DE10017598A1 - Device for deviating fish wandering downstream from an inlet channel of a turbine of a hydroelectric plant has a flow barrier in the inlet channel extending across the flow direction - Google Patents
Device for deviating fish wandering downstream from an inlet channel of a turbine of a hydroelectric plant has a flow barrier in the inlet channel extending across the flow directionInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung, die flußabwärts wandernde Fische aus dem Turbineneinlaufkanal eines Wasserkraftwerkes an der Turbine vor bei ableitet.The invention relates to a device for fish migrating downstream from the turbine inlet duct of a hydropower plant in front of the turbine at derives.
Derartige Vorrichtungen sind sinnvoll und notwendig, weil sie das Leben und die Unversehrtheit vieler im Wasser lebender Tiere, insbesondere von Fi schen, bewahren. Für diese Tiere stellen Wasserkraftwerke mit ihren Tur binen eine große Gefahr dar. Hieran ändern auch vorgeordnete und im Ein laufkanal der Turbine eingebaute Feinrechen wenig. Hohe Fließgeschwin digkeiten des Wassers, ungünstige Anordnungen und Ausbildungen der Re chen sowie der Betrieb der Rechenreinigungsanlagen führen schon vor dem Erreichen der Turbine zu Verletzungen und nicht selten zum Tod der Tiere. Besonders gefährdet sind jene Fische, wie zum Beispiel Aale, die von ihrem Instinkt geleitet zu einer bestimmten Jahreszeit der Wasserströmung folgend flußabwärts wandern und dabei versuchen, Hindernisse zu überwinden.Such devices are useful and necessary because they are life and the integrity of many aquatic animals, especially fi keep it. For these animals, hydroelectric power plants with their door bine pose a great danger. This also changes upstream and in on runner of the turbine built-in fine rake little. High flow rate water, unfavorable arrangements and training of the Re Chen and the operation of the screen cleaning systems lead even before Reaching the turbine for injuries and often death of the animals. Those fish, such as eels, are particularly at risk from their Instinct guided by the water flow at a certain time of year Walk down the river trying to overcome obstacles.
Bei einer bekannten Vorrichtung dieser Art ist kurz über dem Boden des Tur bineneinlaufkanals, hinter einem Grobrechen, direkt unter dem Feinrechen vor der Turbine eine große Ableitöffnung angeordnet, die sich trichterartig zum Bypaßrohr verengt, das horizontal innerhalb des Turbineneinlaufkanals verlegt ist. Die Ableitöffnung nimmt etwa ein Drittel der Breite des Turbinen einlaufkanals ein und ist etwa zehn Zentimeter hoch. Im Vergleich zum Ge samtquerschnitt des Turbineneinlaufkanals ist diese Ableitöffnung relativ groß. Somit wird eine entsprechend große Wassermenge an der Turbine vorbei geleitet, so daß die Energieausbeute des Wasserkraftwerkes entspre chend sinkt. Deshalb wird in der Praxis die verschließbare Ableitöffnung nur in der Zeit der Fischwanderung und dann auch nur sporadisch geöffnet, was die Wirksamkeit der Vorrichtung stark reduziert. Hinzu kommt, daß die am Gewässergrund wandernden Fische beispielsweise Aale, die Ableitöffnung kaum finden, weil sie oberhalb einer wenn auch niedrigen Stufe angeordnet ist. Auch sind die Strömungsgeschwindigkeiten im Bereich und neben der Ableitöffnung so, daß die der schnelleren Strömung folgenden Aale nicht un bedingt zur Ableitöffnung gelangen.In a known device of this type is just above the bottom of the door leg inlet channel, behind a coarse screen, directly under the fine screen A large discharge opening is arranged in front of the turbine, which is funnel-like narrowed to the bypass pipe, which is horizontal within the turbine inlet duct is misplaced. The discharge opening takes up about a third of the width of the turbine inlet channel and is about ten centimeters high. Compared to Ge the total cross-section of the turbine inlet duct, this discharge opening is relative large. This results in a correspondingly large amount of water at the turbine passed by, so that the energy yield of the hydropower plant corresponds declines. Therefore, in practice, the closable discharge opening only in the time of the fish migration and then only sporadically opened what the effectiveness of the device is greatly reduced. In addition, the most Fish migrating to the bottom of the water, for example eels, the discharge opening hardly find it because it is arranged above a level, albeit a low one is. Also the flow velocities are in the range and next to the Discharge opening so that the eels following the faster flow are not un conditionally get to the discharge opening.
Bei einer anderen bekannten Vorrichtung sind etwa 1,50 m vor einem Fein rechen im ebenen Boden des Turbineneinlaufkanals Ableitöffnungen ange ordnet, an die sich senkrecht nach unten führende Rohre anschließen. Diese Rohre münden mit ihren unteren Enden unter Verwendung von 90°C-Winkeln in einem unter dem Wasserkraftwerk durchgeführten Bypaßrohr. Auch diese Vorrichtung hat sich in der Praxis als wenig wirksam erwiesen. Die Tiere fin den die Ableitöffnungen offenbar nur schlecht und nehmen sie auch nicht an. Der Grund hierfür dürfte die unnatürliche, senkrecht nach unten gerichtete Strömung in den Ableitöffnungen und Ableitrohren sein. Da die Ableitöffnun gen außerdem noch mit einem Gitterrost abgedeckt sind, besteht für die Tiere wenig Anreiz in diese hineinzuschwimmen, zumal die Gitterroste nicht selten ganz oder teilweise verstopfen.Another known device is about 1.50 m in front of a fine have discharge openings in the flat floor of the turbine inlet duct arranges, to which pipes leading vertically downwards are connected. This Pipes open at their lower ends using 90 ° angles in a bypass pipe carried out under the hydroelectric power station. This too Device has proven to be ineffective in practice. The animals fin the discharge openings are obviously poor and do not accept them. The reason for this is probably the unnatural, vertically downward Flow in the discharge openings and discharge pipes. Since the discharge opening are also covered with a grating, for Animals have little incentive to swim into them, especially since the gratings do not rarely block completely or partially.
Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, eine Vorrichtung zum Ableiten flußab wandernder Fische aus dem Einlaufkanal der Turbine eines Wasser kraftwerkes zu schaffen, die wirksamer als die bekannten Vorrichtungen ist, ohne die Energieausbeute des Wasserkraftwerkes nennenswert zu beein trächtigen.The invention is based on the problem of a device for deriving Fish migrating downstream from the inlet channel of a water turbine power plant that is more effective than the known devices, without significantly affecting the energy yield of the hydropower plant pregnant.
Dieses Problem wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß im Turbinenein laufkanal eine sich quer zur Strömungsrichtung erstreckende Anström schwelle mit mindestens einer Ableitöffnung angeordnet ist, die über ein Ab leitrohr zum Unterwasser führt. Die Ableitöffnung und das Ableitrohr sind vor zugsweise nach unten geneigt und die Ableitöffnungen können trichterförmig ausgebildet sein. Sie sind vorzugsweise so dimensioniert, daß die Tiere beim Einschwimmen in die Ableitöffnungen infolge der hohen Fließgeschwindigkeit förmlich angesaugt werden und es ihnen nicht möglich ist, wieder ins Ober wasser zurückzuschwimmen. This problem is solved according to the invention in that in the turbine run channel an inflow extending transversely to the direction of flow Threshold is arranged with at least one discharge opening, which has an Ab guide tube leads to underwater. The discharge opening and the discharge pipe are in front preferably inclined downwards and the discharge openings can be funnel-shaped be trained. They are preferably dimensioned so that the animals when Float in the discharge openings due to the high flow rate literally sucked in and it is not possible for them to get up again to swim back water.
Mehrere Ableitrohre münden vorteilhafterweise in einen Sammler, von dem aus ein oder mehrere Bypassrohre zum Unterwasser führen können.Several discharge pipes advantageously open into a collector from which can lead from one or more bypass pipes to the underwater.
Die Anströmschwelle kann Bestandteil einer Bodenrinne des Turbinenein laufkanals sein. Eine solche Rinne kommt dem natürlichen Verhalten von dicht über dem Grund wandernden Fischen entgegen. Sie empfinden die Rinne als eine der üblichen Vertiefungen im Gewässerboden und, weil sie stets dicht über dem Grund bleiben wollen, schwimmen sie in die Rinne hin ein. Dort, außerhalb der Hauptströmung des zur Turbine fließenden Was sers, bestehen jedoch deutlich veränderte Strömungsverhältnisse. Da die Rinne tiefer und quer zur Hauptströmungsrichtung des zur Turbine fließen den Wassers liegt, überwiegen in ihr zu den Ableitöffnungen führende Strö mungen. Die Fische in der Rinne erkennen darin ihre Leitströmung und fol gen ihr. Unterstützt wird dieses Verhalten der Fische durch eine geneigte Anordnung der Ableitöffnungen und der Ableitrohre, deren Neigung aber möglichst gering sein sollte; sie verlaufen vorzugsweise parallel zur horizon talen Turbinenachse.The inflow threshold can be part of a gutter of the turbine run channel. Such a gutter comes from the natural behavior Fish migrating close to the bottom. You feel that Gully as one of the usual depressions in the water bed and because of it always want to stay close to the bottom, swim into the gutter on. There, outside the main flow of what flows to the turbine sers, however, there are significantly changed flow conditions. Since the Channel deeper and transverse to the main flow direction of the flow to the turbine currents leading to the discharge openings predominate in the water mung. The fish in the channel recognize their leading flow and fol against her. This behavior of the fish is supported by an inclined one Arrangement of the discharge openings and the discharge pipes, but their inclination should be as low as possible; they are preferably parallel to the horizon talen turbine axis.
Die Verwendung der Rinne mit der Ableitschwelle und den integrierten Ab leitöffnungen bietet neben einem effektiven Ableiten der Fische den weiteren Vorteil, daß eine relativ geringe Wassermenge zum Erzeugen einer für die Fische deutlich wahrnehmbaren Leitströmung ausreicht. Folglich ist der Wasserverlust und damit auch der Energieverlust für das Wasserkraftwerk gering. Die Vorrichtung kann deshalb ständig in Betrieb gehalten werden. Der Verlust an Fischen wird deutlich reduziert, so daß keine bzw. nur geringere Entschädigungszahlungen anfallen.The use of the gutter with the discharge threshold and the integrated drain In addition to an effective drainage of the fish, Leitöffnungen offers the other Advantage that a relatively small amount of water to produce one for the Fish clearly perceptible flow is sufficient. Hence the Loss of water and with it the loss of energy for the hydropower plant low. The device can therefore be kept in operation at all times. The loss of fish is significantly reduced, so that none or only lower compensation payments are incurred.
Günstig ist es, wenn die Rinne eine von der Bodenfläche des Turbinenein laufkanals ausgehende, in Strömungsrichtung betrachtet nach unten ge neigte Bodenfläche besitzt. So vermeidet man einen die Fische störenden und abschreckenden Stufensprung im Bereich der vorderen Rinnenkante. It is convenient if the trough is one from the bottom surface of the turbine outgoing channel, viewed in the direction of flow down ge inclined floor area. In this way, you avoid one that bothers the fish and deterrent step jump in the area of the front gutter edge.
Der Übergang zwischen der Bodenfläche des Turbineneinlaufkanals und der Bodenfläche der Rinne sollte mit großem Radius ausgerundet sein.The transition between the bottom surface of the turbine inlet duct and the The bottom surface of the channel should be rounded with a large radius.
Es erweist sich als vorteilhaft, die nach unten geneigten, trichterförmigen Ableitöffnungen in der Anströmschwelle anzuordnen. So wird das Entstehen der gewünschten Leitströmungen unterstützt, die Fische werden direkt in die Ableitöffnungen geführt und Verletzungen vermieden, die an den sonst rechtwinkligen Rändern bzw. Kanten der Ableitöffnungen möglich wären. Die Ableitöffnungen liegen so, daß die Fische ihre Schwimmrichtung nicht we sentlich verändern müssen, um in die Ableitöffnungen hinein zu gelangen. Außerdem ermöglicht eine solche Anordnung ein einfaches Verlegen der Ableitrohre.It turns out to be advantageous to use the funnel-shaped sloping downward Arrange discharge openings in the inflow threshold. This is how it comes to be the desired leading currents are supported, the fish are directly in the Discharge openings and injuries avoided that otherwise rectangular edges or edges of the discharge openings would be possible. The Discharge openings are so that the fish do not know their swimming direction have to change significantly to get into the discharge openings. In addition, such an arrangement enables easy installation of the Discharge pipes.
Es ist ratsam daß sich die Rinne über die gesamte Breite der Bodenfläche des Turbineneinlaufkanals erstreckt. Es werden dann alle Fische abgeleitet, die sich im Turbineneinlaufkanal befinden.It is advisable that the gutter extends over the entire width of the floor area of the turbine inlet duct extends. Then all fish are derived, which are located in the turbine inlet duct.
Zweckmäßigerweise sollte die Anströmschwelle bzw. die Rinne im Turbinen einlaufkanal hinter einem Grobrechen und vor einem Feinrechen angeordnet sein. Der Grobrechen schützt die Anströmschwelle bzw. die Rinne und alle nachgeordneten Teile der Vorrichtung vor im Wasser mitgeführtem größeren Unrat und verhindert Verstopfungen, ohne für die Fische ein spürbares Hin dernis zu sein. Vor dem für die Fische deutlich gefährlicheren Feinrechen werden sie jedoch abgeleitet und damit geschützt.Appropriately, the inflow threshold or the channel should be in the turbine inlet channel arranged behind a coarse screen and in front of a fine screen his. The coarse screen protects the inflow threshold or the channel and all Subordinate parts of the device in front of larger carried in the water Debris and prevents blockages without a noticeable indication for the fish to be dernis. Before the fine rake, which is much more dangerous for the fish however, they are derived and thus protected.
Für eine Funktionskontrolle kann bei einer entsprechenden Konstruktion das Bypaßrohr im Unterwasser vor einem Netzsack enden, der sich von dem By paßrohr lösen und aus dem Wasser herausnehmen läßt. Mit einem solchen Netzsack lassen sich alle Tiere fangen, die innerhalb einer bestimmten Zeit in die Vorrichtung gelangt sind. Auf diese Weise läßt sich die Wirksamkeit der Vorrichtung jederzeit kontrollieren.With a corresponding construction, this can be used for a functional check Bypass tube ends in the underwater in front of a mesh bag that extends from the By Loosen the fitting tube and take it out of the water. With one Net bag can catch all animals within a certain time got into the device. In this way, the effectiveness check the device at any time.
In den Zeichnungen ist die erfindungsgemäße Vorrichtung anhand eines Ausführungsbeispieles des näheren dargestellt. In der Zeichnung zeigen:In the drawings, the device according to the invention is based on a Exemplary embodiment shown in more detail. The drawing shows:
Fig. 1 ein Wasserkraftwerk mit einer Vorrichtung zum Ableiten flußabwärts wandernder Fische im Längsschnitt; Figure 1 is a hydroelectric power plant with a device for deriving downstream migrating fish in longitudinal section.
Fig. 2 den vorderen Bereich eines Turbineneinlaufkanals des Wasserkraft werkes in vergrößertem Maßstab im Längsschnitt; Figure 2 shows the front region of a turbine inlet duct of the hydropower plant on an enlarged scale in longitudinal section.
Fig. 3 den vorderen Bererich eines Turbineneinlaufkanals des Wasser kraftwerkes in vergrößertem Maßstab in der Draufsicht; Figure 3 shows the front area of a turbine inlet channel of the water power plant in an enlarged scale in plan view.
Fig. 4 die Mündung des Bypaßrohres im Unterwasser mit Netzsack in der Draufsicht. Fig. 4 shows the mouth of the bypass tube in the underwater with a mesh bag in plan view.
Eine Turbine 1 steht auf einem Betonfundament 2. Die Turbine 1 ist um strömt von Wasser, das durch einen Turbineneinlaufkanal 3 aus dem Ober wasser 4 eines Flußlaufes zufließt und durch einen Turbinenauslaufkanal 5 in das Unterwasser 6 des Flusses abfließt.A turbine 1 stands on a concrete foundation 2 . The turbine 1 is flowing around water that flows through a turbine inlet channel 3 from the upper water 4 of a river and flows through a turbine outlet channel 5 into the underwater 6 of the river.
Vorne im Turbineneinlaufkanal 3 ist ein Grobrechen 7 angeordnet, der grö ßeren Unrat fernhält. Mit einigem Abstand von der Turbine 1 ist ein Feinre chen 8 angeordnet, der auch kleinere Teile festhält, die sich im Wasser be finden. Zwischen dem Grobrechen 7 und dem Feinrechen 8 befinden sich Ableitöffnungen 9, von denen in Fig. 1 aber nur eine erkennbar ist. Die Ab leitöffnungen 9 dienen zum Ableiten von flußabwärts wandernden Fischen und anderen Tieren aus dem Turbineneinlaufkanal 3. An jede dieser Ableit öffnungen 9 schließt sich ein Ableitrohr 10 an, das zu einem Sammler 11 führt, von dem aus ein Bypaßrohr 12 die Fische unter dem Wasserkraftwerk durch in das Unterwasser 6 des Flusses leitet. The front of the turbine inlet duct 3, a coarse screen 7 is located, the RESIZE ßeren debris keeps. With some distance from the turbine 1 , a Feinre chen 8 is arranged, which also holds smaller parts that can be found in the water. Between the coarse screen and the fine screen 7 8 9 there are exhaust openings, of which in Fig. 1 but only one can be seen. From the guide openings 9 are used to derive downstream fish and other animals from the turbine inlet channel 3rd At each of these discharge openings 9 is connected to a discharge pipe 10 , which leads to a collector 11 , from which a bypass pipe 12 conducts the fish under the hydroelectric power plant into the underwater 6 of the river.
Die vergrößerte Darstellung in Fig. 2 läßt erkennen, daß sich im Boden 13 des Turbineneinlaufkanals 3 eine im wesentlichen quer zur Hauptströmungs richtung sich erstreckende Rinne 14 befindet, in deren Anströmschwelle 15 die Ableitöffnungen 9 nach unten geneigt angeordnet sind. Es verläuft jedes der Ableitrohre 10 mit geringer Neigung nach unten. Außerdem besitzt die Rinne 14 einen von der Bodenfläche des Turbineneinlaufkanals 3 ausgehen den, in Strömungsrichtung betrachtet nach unten geneigten Boden. Der Übergang zwischen der Bodenfläche des Turbineneinlaufkanals 3 und dem Boden der Rinne 14 ist mit großem Radius gerundet.The enlarged representation in Fig. 2 shows that in the bottom 13 of the turbine inlet duct 3 is a substantially transverse to the main flow direction extending channel 14 , in the inflow threshold 15, the discharge openings 9 are arranged inclined downwards. Each of the discharge pipes 10 runs downward with a slight inclination. In addition, the trough 14 has a base that starts from the bottom surface of the turbine inlet duct 3 and is inclined downward in the flow direction. The transition between the bottom surface of the turbine inlet duct 3 and the bottom of the channel 14 is rounded with a large radius.
Fig. 3 zeigt, daß in der Rinne 14 mehrere Ableitöffnungen 9 verteilt sind. Die sich an die Ableitöffnungen 9 anschließenden Ableitrohre 10 sind fä cherförmig verlegt und in einem Sammler 11 zusammengeführt. Die nach unten geneigten Ableitöffnungen 9 sind trichterförmig ausgebildet und in der Anströmschwelle 15 der Rinne 14 angeordnet, wobei sie jeweils zu den Ab leitöffnungen 9 hin trichterförmig gestaltet sind. Die Rinne 14 erstreckt sich über die gesamte Breite des Turbineneinlaufkanals 3. Fig. 3 shows that a plurality of discharge openings 9 are distributed in the channel 14 . The discharge pipes 10 adjoining the discharge openings 9 are laid in a fan shape and brought together in a collector 11 . The downward inclined discharge openings 9 are funnel-shaped and arranged in the inflow threshold 15 of the channel 14 , wherein they are each funnel-shaped towards the discharge openings 9 . The channel 14 extends over the entire width of the turbine inlet duct 3 .
In Fig. 4 ist dargestellt, wie das Bypaßrohr 12 im Unterwasser 6 und in ei nen Netzsack 16 mündet, der zur Funktionskontrolle lösbar auf das Ende des Bypaßrohres 12 aufgeschoben ist. Das Ende des Bypaßrohres 12 ist dabei an einer Spundwand 17 möglichst in Ufernähe und gut zugänglich befestigt.In Fig. 4 it is shown how the bypass tube 12 opens in the underwater 6 and in egg NEN sack 16 , which is releasably pushed onto the end of the bypass tube 12 for function control. The end of the bypass tube 12 is fastened to a sheet pile wall 17 as close to the bank as possible and easily accessible.
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Legal Events
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|---|---|---|---|
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Owner name: RWE SYSTEMS GRUNDSTUECKS GMBH U.CO.KG, 45141 ESSEN |
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Owner name: RWE SYSTEMS IMMOBILIEN GMBH U. CO. KG, 45141 ESSEN |
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| R081 | Change of applicant/patentee |
Owner name: RWE INNOGY GMBH, DE Free format text: FORMER OWNER: RWE SYSTEMS IMMOBILIEN GMBH U. CO. KG, 45141 ESSEN, DE Effective date: 20150410 |
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| R119 | Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee |