DD147392A5

DD147392A5 - Hydraulische maschine

Info

Publication number: DD147392A5
Application number: DD79217082A
Authority: DD
Inventors: Gerald Vullioud
Original assignee: Charmilles Sa Ateliers
Priority date: 1978-11-28
Filing date: 1979-11-22
Publication date: 1981-04-01
Also published as: FI793498A7; PL219817A1; GB2034826A; AR218176A1; BR7907652A; IT1119539B; NL7908130A; ES486033A1; PT70506A; SE7909772L; AU5320679A; FR2442976A1; ATA736379A; DE2947778A1; BE880133A; CH626138A5; AU524876B2; JPS5575573A; AT363403B; IT7969291A0

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf eine hydraulische Maschine, beispielsweise zur Ausruestung von Pump-Speicher-Kraftwerken, bestehend aus einer Pelton-Turbine und einer Pumpe, die auf einer gemeinsamen Welle angeordnet sind und die gleiche Drehrichtung besitzen. Durch die Erfindung kann die Turbine und die Pumpe mit einfachen Mitteln den jeweiligen Geschwindigkeitsbedingungen waehrend des Pump- und Turbinenbetriebes angepaszt und somit ein hoeherer Wirkungsgrad und eine hoehere Leistung erzielt werden. Das Wesen der Erfindung besteht dadrin, dasz der Diffusor der Pumpe an eine Sammelleitung angeschlossen ist, die gleichzeitig als Verteiler fuer die Turbine dient.

Description

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Hydraulische Maschine

Anwendungsgebiet der Erfindung;

Die Erfindung bezieht sich auf eine hydraulische Maschine, beispielsweise zur Ausrüstung von Pump-Speicher-Kraftwerken, bestehend aus einer Pelton-Turbine und einer Pumpe, die beide für eine gleiche Drehrichtung bestimmt sind, und"bei der das Turbinenrad und das Pumpenrad auf einer gemeinsamen Welle angeordnet sind.

Charakteristik der bekannten technischenJLöaun_fq;en;

Es sind bereits hydraulische Maschinen bekannt, die mit einer Reaktionsturbine und einer Pumpe ausgerüstet sind, wobei beide die gleiche Drehrichtung haben. Das Turbinenrad und das Pumpenrad dieser Maschine sind auf einer gemeinsamen Welle angeordnet, und die Ansaugöffnungen entgegengesetzt gerichtet. Diese unter den Namen "Isogyre" (eingetragene Schutzmarke) bekannten Maschinen umfassen ein einziges Spiralgehäuse, das einerseits am Leitapparat der Turbine und andererseits am Diffusor der Pumpe angeschlossen ist. Sie sind in den CH-PS Hr. 335 293, Nr. 392 241 und Nr. 56Ο ?23 beschrieben.

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Bei Anlagen mit hohem Druckgefälle der Größenordnung von 600 bis 1 500 m kann die optimale Geschwindigkeit des Rades der Reaktionsturbine kaum mit der Geschwindigkeit des oder der Räder der Pumpe vereinbart werden, so daß ihre gemeinsame Welle im Pumpen- wie im Turbinenbetrieb mit einer praktisch gleichen Geschwindigkeit dreht.

Es wurde auch bereits festgestellt, daß eine Anpassung der Geschwindigkeiten möglich ist, wenn bei einer derartigen Maschine anstelle einer Reaktionsturbine eine Aktionsturbine, z.B. der Pelton-Bauart eingesetzt wird.

Ziel der

Durch die Erfindung wird eine höhere Leistung derartiger Maschinen und ein besserer Wirkungsgrad erzielt.

Darlegung; des Wesens, .der „Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, durch konstruktive Veränderung eine weitere Anpassung an die jeweiligen Geschwindigkeitsbedingungen während des Pump- oder Speicherbetriebes zu erreichen.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß der Diffusor der Pumpe an einer Sammelleitung angeschlossen ist, die gleichzeitig als Verteiler für die Turbine dient.

Aus führu nfi.ab ei sgi e I^ . .

Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. In den dazugehörigen Zeichnungen zeigen:

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Pig. I: einen Axialschnitt dieser Ausführungsform,

Fig. 2 bis 4-S ähnliche Ansichten wie Fig. 1 der

drei Ausführungsvarianten.

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Die in Fig. 1 dargestellte hydraulische Maschine umfaßt einen Wechselstromgenerator 1, dessen Rotor auf einer vertikalen Y/elle 2 sitzt, auf welcher das :Rad 3 einer Pelton-Turbine und die Räder 4, 5 einer zweistufigen Pumpe befestigt sind. Die Düsen 6, 7 der Turbine sind in bekannter Weise an einem Verteiler 8 angeschlossen, welcher in der Ebene des Turbinenrades 3 liegt. Der Verteiler 8 ist in bekannter Weise mit einer Druckleitung verbunden. Der Schacht 9 des Turbinenrades 3 ist mit einem Pneumatisationskanal 10 versehen, welcher gestattet, das Niveau des vom Abführkanal 11 abgelassenen V/assers unter-» halb des Turbinenrades 3 zu halten.

Der Diffusor der oberen Pumpe ist über Leitungen 12 mit dem Verteiler 8 der Turbine verbunden, wobei ein Ringschieber 13 auf der Höhe des Diffusors derart angeordnet ist, daß der Einlaß des von der Pumpe herrührenden Wassers in diese Leitungen in Schließstellung des Ringschiebers 13 unterbrochen wird. Die Ansaugöffnung' 14 mündet in den Gegendruckkanal 15· Dadurch wird 3ich, falls die hydraulische Maschine als Turbine arbeitet, der Ringschieber 13 in Schließstellung der Leitungen 12 befinden. Dabei ist der Schieber 16 zum Einlaß des Wassers in die Ansaugöffnung 14 geschlossen, und das in der letzteren angestaute Wasser wird abgelassen. Die nicht dargestellten Speiseschieber der Düsen 6, 7 sind offen, und die von den letzteren herrührenden Wasserstrahlen treiben das Pelton-Rad 3 an. Dabei wird also der Wechselstromgenerator 1, dessen Rotor durch die Welle 2 des Rades 3 angetrieben wird, elektrische Energie erzeugen.'

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Zum Übergang vom Turbinenbetrieb zum Pumpenbetrieb wird einfach die Zufuhr des V/assers zu den Düsen 6 und 7 unterbrochen, der Schieber 16 zum Einlaß des Wassers in die Ansaugöffnung 14 der Pumpe sowie der Ringschieber 13 geöffnet und der Wechselstromgenerator 1 mit elektrischem Strom gespeist, damit er als Motor funktioniert« Die Pumpenriäder 4 und 5 werden also in die gleiche Drehrichtung wie beim Turbinenbetrieb angetrieben. Sie fördern somit das Wasser des Gegendruckkanals in den Verteiler 8 der Turbine und in die Druckleitung.

Es ist zu bemerken, daß, sowohl beim Turbinenbetrieb, als auch beim Pumpenbetrieb eine Pneumatisation im Schacht 9 aufrechterhalten werden muß, damit da3 Wasserniveau im Abführkanal 11 unterhalb des Turbinenrades 3 gehalten wird. Selbstverständlich wird diese Pneumatisation nutzlos, wenn sich das freie Niveau des V/assers auf der Höhe des Abführkanals 11 'befindet. Es kann in diesem Pail jedoch notwendig sein, eine Förderpumpe im Gegendruckkanal 15 einzubauen, damit beim Pumpenbetrieb die Speisung der Pumpe mit Wasser, unter einem genügenden Druck, gewährleistet wird.

Gemäß der in Fig. 2 dargestellten Variante sind die Pumpenräder 4, 5 oberhalb des Turbinenrades 3 auf der Welle 2 angeordnet.

Gemäß der in Fig. 3 dargestellten Variante besteht der Verteiler der Turbine 3 aus dem Spiralgehäuse 17 der Pumpe, und die Düsen 6, 7 sind an demselben über Leitungen 18 angeschlossen.

Gemäß der in Fig. 4 dargestellten Variante ist das Turbinenrad 3 oberhalb der Pumpenräder 4, 5 angeordnet und der Verteiler 8 der Turbine ist durch ein Spiralgehäuse 19 ersetzt, welches in einer zwischen den Punipenrädern 4, 5

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und dem Turbinenrad 3 liegenden Ebene angeordnet ist

Der Diffusor des oberen Pumpenrades 4 und die Düsen der Turbine 6, 7 sind durch Leitungen 12 bzw. 18 an dem Gehäuse angeschlossen.

Zahlreiche Abwandlungen der beschriebenen hydraulischen Maschine sind denkbar; z.B. könnte die Pelton-Turbine der Bauart mit horizontaler Welle sein und der Wechselstromgenerator sowie die Pumpen könnt.en auf dieser horizontalen Welle sitzen.

Claims

Brfindungsansp ruch

1. Hydraulische Maschine j unifassend eine Pel to η-Turbine und eine Pumpe, welche beide für eine gleiche Drehrichtung bestimmt sind, und bei welcher das Turbinenrad und das oder die Pumpenräder auf einer gemeinsamen Welle sitzen, gekennzeichnet dadurch, daß der Diffusor der Pumpe an einer Sammelleitung angeschlossen ist, die gleichzeitig als Verteiler für die Turbine dient,

2. Hydraulische Maschine nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß das oder die Pumpenräder (4, 5) in verhältnismäßig großem Abstand von dem Turbinenrad (3) sitzen,, wobei der Diffusor der Pumpe über Leitungen (12) mit dem Verteiler (8) der Turbine verbunden i3t.

3. Hydraulische Maschine nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß das oder die Pumpenräder (4, 5) in verhältnismäßig großem Abstand von dem Turbinenrad (3) sitzen, wobei die Düsen (6, 7) der Turbine an dem Spiralgehäuse (17) der Pumpe angeschlossen sind.

4. Hydraulische Maschine nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß das oder die Pumpenräder (4, 5) in verhältnismäßig großem Abstand von dem Turbinenrad (3) sitzen, wobei die Düsen (6, 7) der Turbine und der Diffusor der Pumpe über Leitungen (12, 18) mit einem Spiralgehäuse verbunden sind, welches in einer zwischen dem oder den Pumpenrädern (4, 5) und dem Turbinenrad (3) liegenden Ebene angeordnet ist.

5» Hydraulische Maschine nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß die gemeinsame Welle (2) der Turbinen- und Pumpenräder (3 bzw. 4, 5) vertikal ist, und daß das oder die Pumpenräder (4, 5) auf dem unteren Wellenende sitzen.

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6. Hydraulische Maschine nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß die gemeinsame Welle (2) der Turbinen- und Pumpenräder (3 bzw, 4, 5) vertikal ist, und daß das Turbinenrad (3) auf dem unteren Ende der Welle (2) sitzt und das oder die Pumpenräder (4, 5) oberhalb des Turbinenrades (3) in verhältnismäßig großem Abstand von dem letzteren sitzen.

7. Hydraulische Maschine nach Punkt 1, ^kennzeichnet dadurch, daß der Schacht (9) der Turbine pneumatiaiert ist, damit das Wasserniveau im Abführkanal (11) der Turbine gesenkt wird.

8. Hydraulische Maschine nach den Punkten 1 bis 4, gekenn-· zeichnet dadurch, daß die Pumpe mehrstufig ist.

Hierzu J£l Seiten Zeichnungen