0002.0010  
   abge  laufen ist.

   In diesem Ausdruck bezeichnet L  die Rohrlänge in Metern und a die     Druclkfort-          pflanzungsgeschwindigkeit,    die im vorliegen  den Falle zum Beispiel mit 1000 m/sek an  genommen ist. Beträgt für das gewählte Bei  spiel die Rohrlänge L = 500 m, so ergibt sieh  als Reflexionszeit:
EMI0002.0013  
   Der im  vorhergehenden Druckverlauf     eingetretene     Druckanstieg P0-P1 macht sich daher nach  Erreichen des Punktes P3 als eine reflektierte  negative Stosswelle geltend, so dass der Druck  stossverlauf nach dem Punkte P3 dem Linien  zug P3-P4 der Fig. 2 entspricht.

   Vom Punkte  P4 steigt dann der Druck während des übri  gen Teils der zweiten Reflexionszeit dauernd  an, weil sich die Drucksenkung P,-P3 aus  der ersten Druckstossphase jetzt als positive  Stosswelle     auswirkt,    so dass der Druckverlauf  nach dem Linienzug P4-P5 vor sich geht.  Am Ende der zweiten Reflexionszeit, das  heisst nach zwei Sekunden, ist der Leitappa-    rat der Turbine T ganz geschlossen und der  Druckregler D ganz geöffnet (vergl. Fig. 3).  Der Druck an der Stelle Dl     nimmt    aber vor  erst immer noch zu, da sich jetzt die Druck  senkung P3-P4 aus der vorhergehenden  Phase geltend macht, wobei der Druck im  Punkte PR den höchsten überhaupt     vorkom-          mnenden    Wert annimmt, um hierauf wieder  abzunehmen.

   Der höchste Druck     P8    liegt be  trächtlich, das heisst etwa 18% über dem  Druck, der an der Stelle D1 bei normaler Be  lastung der Turbine T herrscht.  



  Ein Druckstoss, der den bei normalen Be  tr iebsverhältnissen an der Stelle D1 der Lei  tung herrschenden Druck um bis zu 18  überschreitet, kann unter Umständen der Lei  tung gefährlich werden. Um diese Gefahr zu  beheben. wird nun gemäss dem Verfahren  nach vorliegender Erfindung während der  Schliesszeit des Turbinenleitapparates das  Öffnen des Druckreglers D selbsttätig so ge  steuert, dass während der ersten Reflexions  zeit nur ein solcher Druckanstieg bezw.       Druckabfall    in der Rohrleitung eintritt, dass  während der zweiten Reflexionszeit durch die  sich dann geltend machende, reflektierte ne  gative bezw. positive Druckstosswelle eine  dämpfende Wirkung auf den weiteren Druck  anstieg bezw. die weitere Drucksenkung aus  geübt wird.

   Erreicht wird dlas bei der     Ein-          rielhtutng;    gemäss der Erfindung dadurch, (lass       eine        Steuervorrichtung    das Öffnen des Druck  reglers     beherrscht.    Dabei kann die Steuervor  richtung als Kurvenscheibe oder als ein       1iebelmeclianismus,    dessen Hebelübersetzun  gen die festgelegte     Öffnungsweise    des     Druek-          reglers    hervorbringen,     ausgebildet    sein.

   Auch  kann die Steuervorrichtung durch Bohrungen  im     Kataraktkolben    des     Druckreglers        beein-          flusst        werden.     



  Auf dem beiliegenden zweiten     Zeichnungs-          blatt    - an Hand der Zeichnung wird auch  das Verfahren nach der Erfindung beispiels  weise erläutert - sind beispielsweise ver  schiedene Ausführungsformen von     Einrich-          linigen    zum Ausführen des Verfahrens ge  mäss der Erfindung veranschaulicht, und  zwar zeigt      Fig. 5 eine Einrichtung, bei welcher die  Steuervorrichtung als Kurvenscheibe ausge  bildet ist,  Fig. 6 eine Einrichtung, bei welcher die  Steuervorrichtung als Hebelmechanismus aus  gebildet ist und  Fig. 7 eine Einrichtung, bei welcher die  Steuervorrichtung durch Bohrungen im     Kata-          r    a ktl olben des Druckreclers eD beeinflusst wird.  



  In Fig. 5 bezeichnet 1 den Leitapparat  einer Turbine 2, welcher das Wasser in Rich  tung des Pfeils A zuströmt. Dieser Turbine 2  ist ein Druckregler 3 mit Nebenauslass 4 zu  geordnet. Die selbsttätige Betätigung des  Ventilkörpers 5 des Druckreglers 3 erfolgt  von einem Servomotor 6 aus, der in Abhän  gigkeit von der Belastung der Turbine 2 von  einem nicht gezeigten Drehzahlregler in üb  licher Weise beeinflusst wird. Die Stange 7  des     Servomotorkolbens    8 steht einmal mit der  Verstelleinrichtung 9 des Leitapparates 1  und sodann mit einer als Kurvenscheibe 10  ausgebildeten Steuervorrichtung in Wirkungs  verbindung. Gegen die Steuerfläche der Kur  venscheibe 10 liegt ständig das eine Ende  eins um einen Zapfen 11 drehbaren Winkel  hebels 12 an, dessen anderes Ende mit der  Stange 13 eines Körpers 14 gelenkig verbun  den ist.

   Dieser Körper 14 beherrscht das  Überströmen im Innern eines Kataraktes, des  sen Kolben mit 15 und dessen Gehäuse mit  16 bezeichnet ist. Am untern Boden des Ka  taraktgehäuses 16 ist ein Ventilkopf 17 be  festigt, der den Ausfluss von Flüssigkeit aus  dem oben offenen Hohlraum eines starr mit  dem Ventilkörper 5 verbundenen Ansatzes 22  beherrscht. Es handelt sich diesbezüglich um  Flüssigkeit, die aus der zum Druckregler 3  führenden Leitung 18 durch eine Nebenlei  tung 19 mit eingebauter Blende in einen  Raum 20 oberhalb des Ventilkörpers 5 und  aus diesem Raum 20 durch Öffnungen 21 im  Ansatz 22 in dessen     Hohlraum    gelangen kann.  Die Flüssigkeit, die aus dem Hohlraum des  Ansatzes 22 austritt, fliesst durch eine Lei  tung 23 ins Freie ab.  



  Wird bei einer Bewegung des Körpers 14  nach aufwärts der Kataraktkolben 15 von    jenem mitgenommen, so entsteht unterhalb  des Kolbens 15 ein Vakuum, so dass das Ka  taraktgehäuse 16 veranlasst wird, sich eben  falls nach aufwärts zu bewegen; der Ventil  kopf 17 wird infolgedessen vom Ansatz 22  wegbewegt. Es fliesst daher nun mehr Flüs  sigkeit aus dem Raum 20 durch den Hohl  raum des Ansatzes 22 und die     Leitung    23 ab,  als diesem Raum 20 durch die Leitung 19  mit eingebauter Blende zufliessen kann. Der  Druck im Raume 20 vermindert sich infolge  dessen stark, so dass der Ventilkörper 5 jetzt  durch den ständig von unten auf ihn einwir  kenden Wasserdruck angehoben wird, und  zwar um so viel, als dem vorher von der  Steuerfläche der Kurvenscheibe 10 abgenom  menen Hub entspricht.

   Diese Steuerfläche ist  nun entsprechend der Anordnung von Stollen,  Wasserschloss und Rohrleitung, das heisst den  Wasserzuflussverhältnissen, und ferner ent  sprechend den Durchflussmengen der Turbine  2 und des Druckreglers 3 sowie dem Schliess  gesetz des nicht gezeigten Turbinenreglers  ausgelegt, so dass in Fig. 3 die Hubbahn des  Ventilkörpers 5 nicht mehr, wie es bisher der  Fall war, nach dem Linienzug s, sondern bei  einer Nennweite des Druckreglers von     zum     Beispiel 480     mm    nach dem gestrichelten  Linienzug     s,    und bei einer Nennweite von  zum Beispiel 400 mm nach dem strichpunk  tierten Linienzug     s2    verläuft. Dementspre  chend ergeben sich in     Fig.    2 auch ganz andere  Druckverlaufe als bisher.

   In dieser     F'ig.    2  ist die     Druckverlaufkurve,    welche der     Ilub-          bahn        s,        entspricht,    mit dem     Bezugsizeichen        zi.     und die     D,ruckverlaufkurve,        welche    der Hub  bahn     s2    entspricht, mit dem Bezugszeichen     z2     belegt.

   Dadurch, dass die Steuerfläche der       Nurvenscheibe    10 in der angegebenen Weise  im voraus festgelegt wird, lässt sich     für    die  erste     Reflexionszeit    an der Stelle     Dl    (Fix. 1)  gegenüber dem Zustand vor dem Öffnen des  Druckreglers 3 nicht     wie    bisher ein Druck  abfall, sondern ein     Druckanstieg    erreichen.       Infolgedessen        wird    während der zweiten Re  flexionszeit durch die sich dann geltend  machende negative     Druckstosswelle    eine  dämpfende Wirkung ausgeübt.

   Als Folge da-      von liegt der höchste Punkt der Kurve z1  jetzt nicht einmal 7c % und derjenige der  Kurve z2 nicht einmal l4 % über demn Druck,  welcher an der Stelle Dl bei normalen Be  triebsverhältnissen der Turbine herrscht. Da  bei liegt der höchste Punkt der Druckverlauf  kurve z2, welche sich beim Einbau eines ge  steuerten Druekreglers von 400 mm ergibt,  selbst tiefer als der höchste Punkt P6 der  Druckverlaufkurve z, welche sich beim Ein  bau eines ungesteuerten Druckreglers von  480 mm ergibt, und dies trotzdem im letzte  ren Falle die durch den Druckregler abflie  ssende Menge doch wesentlich grösser ist und  folglich zu erwarten wäre, dass die Druck  stösse weniger starki ausfallen wurden. Als  Ergebnis von dem lässt sich daher feststellen.

    dass sich hei Anwendung der Lehre nach vor  liegender Erfindung die Druckregler     bei    glei  cher Betriebssicherheit wesentlich kleiner und  daher auch billiger ausbilden     lassen    als die  bisher verwendeten ungesteuerten Druck  regler.    Die Steuervorrichtung, welche das Öffnen  des Druckreglers beherrscht, kann in der in  Fig. 6 gezeigten Weise auch als Hebelmecha  nismus 24 ausgebildet sein, wobei sich durch  entsprechende Festlegung der Hebelüberset  zungen die festgelegte Öffnungsweise des       Ventilkörpers    5 des Druckreglers 3 hervor  bringen lässt.

      In Fig. 7 ist schliesslich eine Einrichtung  gezeigt, bei welcher die Steuervorrichtung  von einem Katarakt aus beeinflusst wird, der  ein Gehäuse 26 und einen aus     zwei    Teilen 27,  28 bestehenden Kolben sowie eine zwischen  diesen Teilen 27 und 28 eingeschaltete Feder  29 aufweist. Im Kolbenteil 27 ist eine grössere  Bohrung 30 und im Kolbenteil 28 eine klei  nere Bohrung 31 vorgesehen. Wird der Hebel  25 entgegen dem Uhrzeigerdrehsinn bewegt,  so wird das Gehäuse 26 vorerst nur langsam  mitgenommen, denn am Beginn der Aufwärts  bewegung des Kataraktkolbens können sich       dessen    Teile 27, 28 in bezug auf einander  noch etwas verschieben.

   Die dabei aus demn  Raum zwischen diesen Teilen 27, 28 ver-    drängte Luft wird durch die grössere Boh  rung 30 hindurch in den Raum unterhalb des  Kataraktkolbens geschoben, so dass im letzt  genannten Raum nur allmählich ein das     Mit-          nchmnen    des Gehäuses 26 bedingendes Va  kuum auftritt. Sobald aber der Kolbenteil 27  gegen den Kolbenteil 28 zum Anliegen  kommt, so bestimmt ausschliesslich die klei  nere Bohrung 31 die in den Raum unterhalb  des Kataraktkolbens gelangende Luftmenge  und somit auch dlas in diesem Raum bei der  Aufwärtsbewegung jenes Kolbens sich bil  dende Vakuum. Infolge der Kleinheit der  Bohrung 31 nimmt dieses Vakuum rasch zu,  so dlass nun auch das Gehäuse 26 rascher     mit-          ge    nommen wird.  



  Die Erfindung lässt sich in der beschrie  benen Weise ahne weiteres auch anwenden,  wenn während der ersten Reflexionszeit an  Stelle eines     Druckabfalles    ein     Druckanstieg          eintritt.  



  Method for reducing the highest pressure surge in the supply line of a water turbine in the event of load shutdowns, and device for carrying out this method. The invention relates to a method in order to reduce the highest pressure surge in the supply line of a water turbine with a distributor and automatic pressure regulator with a secondary outlet during load shutdowns. Furthermore, the invention relates to a device for carrying out this method.



  In Fig. 1 of the accompanying drawings, a hydropower plant of conventional design is shown in which a pipeline L is connected at the top to a storage basin B and to a turbine T below. Immediately in front of the turbine T, an automatic pressure regulator D with a secondary outlet is built into the line L. If the nozzle of the turbine T is closed quickly during operation, this triggers an opening of the pressure regulator D and associated pressure fluctuations in the pipeline L in a known manner.

   In FIG. 2 of the accompanying drawing, the solid line z shows the pressure fluctuations at a point D1 immediately in front of the turbine <I> T </I> and the pressure regulator <I>, as when an uncontrolled pressure regulator of, for example, 480 mm nominal width is installed D </I> are usually borrowed when the load of the turbine T decreases. The pressures H are plotted as a function of time t.

   In the further FIG. 3, also as a function of time t, the opening strokes of the servomotor of the turbine nozzle and the opening strokes of the uncontrolled pressure regulator D with secondary outlet of the previous design are plotted, which is the solid lines r and respectively. s results. As can be seen in FIGS. 2 and 3, the pressure regulator D does not open at the moment when the closing movement of the diffuser begins, so that when the load on the turbine T decreases, the pressure at the mentioned point D, initially up to point P,

   the F'ig. 2, increases. Only when the closing speed has reached a certain level, which is the case at point P, does the pressure regulator D begin to open, so that the pressure at point D1 begins in accordance with the flow rate in the pipeline L to sink, gradually, as the distance P2-P3 of FIG. 2 shows, a state of equilibrium between the decreasing amount of water Q1T, which flows through the turbine T, and the increasing amount of water Q, D, which is determined by the pressure regulator D drains, trains.

   In add. 4 these amounts of water Q, T and Q1D are related to a 1 m gradient as a function of the percentage opening ratio
EMI0002.0005
   the turbine and the pressure regulator applied, with one curve Q, D corresponding to a nominal diameter of the pressure regulator of 480 mm and a second curve Q, D corresponding to a nominal diameter of the pressure regulator of 400 mm. The mentioned state of equilibrium in the pressure curve is suddenly significantly different when the point P3 is reached by the fact that the primary disturbance that has occurred in the pipeline L begins to return after the starting point, during the first reflection time
EMI0002.0010
   has expired.

   In this expression, L denotes the pipe length in meters and a denotes the pressure propagation speed, which in the present case is assumed to be 1000 m / sec, for example. If the pipe length for the selected example is L = 500 m, the reflection time is:
EMI0002.0013
   The pressure increase P0-P1 that occurred in the previous pressure curve therefore asserts itself as a reflected negative shock wave after point P3 has been reached, so that the pressure surge curve after point P3 corresponds to the lines P3-P4 in FIG.

   From point P4 the pressure rises continuously during the remaining part of the second reflection time, because the pressure drop P, -P3 from the first pressure surge phase now acts as a positive shock wave, so that the pressure curve takes place according to the line P4-P5. At the end of the second reflection time, that is to say after two seconds, the guide apparatus of the turbine T is completely closed and the pressure regulator D is completely open (see FIG. 3). The pressure at point D1, however, continues to increase, since the pressure decrease P3-P4 from the previous phase now asserts itself, the pressure at point PR assuming the highest ever occurring value, only to then decrease again.

   The highest pressure P8 is considerable, that is to say about 18% above the pressure that prevails at point D1 when the turbine T is under normal loading.



  A pressure surge that exceeds the pressure prevailing at point D1 of the line under normal operating conditions by up to 18 can be dangerous for the line. To remedy this danger. is now according to the method according to the present invention during the closing time of the turbine nozzle opening of the pressure regulator D automatically controls so ge that only such a pressure rise BEZW during the first reflection time. Pressure drop in the pipeline occurs that during the second reflection time by the then prevailing, reflected negative respectively. positive pressure shock wave a dampening effect on the further pressure rise respectively. the further pressure reduction is exercised.

   This is achieved during the installation; According to the invention, (let a control device control the opening of the pressure regulator. The control device can be designed as a cam disk or as a lever mechanism, the lever ratios of which produce the specified opening of the pressure regulator.

   The control device can also be influenced by bores in the cataract piston of the pressure regulator.



  On the attached second sheet of drawings - the method according to the invention is also explained by way of example with the aid of the drawing - various embodiments of devices for executing the method according to the invention are illustrated, for example, FIG. 5 shows a device , in which the control device is configured as a cam, FIG. 6 shows a device in which the control device is configured as a lever mechanism, and FIG. 7 shows a device in which the control device is influenced by bores in the cata- ra ktl of the pressure regulator eD .



  In Fig. 5, 1 denotes the diffuser of a turbine 2, which the water flows in the direction of arrow A Rich. A pressure regulator 3 with a secondary outlet 4 is assigned to this turbine 2. The automatic actuation of the valve body 5 of the pressure regulator 3 takes place from a servomotor 6, which is influenced in depen dence on the load on the turbine 2 by a speed regulator, not shown, in the usual way. The rod 7 of the servomotor piston 8 is once with the adjusting device 9 of the guide apparatus 1 and then with a control device designed as a cam 10 in operative connection. Against the control surface of the cure venscheibe 10 is constantly one end of one about a pin 11 rotatable angle lever 12, the other end of which is articulated to the rod 13 of a body 14 is the verbun.

   This body 14 dominates the overflow inside a cataract, the piston of which is denoted by 15 and its housing by 16. At the lower bottom of the Ka taraktgehäuses 16, a valve head 17 is be fastened, which dominates the outflow of liquid from the open top cavity of a rigidly connected to the valve body 5 approach 22. In this regard, it is liquid that can get from the line 18 leading to the pressure regulator 3 through a Nebenlei device 19 with built-in aperture in a space 20 above the valve body 5 and from this space 20 through openings 21 in the extension 22 in the cavity. The liquid emerging from the cavity of the extension 22 flows through a device 23 into the open air.



  If the cataract piston 15 is entrained by the latter when the body 14 moves upwards, a vacuum is created below the piston 15, so that the Ka tarakt housing 16 is caused to move upwards as well; the valve head 17 is moved away from the extension 22 as a result. It therefore now flows more liq fluid from the space 20 through the cavity of the extension 22 and the line 23 than this space 20 can flow through the line 19 with built-in diaphragm. The pressure in the space 20 decreases as a result, so that the valve body 5 is now raised by the water pressure that is constantly acting on it from below, by as much as the previously removed from the control surface of the cam 10 corresponds to stroke.

   This control surface is now designed according to the arrangement of the tunnel, surge tank and pipeline, that is, the water inflow conditions, and also accordingly to the flow rates of the turbine 2 and the pressure regulator 3 and the closing law of the turbine regulator, not shown, so that in Fig. 3 the lift path of the valve body 5 no longer, as was previously the case, after the line s, but with a nominal width of the pressure regulator of, for example, 480 mm according to the dashed line s, and with a nominal width of, for example 400 mm, after the dashed line s2 runs. Accordingly, completely different pressure curves than before result in Fig. 2.

   In this fig. 2 is the pressure curve, which corresponds to the Ilubbahn s, with the reference symbol zi. and the D, jerk curve, which corresponds to the stroke path s2, has the reference symbol z2.

   The fact that the control surface of the Nurve disc 10 is set in advance in the manner indicated means that for the first reflection time at the point Dl (fix. 1) compared to the state before the pressure regulator 3 was opened, a pressure does not drop as before, but rather a Achieve pressure increase. As a result, a damping effect is exerted during the second Re flexionszeit by the then asserting negative pressure shock wave.

   As a consequence of this, the highest point of curve z1 is now not even 7c% and that of curve z2 is not even 14% above the pressure that prevails at point D1 under normal operating conditions of the turbine. The highest point of the pressure curve z2, which results from the installation of a controlled pressure regulator of 400 mm, is even lower than the highest point P6 of the pressure curve z, which results from the installation of an uncontrolled pressure regulator of 480 mm, and this despite this, in the latter case, the amount flowing out through the pressure regulator is much larger and it would consequently be expected that the pressure surges would be less strong. As a result of this, it can therefore be determined.

    that when applying the teaching according to the present invention, the pressure regulators can be made much smaller and therefore cheaper than the previously used uncontrolled pressure regulators with the same operational reliability. The control device, which controls the opening of the pressure regulator, can also be designed as a lever mechanism 24 in the manner shown in FIG. 6, whereby the specified opening of the valve body 5 of the pressure regulator 3 can be brought out by appropriate definition of the lever ratios.

      Finally, FIG. 7 shows a device in which the control device is influenced by a cataract which has a housing 26 and a piston consisting of two parts 27, 28 and a spring 29 connected between these parts 27 and 28. In the piston part 27 a larger bore 30 and in the piston part 28 a smaller bore 31 is provided. If the lever 25 is moved counterclockwise, the housing 26 is initially only taken along slowly, because at the beginning of the upward movement of the cataract piston, its parts 27, 28 can still shift somewhat with respect to one another.

   The air displaced from the space between these parts 27, 28 is pushed through the larger bore 30 into the space below the cataract bulb, so that in the last-mentioned space a vacuum causing the housing 26 to be accommodated only gradually occurs. But as soon as the piston part 27 comes to rest against the piston part 28, only the smaller bore 31 determines the amount of air reaching the space below the cataract piston and thus also dlas in this space during the upward movement of that piston bil Dende vacuum. As a result of the small size of the bore 31, this vacuum increases rapidly, so that the housing 26 is now also taken along more quickly.



  The invention can also be used without further ado in the manner described if, instead of a pressure drop, a pressure increase occurs during the first reflection time.

 

Claims (1)

PATENTANSPRMHE 1. Verfahren zur Verkleinerung des maxi malen Druckstosses bei Lastabschaltungen in der Zufuhrleitung einer Wasserturbine mit Leitapparat und selbsttätigem Druckregler mit Nebenauslass, dadurch gekennzeichnet, dass während der Schliesszeit des Turbinen leitapparates das Öffnen des Druckreglers selbsttätig so gesteuert wird, dass während der ersten Reflexionszeit nur ein solcher Druelk- ats iiig fie e benv. Druekabfall in der Rohrleitung eintritt, dass während der zweiten Reflexions zeit durch die sich dann geltend machende negative bezw. positive Druckstosswelle eine dämpfende Wirkung auf den weiteren Druck anstieg bezw. die weitere Drucksenkung aus geübt. wird. I1. PATENT CLAIM 1. Method for reducing the maximum pressure surge in the case of load shutdowns in the supply line of a water turbine with a guide device and automatic pressure regulator with auxiliary outlet, characterized in that during the closing time of the turbine guide device the opening of the pressure regulator is automatically controlled in such a way that only during the first reflection time Such a pressure is iiig fie e benv. Pressure drop in the pipeline occurs that during the second reflection time by the then prevailing negative respectively. positive pressure shock wave a dampening effect on the further pressure rise respectively. the further pressure reduction exercised. becomes. I1. Einrichtung zum Ausführen des Ver- fAirens nach Patentanspruch 1, dadurch ge- kenn7eichnet. dass eine Steuervorrichtung das Offnen des Druckreglers beherrscht. UNTERANSPRVCHE: 1. Einrichtung nach Patentanspruch 1I, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuervor richtung als Kurvenscheibe ausgebildet ist. 2. Device for carrying out the method according to patent claim 1, characterized thereby. that a control device controls the opening of the pressure regulator. SUB-CLAIMS: 1. Device according to claim 1I, characterized in that the Steuervor direction is designed as a cam. 2. Einrichtung nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuervor richtung als Hebelmechanismus ausgebildet ist, dessen Hebelübersetzungen die festgelegte Öffnungsweise des Druckreglers hervor bringen. 3. Einrichtung nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuervor richtung durch Bohrungen im Kataraktkol- ben des Druckreglers beeinflusst wird. Device according to patent claim II, characterized in that the Steuervor direction is designed as a lever mechanism, the lever ratios of which bring about the specified opening of the pressure regulator. 3. Device according to claim II, characterized in that the Steuervor direction is influenced by bores in the cataract piston of the pressure regulator.
CH239604D 1944-02-03 1944-02-03 Method for reducing the highest pressure surge in the supply line of a water turbine in the event of load shutdowns, and device for carrying out this method. CH239604A (en)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1257070B (en) * 1962-05-02 1967-12-21 Escher Wyss Gmbh Procedure to avoid sink and surge in river power plants
DE102021118978B3 (en) 2021-07-22 2022-07-07 Voith Patent Gmbh Pelton type hydraulic machine and method of operation

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WO2023001429A1 (en) * 2021-07-22 2023-01-26 Voith Patent Gmbh Pelton-type hydraulic machine, and operating method

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