CH324302A - Verfahren und Vorrichtung zur Spaltkühlwasser- und Druckluftversorgung bei hydraulischen Kreiselmaschinen im Leerlauf - Google Patents

Description

  Verfahren und Vorrichtung zur Spaltkühlwasser- und     Druckluftversorgung    bei hydraulischen  Kreiselmaschinen im Leerlauf    Bei Wasserkraftwerken werden in Zeiten  geringer Belastung die Generatoren, die zur  Erreichung eines möglichst einfachen Auf  baues meistens mit der Turbine starr verbun  den sind, als     Phasensehieber        verwendet.    Zu  diesem Zweck werden auf der     Oberwa.sser-          seite    die Absperrorgane in der     Zuflussleitung     zur Turbine geschlossen. Bei einer Lage des  Turbinenlaufrades unterhalb des     Unterwas-          serspiegels    wird der Spiegel im Gehäuse der  Maschine 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 ver  hältnismässig engen Spaltes zwischen Lauf  rad und Gehäuse durch Wasser. Weiterhin  muss, da durch     Undichtigkeiten    des Gehäuses  und durch Absorption von Luft im Wasser  ständig     Druekluft    verloren geht, diese ersetzt  werden.  



  Bei den bisher gebauten Wasserkraftan  lagen entnimmt man Spaltkühlwasser einer       Druekleitung    oder dem normalen Kühlwasser  system der Anlage, drosselt es durch Blenden  auf die erforderliche Menge und einen ge  eigneten Druck und leitet es dann der Turbine  zu. Diese Blenden werden meistens als runde    Scheiben mit einer zentrischen Bohrung aus  geführt. Sie neigen infolge der hinter den .  Blenden auftretenden     Kavitation    zu störenden  Geräuschen.

   Mehrere     hintereinandergesc-hal-          tete    Blenden, die den     Kühlwasserzufluss    in  mehreren kleinen Druckstufen drosseln, be  heben     zwar    diesen Nachteil, erfordern aber  einen grösseren Aufwand an     Vorrichtungen.     Zur     Erzeugung    der erforderlichen     Di uckluft     für das Leeren und Leerhalten der Turbine  verwendet man bei den bisher bekannten An  lagen elektromotorisch angetriebene Kompres  soren. Die erzeugte Druckluft strömt durch  eine zusätzliche Leitung über schwimmerge  steuerte Luftventile an einer geeigneten Stelle  der Turbine zu.

   Diese Aufteilung der Anlage  in eine     Spaltkühlwaeserversorgung    und eine       Druckluftversorgimg    bedarf natürlich eines  grossen Raumes im Kraftwerk, grosser Mon  tagearbeit und hoher Kosten bei der Anlage.  



  Die vorliegende Erfindung hat in erster  Linie zum Gegenstand ein Verfahren zur Ver  sorgung von hydraulischen     Kreiselmaschinen     im Leerlauf mit Spaltkühlwasser und mit  Druckluft zum Absenken des Wasserspiegels  im Maschinengehäuse und zum Aufrechterhal  ten des so     abgesenkten    Wasserspiegels, welches  Verfahren dadurch gekennzeichnet ist, dass  die Erzeugung der erforderlichen Druckluft  wenigstens für den einen der beiden angege-           benen    Zwecke allein durch das Spaltkühlwas  ser erfolgt. Durch diese Vereinfachung ist  auch bei     kleinen    Kraftwerken, bei denen sich  eine grosse Anlage mit Kompressoren usw.  nicht lohnt, die Möglichkeit gegeben, bei ge  ringer Belastung den Generator als Phasen  schieber weiterlaufen zu lassen.

   Wird in einer  fakultativen Ausführungsweise des erfin  dungsgemässen Verfahrens die erforderliche  Druckluft zusammen mit dem Spaltkühlwas  ser, also durch eine gemeinsame Leitung, den  zu kühlenden Spalten der Kreiselmaschine  zugeleitet, so wird nicht. nur die Zahl der er  forderlichen Zuleitungsanschlüsse an der Tur  bine verringert, sondern auch die Zahl der  Rohrleitungen innerhalb des Kraftwerkes. Da  die mit dem Kühlwasser in den Spalt zuge  führte     Druckluft    ebenfalls zur Kühlung bei  trägt, kann durch diese gemeinsame Zufüh  rung die erforderliche     Spaltkühlwassermenge     herabgesetzt werden. Eine geringere Kühl  wassermenge senkt die mechanischen Verluste  des laufenden Turbinenläufers.  



  Die erfindungsgemässe Vorrichtung zur  Durchführung dieses Verfahrens weist minde  stens einen in der     Spaltkühlwasserzuleitung     angeordneten     Luftinjektor    auf, der die Druck  luft erzeugt. Ein     Luftinjektor        ermöglicht    es  auch, die     Drucklift    einfach und zweckmässig  mit. dem Kühlwasser zusammen dem zu küh  lenden Spalt     zuzuführen.     



  Es kann der     Luftinjektor    beispielsweise  so ausgeführt werden, dass er direkt als Spalt  kühlwasserblende dient, wobei durch die in  dem Wasser     mitgeführte    Luft die störenden  Geräusche der Blende vermieden werden.  



  Weiterhin kann beispielsweise die als  Blende dienende Düse dieses     Luftinjektors     zur     Anpassung    an die erforderliche Kühlwas  sermenge auswechselbar ausgeführt werden.  



  Die     Erfindung    kann mit den     angeführten     Merkmalen nicht nur bei Turbinen,     sondern,     auch bei allen andern     hydraulichen    Kreisel  maschinen, beispielsweise bei Pumpen von       Speicherkraftwerken,    die zeitweise in Luft  laufen, Anwendung finden. Die zur Durch  führung des Verfahrens vorgeschlagene Vor-         richtung    ist in der Zeichnung in einem Aus  führungsbeispiel dargestellt. An Hand dieser  Zeichnung wird auch ein Ausführungsbeispiel  des erfindungsgemässen Verfahrens erläutert..  



       Fig.    1 zeigt im Schnitt die linke Hälfte  eines Turbinenlaufrades mit den angrenzen  den feststehenden Teilen, den Spalten und  Zuleitungen, und       Fig.    2 zeigt im grösseren Massstab einen       Luftinjektor    mit Blende und Zuleitungen im  Schnitt. ' .  



  Auf der Welle 1 ist das Laufrad 2 der  Turbine     befestigt,    das zur besseren Abdeckung  des Spaltes zwischen dem Turbinengehäuse 7  und dem Laufrad 2 mit zwei     ringförmigen     Erhöhungen 3 und 4 versehen ist. Diese lau  fen in Nuten 5 und 6 des Gehäuses 7. Durch  die Bohrung 8 bzw. 9 erfolgt gleichzeitig die  Zuführung des Spaltkühlwassers und der  Druckluft. Mit 10 ist die Leitung des Spalt  kühlwassers bezeichnet, die in die beiden Teil  zuleitungen     10a-    und     10b    aufgeteilt ist. Vor  dem Turbinengehäuse ist in jeder Spaltkühl  wasserteilzuleitung     10a    und 10b ein     Luftin-          jektor    11 angeordnet.  



  Die     Fig.    2 zeigt in vergrössertem Massstab  den     Luftinjektor    11 mit     Spaltkühlwasserteil-          ztuleitung    10a.,     Luftsaugstutzen    12 und     aLus-          wechselba.r    er Blende 13. Mit 14 ist. ein     Rück-          sehlagv        entil    in dem     Luftsaugstutzen    bezeich  net, das bei Antrieb der Turbine durch Druck  wasser einen Austritt von Spaltwasser verhin  dert.  



  Wird bei     Phasensehieberbetrieb    am Ober  wasserspiegel das Absperrorgan geschlossen  und die     Spaltkühlwasserzuleitung    geöffnet,  so wird beim Durchströmen des Kühlwassers  durch die     Luftinjektoren    11 Luft. durch den  Saugstutzen 12 angesaugt und als Druckluft  zusammen mit dem Spaltkühlwasser durch die  Bohrungen 8 und 9 der Turbine zugeführt.  Der Wasserspiegel im Gehäuse der Maschine  wird durch die Druckluft abgesenkt und  durch Verwendung einer geeigneten Blende  so gehalten, dass das Laufrad in Luft läuft,  und dass ein     genügener        Spaltkühlwasserzulauf     vorhanden ist.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH I Verfahren zur Versorgung von hydrauli schen Kreiselmaschinen im Leerlauf mit Spaltkühlwasser und mit Druckluft zum Ab senken des Wasserspiegels im Masehinenge- häuse und zum Aufrechterhalten des so ab gesenkten Wasserspiegels, dadurch gekenn zeichnet, dass die Erzeugung der erforder lichen Druckluft wenigstens für den einen der beiden angegebenen Zwecke allein durch das Spaltkühlwasser erfolgt. UNTERANSPRUCH 1. Verfahren nach Patentanspruch 1, da durch gekennzeichnet, dass die Druckluft zu sammen mit dem Spaltkühlwasser der Kreisel maschine zugeleitet wird.

   PATENTANSPRUCH II Vorrichtung zur Durchführung des Ver fahrens nach Patentanspruch I und Unter anspruch 1, gekennzeichnet durch die Anord nung von mindestens einem zur Erzeugung der Druckluft. dienenden Luftinjektor in der Spaltkühlwasserleitung. UNTERANSPRÜCHE 2. Vorrichtung nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass die Düse des Luftinjektors als,Spaltkühlwasserblende aus gebildet ist. 3. Vorrichtung nach Unteranspruch 2, da durch gekennzeichnet, dass die Düse auswech selbar ist.