DE4135707A1 - Verfahren zur verringerung des schwemmgutanfalls bei wasserkraftwerken u. dgl., sowie vorrichtung zur durchfuehrung des verfahrens - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren, mit dessen Hilfe sich die Schwemmgutmenge, die an Rechen von Wasserkraft­ werken und Anlagen, die zu Betriebszwecken Wasser aus dem natürlichen Wasserkreislauf verwenden, anfällt und als Müll in zunehmendem Maße kostspieliger entsorgt werden muß, auf das für einen sicheren Betrieb eines Wasserkraftwerkes notwendige Maß reduzieren läßt, sowie die hierzu erforderliche Vorrichtung.

Bei Wasserkraftwerken müssen die Wassertriebwerke vor angeschwemmten Feststoffen geschützt werden, da diese Turbinenschaufeln beschädigen und in ungünstigen Fällen das gesamte Wassertriebwerk zerstören können. Dies geschieht in den meisten Fällen durch stromoberseitig der Wassertriebwerke in die Zustromseite eingesetzte Gitterstäbe, die einen sogenannten Rechen bilden.

Diese Rechenanlagen müssen je nach Schwemmgutanfall von Zeit zu Zeit mittels Reinigungsorganen, die das Schwemm­ gut von den Rechen abstreifen, gereinigt werden, um den Strömungswiderstand an der Rechenanlage auf ein für den Betrieb des Wasserkraftwerks erforderliches Maß zu ver­ ringern.

Hierzu sind verschiedenartige technische Lösungen be­ kannt geworden. Üblich ist ein Schieber oder eine Harke als Reinigungsorgan, das durch Kettenantrieb oder durch hydraulisch betätigte Schwenkarme den Rechen von unten nach oben abstreift, dabei das Schwemmgut mitnimmt und dieses außerhalb des Wassers abwirft.

Nach heftigen Niederschlägen, wenn viel Kleinschwemmgut in die Flüsse eingetragen wird, und auch im Herbst durch Laubfall setzen sich derartige Rechenanlagen bei Wasser­ kraftwerken sehr schnell zu, entsprechend groß ist der zu entsorgende Schwemmgutanfall.

Die Pflicht der Entsorgung dieses Schwemmgutes obliegt den Anlagenbetreibern. Da das Schwemmgut als Müll zu­ nehmend kostspieliger entsorgt werden muß, beeinträch­ tigt die Entsorgung des Schwemmguts die Rentabilität von Wasserkraftwerken kleiner bis mittlerer Leistung.

Bei näherer Untersuchung des Schwemmgutes läßt sich feststellen, daß es sich bei diesem zum größten Teil (75% und mehr) um Laub, Blütenstauden, Gras o. ä. han­ delt, Feststoffe also, die in keiner Weise die Betriebs­ sicherheit der Wassertriebwerke beeinträchtigen können, so daß sie aufgrund ihrer Eigenschaften wie Größe und Festigkeit den Rechen eigentlich passieren könnten. Gleichwohl bleibt dieses Schwemmgut durch seine Quer­ lage oder durch bereits angestautes Schwemmgut am Rechen hängen und muß dann ebenfalls kostspielig entsorgt werden.

In der Offenlegungsschrift DE 35 06 846 A1 wird vorge­ schlagen, durch schräggestellte Rechenzinken Weichteile des Schwemmgutes, z. B. Laub, zwischen Rechenzinken und Gitterstab zu zerschneiden, so daß die zerkleinerten Laubteile mit dem Flußwasser weiterfließen können, ohne auf den Betrieb störend zu wirken. Außerdem soll während der Zeit starken Laubanfalls während ein bis zwei Mona­ ten der Gitterabstand der Rechenanlage vergrößert wer­ den, so daß das Laub ohne Belastung des Rechens weiter­ schwimmt.

Der erste Vorschlag wird schwerlich zu dem angestrebten Ergebnis führen, während der zweite Vorschlag für die Sicherheit des Wasserkraftwerkes sehr bedenklich ist, zumal nicht einzusehen ist, warum großstückigeres Schwemmgut, das in diesem Fall die weitergestellten Gitterstäbe passiert, während ein bis zwei Monaten im Jahr für Wassertriebwerke unschädlich sein sollte.

Demgegenüber ist es Aufgabe vorliegender Erfindung, ein Verfahren vorzuschlagen, durch das kleinstückiges, wei­ ches Schwemmgut wie Laub, Blütenstauden, Gras o. dgl., das sich an den Zinken von Rechenanlagen angesammelt hat, dem Gewässer nicht entnommen wird, so daß es nicht entsorgt werden muß.

Die Aufgabe wird dadurch gelöst, daß vor dem Rechen im Bereich des abgelagerten Schwemmgutes eine turbulente Rückströmung erzeugt wird, durch die das an dem Rechen abgelagerte Schwemmgut von den Gitterstäben wieder ab­ gehoben und aufgrund der Wasserverwirbelung kleinstücki­ ges Schwemmgut zwischen den Zinken des Reinigungsrechens hindurch geschwemmt wird.

Von Vorteil ist es, wenn die Rückströmung örtlich be­ grenzt ist und langsam über den Reinigungsrechen geführt wird. Die Rückströmung wird durch ein vor der Rechenan­ lage in dem Wasserstrom angebrachtes Wirbelblech erzeugt, das parallel zu den Gitterstäben der Rechenanlage auf und ab bewegt werden kann.

In vorteilhafter Weise kann das Wirbelblech direkt auf dem ohnehin vorhandenen Reinigungsschieber oder der Reinigungsharke angebracht werden. Eines Umbaues der Rechenreinigungsanlage bedarf es dazu nicht.

Einzelheiten der Erfindung werden nachstehend anhand eines Ausführungsbeispiels in Verbindung mit der zuge­ hörigen Zeichnung, die in schematischer Darstellung eine Rechenreinigungsanlage vor dem Einlaß eines Wasser­ triebwerkes zeigt, beschrieben.

In der Zeichnung ist mit 1 allgemein eine Rechenreini­ gungsanlage bezeichnet, die sich stromoberseitig des Wasserkraftwerks in dem Flußlauf 2 befindet. Sie besteht im wesentlichen aus einem Reinigungsrechen mit in Ab­ stand zueinander stehend angeordneten, parallelen Zin­ ken 3, die zusammen mit der in Verlängerung der Zinken oberhalb des Flußniveaus sich anschließenden Blech­ schürze 4, eine Schräge bildet. An der Blechschürze 4 ist eine Abwurfkante 5 ausgebildet, über die Schwemmgut durch einen Reinigungsschieber 6 in eine nicht darge­ stellte Abwurfrinne befördert werden kann.

Der Reinigungsschieber 6 besteht in vorliegendem Bei­ spiel aus einem Vierkantprofil 7, das sich vor den Rechenzinken 3 quer zu diesen über die gesamte Breite der Rechenanlage erstreckt. An der Unterseite des Vier­ kantprofils 7 ist eine, gegen die Zinken 3 weisende Reinigungslippe 8 befestigt, mit deren Hilfe das Schwemm­ gut von den Zinken nach oben abgestreift und über die Abwurfkante 5 der Blechschürze 4 abgeworfen werden kann.

Getragen und geführt wird der Reinigungsschieber 6 durch einen Betätigungs- und Führungsarm 9, mit dessen Hilfe der Reinigungsschieber bewegt werden kann.

An dem Reinigungsschieber 6 ist ein Wirbelblech 10 an­ gebracht, das im wesentlichen senkrecht in die Wasser­ strömung 11 ragt.

Hinter dem Wirbelblech 10 bildet sich eine Wasserwalze 12 aus, die an den Gitterstäben eine örtliche Rückströ­ mung 13 bewirkt, durch die an den Zinken 3 abgelagertes Schwemmgut zeitlich und örtlich wieder abgehoben und an anderer Stelle wieder gegen die Gitterstäbe 3 und an diesen vorbei geführt wird.

Da die Strömung hinter dem Wirbelblech 10 stark turbu­ lent ist und Strömungskomponenten quer zu den Zinken 3 aufweist, wird kleinstückiges Schwemmgut, insbesondere Blätter in der turbulenten Strömung so ausgerichtet, daß es zwischen den Zinken passieren kann. Von dem Rei­ nigungsrechen wird dann nur noch grobstückiges Schwemm­ gut, wie Äste, Flaschen und ähnlicher Unrat zurückge­ halten und von dem Reinigungsschieber mitgenommen. Die zu entsorgende Schwemmgutmenge verringert sich dadurch auf ein notwendiges Minimum. Die Entsorgungskosten sind dementsprechend niedrig.

Ein besonderer Vorteil der Erfindung ist darin zu sehen, daß auch bereits bestehende Rechenreinigungsanlagen ohne Umbau mit einem Wirbelblech nachgerüstet werden können.

Die Reinigungswirkung für das fließende Gewässer wird dabei nicht beeinträchtigt, da nach wie vor Treibholz, Unrat, Tierkadaver u.ä. ausgefiltert werden, natürliche, abbaubare pflanzliche Stoffe dagegen nicht unnötiger­ weise der Entsorgung, verbunden mit Mülltransport, Müll- Lagerung und Müllverbrennung zugeführt werden müssen.

Außerdem arbeitet das erfindungsgemäße Verfahren zur Verringerung des zu entsorgenden Schwemmgutanfalls ohne zusätzliche Energiezufuhr aufgrund der ohnehin vorhan­ denen Wasserströmung.

Die Reinigung der Rechenanlage von Kleinschwemmgut mit­ tels des Wirbelblechs 10 erfolgt sukzessive über die gesamte Vertikalerstreckung der Rechenzinken 3, indem der Reinigungsschieber 6 mittels des Betätigungsarmes 9 langsam von unten nach oben über die Zinken geführt wird. Dieser Vorgang kann von Hand gesteuert werden oder aber auch automatisch erfolgen, z. B. durch Messung des Strö­ mungswiderstandes an der Rechenanlage. Eine vorhandene automatisierte Rechenreinigung muß dabei nur geringfügig in ihrer Steuerung modifiziert werden, um den erfindungs­ gemäß gewünschten Erfolg zu erreichen.

Der Reinigungsvorgang muß jeweils so rechtzeitig einge­ leitet werden, daß noch eine ausreichend starke Strömung vorliegt, um die für die Reinigung des Rechens von Klein­ schwemmgut erforderliche Rückströmung zu gewährleisten.

Claims (7)

1. Verfahren zur Verringerung der zu entsorgenden Schwemmgutmenge an Reinigungsrechen von Wasser­ kraftwerken od. dgl., dadurch gekennzeichnet, daß an dem Reinigungsrechen ein turbulenter Rückstrom erzeugt wird, durch den angelagertes Schwemmgut aufgewirbelt und der kleinstückige Feststoffanteil in dem Schwemmgut durch den Rechen gespült wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Rückstrom an dem Reinigungsrechen in einem örtlich begrenzten Bereich erzeugt wird, so daß nur ein Teil des Reinigungsrechens von dem Rück­ strom beaufschlagt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 und/oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der örtlich begrenzte Rück­ strom entlang der Erstreckung des Reinigungsre­ chens geführt wird.

4. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3, gekenn­ zeichnet durch ein in der Strömung vor dem Reini­ gungsrechen (1) angebrachtes, parallel zu den Rechenzinken (3) verfahrbares Wirbelblech (10).

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeich­ net, daß das Wirbelblech (10) an dem Reinigungs­ schieber (6) angebracht ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 4 und/oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Wirbelblech (10) Ein­ schnitte aufweist.

7. Vorrichtung nach mindestens einem der vorangegan­ genen Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Wirbelblech (10) zusammen mit dem Reini­ gungsschieber (6) bewegbar ist.