DE505259C

DE505259C - Process to prevent surge formation in the headwater supply line of hydropower plants

Info

Publication number: DE505259C
Application number: DEV22479D
Authority: DE
Inventors: Heinrich Roesle
Original assignee: JM Voith GmbH
Current assignee: JM Voith GmbH
Priority date: 1927-04-29
Filing date: 1927-04-29
Publication date: 1930-08-16

Description

Verfahren zur Verhinderung von Schwallbildung in der Oberwasserzuleitung von Wasserkraftanlagen Bei plötzlichen starken Entlastungen von Wasserkraftanlagen mit Oldruckgeschwindigkeitsreglern entsteht durch das nahezu plötzliche Abschätzen der iin Obergraben geführten Wassermenge eine beträchtliche Schwallbildung, die um so größer ist, je mehr bis zu einem gewissen Maximum der Schnellschluß der das Wasser verarbeitenden Turbinen und das vollständige Offnen eines Wechselauslasses (Leerschusses) zeitlich voneinander verschieden ist. Diese Schwallbildung macht über den höchsten Oberwasserspiegel hinausgehende Kanalufer erforderlich und ist bei jungen Kanaldämmen auch bei genügend hoher Ausführung wegen ihrer zerstörenden Wirkung sehr unerwünscht.Method to prevent surge formation in the headwater supply line of hydropower plants In the event of sudden heavy relief from hydropower plants with oil pressure regulators arises from the almost sudden estimation the amount of water carried in Obergraben caused a considerable surge, which the greater, the more, up to a certain maximum, the rapid action of the that Water-processing turbines and the complete opening of an interchangeable outlet (Empty shot) is different from one another in time. This gushing makes Canal banks that go beyond the highest headwater level are required and are in young sewer embankments, even if they are sufficiently high, because of their destructive nature Effect very undesirable.

Im Leerschuß angeordnete Abschlußorgane, deren Bauart, Wirkungsweise und Anordnung bekannt ist, bieten die Möglichkeit, in sehr kurzer Zeit einen Abfluß für die durch den Turbinenschluß abgeschätzten Wassermengen freizugeben. Diese Abschlußorgane werden aber, soweit sie selbsttätig arbeiten, bisher Mets erst durch den auftretenden Wasserschwall selbst geöffnet, d. h. die Schwallbildung muß nach der Entlastung der Turbine bereits mindestens teilweise eingetreten sein, ehe der Leerschuß freigegeben wird. Die Ausbildung des vollen Schwalles geht weiterhin so rasch vor sich, daß auch ein noch so schnelles Offnen des Leerlauforgans sie nicht mehr verhindern kann und die schädlichen Folgen des Schwalles doch eintreten. Die vorliegende Erfindung soll diese Mängel beseitigen. Sie besteht darin, daß die im gewöhnlichen Betriebe verriegelte Vorrichtung zum plötzlichen Offnen der Entlastungsanlage durch das Strom- oder Spannungsloswerden des Generators entriegelt wird. Damit ist als Anstoß für das öffnen der Entlastungsanlage ein solcher gewählt, der zeitlich vor dein Schließen der Turbine liegt, so daß das Abschlußorgan geöffnet wird, bevor der Schwall auftritt.Closing organs arranged in empty shot, their design, mode of operation and arrangement is known, offer the possibility of a drain in a very short time to release for the estimated by the turbine closure water quantities. These closing organs but, as far as they work independently, so far Mets only through the occurring Water surge itself opened, d. H. the surge must be formed after the discharge the turbine must have already entered at least partially before the empty shot is released will. The formation of the full surge continues so quickly that even the quickest opening of the idle organ can no longer prevent it and the damaging consequences of the flood do occur. The present invention aims to eliminate these deficiencies. It consists in the fact that in ordinary operations Locked device for sudden opening of the discharge system by the electricity or when the generator is de-energized. This is the impetus for the opening of the discharge system was chosen before closing the turbine is so that the closure member is opened before the surge occurs.

Vorrichtungen zur Durchführung dieses Verfahrens lassen sich leicht an allen für solche Zwecke bekannten Abschlußorganen anbringen. Dafür kommen selbsttätige Stauklappen, Sektorwehre, Drosselklappen und andere in Betracht.Devices for performing this method can be easily attach to all closing organs known for such purposes. For this come automatic ones Damming flaps, sector weirs, throttle flaps and others into consideration.

Selbsttätige Stauklappen werden bekanntlich durch ein Gegengewicht gegen den Druck des Wassers im Gleichgewicht gehalten und öffnen sich beim Eintritt eines gewissen LJberstaues. Soll die Klappe bereits ohne LTberstau öffnen, dann kann dies durch Anordnen eines im Öffnungssinne wirkenden Zusatzgewichtes geschehen, das jedoch im gewöhnlichen Betriebe durch eine von einem elektrischen Hubmagneten gesteuerte Verriegelung außer Kraft gesetzt ist. Wird der Generator stromlos, so wird die 'v"erriegelungsvorrichtung gelöst und die normale Gleichgewichtslage von Klappe und Gegengewicht derart gestört, daß die Klappe sich sehr rasch öffnet, ehe das Schließen der Turbine beginnt, und ganz offen ist, bevor der Wasserschwall sich bilden kann. Die Ursache für die Schwallbildung, nämlich das plötzliche Abschützen des Wasserstromes, wird dadurch vermieden, indem der letztere in gleicher Weise, wie er durch das Schließen der Turbine abgedrosselt, durch den Leerschuß umgeleitet wird. Das Gegengewicht ist natürlich so anzuordnen, daß die normale Wirkungsweise der Stauklappe, sich bei Überstau umzulegen, nicht gestört wird.As is known, automatic storage flaps are provided by a counterweight Balanced against the pressure of the water and open upon entry of a certain overflow. If the flap is to open without overflowing, then this can be done by arranging an additional weight acting in the opening direction, However, in normal operations by means of an electric lifting magnet controlled locking is overridden. Will the generator de-energized, the 'v' locking device is released and the normal equilibrium position is established so disturbed by the flap and counterweight that the flap opens very quickly, before the turbine starts to close, and is fully open before the surge of water can form. The cause of the surge, namely the sudden protection of the water flow, is avoided by using the latter in the same way, how he throttled by closing the turbine, diverted by the empty shot will. The counterweight is of course to be arranged in such a way that the normal mode of operation the flap is not disturbed to turn over in the event of an overflow.

Abb. i zeigt eine solche Anordnung. Es bedeutet a die Stauklappe, b das Gegengewicht, c das Zusatzgewicht, d die Verriegelung, e den Hubmagnet.Fig. I shows such an arrangement. It means a the flap, b the counterweight, c the additional weight, d the lock, e the lifting magnet.

Eine weitere Möglichkeit, den Erfindungsgedanken bei selbsttätigen Stauklappen zu verwirklichen, besteht darin, die Klappe auf einen Rahmen oder auf einen besonderen beweglichen Verschlußkörper zu setzen und diesen Rahmen oder Verschlußkörper in einer dein konstant zu haltenden Oberwasserspiegel entsprechenden Lage mittels einer ebenfalls durch einen Hubmagneten beeinflußten Verriegelungsvorrichtung zu halten. Bei Stromloswerden des Generators wird diese Vorrichtung wieder entriegelt, wodurch unter Zuhilfenahme geeigneter bekannter Mittel der Rahmen oder der Verschlußkörper einschließlich Klappe um ein gewisses 'Maß plötzlich fallen gelassen wird. Diese Maßnahme kommt einer künstlichen Überstauung der 'Überfallklappe gleich, wodurch diese sehr rasch öffnet und in gleicher Weise wie vorher die Schwallbildung verhindert.Another way to use the inventive idea with self-acting To realize storage flaps, the flap on a frame or on to set a special movable breechblock and this frame or breechblock in a position corresponding to your upstream water level to be kept constant a locking device also influenced by a lifting magnet keep. When the generator is de-energized, this device is unlocked again, whereby, with the aid of suitable known means, the frame or the closure body including flap is suddenly dropped to a certain extent. These Measure is equivalent to an artificial overflow of the 'overflow flap, whereby this opens very quickly and prevents the surge from forming in the same way as before.

In Abb.2 ist eine derartige Anordnung dargestellt, wobei die Klappe auf eine Schütze gesetzt ist. Es haben cs, b, d und e die gleiche Bedeutung wie in Abb. i, weiter ist f die Schütze, g ihre Winde, 1t der Anschlag, der den Fall begrenzt.In Fig.2 such an arrangement is shown, with the flap placed on a gate. Cs, b, d and e have the same meaning as in Fig. I, furthermore f is the shooter, g their winch, 1t the stop that limits the fall.

Die Mittel zur Wegnahme des Anschlags für völliges Niederlassen der Schütze sind nicht gezeichnet.The means of removing the attack for complete settlement of the Sagittarius are not drawn.

In Abb.3 ist die Vorrichtung für eine Drosselklappe dargestellt. Die Drosselklappe i öffnet sich unter dem Einfluß des Gewichtes k, das durch die Verriegelung (i mittels des Hubmagneten e gehalten wird. Bei Stromloswerden des Generators gibt der Hubmagnet die Verriegelung frei, und das Gewicht öffnet die Klappe plötzlich.In Fig.3 the device for a throttle valve is shown. the Throttle valve i opens under the influence of the weight k, which is caused by the lock (i is held by means of the lifting magnet e. When the generator is de-energized, there is the solenoid releases the lock and the weight suddenly opens the flap.

Abb. ,4 zeigt als Verschlußkörper einen Sektor gemäß der Erfindung. Der Sektor l ist durch das Gegengewicht b im Gleichgewicht gehalten, das Zusatzgewicht c sucht ihn zu öffnen, d ist Wieder die Verriegelung, e der Hubmagnet. Die Wirkungsweise entspricht der der übrigen Beispiele. Die Vorrichtungen für das selbsttätige Arbeiten der Drosselklappe und des Sektors im Falle des Steigens des normalen Wasserspiegels bei teilweiser Entlastung der Wasserkraftmaschine sind in den Abb. 3 und .I nicht gezeichnet.Fig. 4 shows a sector according to the invention as the closure body. The sector l is kept in equilibrium by the counterweight b, the additional weight c tries to open it, d is the lock again, e the lifting magnet. The mode of action corresponds to that of the other examples. The devices for automatic work the throttle and sector in case of normal water level rise in the case of partial relief of the water power machine, figs. 3 and .I do not drawn.

Das öffnende Gewicht kann natürlich auch durch Federkraft o. dgl. ersetzt «-erden.The opening weight can of course also by spring force or the like. replaces «-erden.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Method for preventing gush formation in the headwater supply line of hydropower plants with a relief system for Discharge of excess water, characterized in that the normal operation Locked device for sudden opening of the discharge system by the electricity or when the generator is de-energized.

2. Device for carrying out the method according to claim i, characterized in that a rotatable closure body (flap or segment weir a, i,?) Is provided with an additional weight (c, k) which acts in the sense of opening the rotating body and is locked in normal operations is.

3. Apparatus for performing the method according to claim i, characterized in that the normal operation. locked baffle (f) carries an automatic baffle flap balanced by a counterweight (b) and, after releasing the lock, can be lowered to a stop (h) of the guides for the purpose of sudden creation of an overflow causing the flap to be flipped over.