DE102018008256B4

DE102018008256B4 - Pegel-Turbine

Info

Publication number: DE102018008256B4
Application number: DE102018008256.4A
Authority: DE
Inventors: Patentinhaber gleich
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2018-10-18
Filing date: 2018-10-18
Publication date: 2020-08-13
Anticipated expiration: 2038-10-19
Also published as: DE102018008256A1

Abstract

Pegel-Turbine, insbesondere als Kaplanturbine ausgeführt, dadurch gekennzeichnet, dass die komplette Turbine (5) über einen Pegel-Zylinder (38) von unten mit Triebwasser versorgt wird und die Turbine kontinuierlich dem Pegelstand (Fluidpegel 2 Speicherbecken 1) folgt um in jeder Höhenposition die optimale Leistung zu haben.

Description

Turbinen herkömmlicher Bauart dienen zum Erzeugen von elektrischer Energie. Sie werden in Wasserkraftwerken und Pump-Speicher eingesetzt. Besonders geeignet für Pumpspeicher sind Francis und Pelton Turbinen. Manche Turbinen (Francis) können auch als Pumpe zum Befüllen des Speichers betrieben werden.
Die Turbinen haben im Wesentlichen die Aufgabe aus der Fluid-Energie viel elekektrische Energie ohne große Verluste umzuwandeln. Die ist bei Pumpspeichern wichtig wegen der Hintereinanderschaltung von Wirkungsgraden (Turbine - Generator / E-Motor - Pumpe) In Pumpspeicherkraftwerken werden Wirkungsgrade von ca. 80% erreicht. Aufgabe des elektrischen Versorger ist es die zunehmend alternativen CO2 neutralen zugespeisten Energien aufzunehmen und trotzdem die Grundlast der Fossilen Kraftwerke aufrechtzuerhalten. Dafür sind enorme Speicher für elektrische Energie nötig. Zur Zeit gibt es keine wirtschaftlichen oder ökologischen Alternativen zum puffern von Leistungsspitzen. Kommt die elektrische Mobilität noch mit weiteren Kapazitäten hinzu, werden die Engpässe noch größer.
Der im Schutzanspruch 1 angegebenen Erfindung liegt das Problem zugrunde, das die neuen Anforderungen durch herkömmliche Speicher nicht ohne weiteres durchsetzbar sind.
Dieses Problem wird durch den im Schutzanspruch 1 aufgeführten Merkmal gelöst.
Mit der Erfindung wird erreicht, das viele vorhandenen Recaucen genutzt werden können und das ohne Landschaftverbau oder andere nachteilige Faktoren.
Eine weiterer vorteilhafte Eigenschaft der Erfindung ist, das es für die Pegel-Turbine weltweit sehr viele geeignete Standorte gibt. Die Pegel-Turbine kann auch mit kleinern Höhendifferenzen wirtschaftlich arbeiten. Die größte Leistungsausbeute hat man in der Nähe von großen Flüssen mir angrenzenden tiefen Seen oder Gruben mit 2 Kammer Systemen (z.B. Garzweiler mit Ringwall). Die Seen werden miteinander verbunden. Prinzip: („kommunizierende Röhren“). Anschließend werden die Seen mit Hilfe von Pumpen auf unterschiedliches Niveau gebracht.
Die vorteilhaften Ausführungen der Erfindung sind in den Schutzansprüchen 1-10 dargestellt.
Eine Ausführung der Erfindung wird mit Anhand der 1 bis 7 erläutert.

1 Schnitt - Speicher Leer, Vorne
2 Schnitt - Speicher Leer, Seite
3 ISO, Speicher Leer
4, Schnitt, Speicher Voll, Seite
5, Schnitt, Speicher Voll, Vorne
6, ISO, Speicher Voll
7, Schnitt, Pumpenhalle

Bezugszeichenliste

(1): Speicherbecken
(2): Fluidpegel
(3): Balancekörper
(4): Balancepegelstand
(5): Turbinenhalle
(6): Kuppel
(7): Zughaken
(8): Turbinenrad
(9): Rotor
(10): Generatorständer
(11): Turbinengehäuse
(12): Leitkörper
(13): Dichtung
(14): Schraube
(15): Gehäusedichtung
(16): Ventil
(17): Schraube
(18): Dichtung
(19): Schraube
(20): Führung
(21): Dichtung
(22): Abstreifer
(23): Leckagering
(24): Abstreifer unten
(25): Dichtung
(26): Abstreifring
(27): Gewindering
(28): Niederhalter
(29): Schraube
(30): Dichtung
(31): Ventilhalle
(32): Schraube
(33): Bogen
(34): Abstützring
(35): Gewindering
(28): Niederhalter
(29): Schraube
(30): Dichtung
(31): Ventilhalle
(32): Schraube
(33): Bogen
(34): Stützring
(35): Dichtung
(36): Fluid-Abstreifer
(37): Stand-Zylinder
(38): Pegel-Zylinder
(39): Aufnahme
(40): Abschlußdeckel
(41): Hallenflansch
(42): Turbinen-Pegelstand
(43): Dom-Ventil
(44): Boden-Ventil
(45): Filter
(46): Saugleitung
(47): Zulaufrohr
(48): Schraube
(49): Dichtung
(50): Ventil
(51): Dichtung
(52): Schraube
(53): Leckagerohr
(54): Fix-Zylinder
(55): Fix-Kolben
(56): Rohrhalter
(57): Flußbett
(58): Fluß
(59): Verschluß
(60): Pumpenabgang
(61): Wartungsschacht
(62): Pumpenhalle
(63): Lüftungrohr
(64): Aufzugschacht
(65): Wartungshalle
(66): Dichtung
(67): Ausgleichsrohr
(68): Ventil
(69): Pumpe
(60): Pumpenabgang
(71): Kupplung
(72): Lastrad
(73): Schiene
(74): Schwellen
(75): Lager
(76): E-Maschine
(77): Kanschiene
(78): Ventil
(79): Dichtung
(80): Dichtung
(81): Tür
(82): Ausgleichsrohr
(83): Dichtung
(84): Kran
(85): Kolben-Dichtung
(86): Dichtung

Claims

Pegel-Turbine, insbesondere als Kaplanturbine ausgeführt, dadurch gekennzeichnet, dass die komplette Turbine (5) über einen Pegel-Zylinder (38) von unten mit Triebwasser versorgt wird und die Turbine kontinuierlich dem Pegelstand (Fluidpegel 2 Speicherbecken 1) folgt um in jeder Höhenposition die optimale Leistung zu haben.
Pegelturbine nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Turbinenrad (8) zusammen mit dem Turbinengehäuse (11) und dem Leitkörper die Strömungsgeometrie vorgibt.
Pegel-Turbine, nach einem der vorherigen Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Balancekörper (3) die Turbinenhalle (5) in der Position „ Speicher leer“ trägt. Und in der Position „Speicher Voll“ der Balance-Körper gefüllt wird, um den Druck des Pegel-Zylinders (38) zu kompensieren.
Pegel-Turbine, nach einem der vorherigen Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kuppel (6) zu Wartungszwecken lösbar ist, um Turbine, Generator und Ventile auszutauschen.
Pegel-Turbine, nach einem der vorherigen Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Leckagering (23) ringsum Löcher und Nuten aufweist um Leckagewasser einer schadhaften Kolbendichtung (85) gezielt über die Messleitung, (Leckagerohr 53) zu überwachen.
Pegel-Turbine, nach einem der vorherigen Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventilhalle (31) die Möglichkeit besitzt über einen Fix Zylinder (54) und einen Fix-Kolben (55) von der Turbinenhalle zugänglich ist, in dem Überwachungsleitungen, ein Aufzug, Belüftung und Wartungen an Verschleißteilen, z.b. Fluid-Abstreifer (36) durchgeführt werden können, wobei Fix-Zylinder und Kolben (54+ 55) haben dazu noch die Aufgabe haben, Drehmomente der Turbine und des Gesamtaufbaus oberhalb des Pegel-Zylinder, (38) aufzufangen, damit z.B. Stromleitungen nich beschädigt werden.
Pegel-Turbine, nach einem der vorherigen Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Stützring (34) so ausgeführt (Vorsprung radial umlaufend) ist, dass ein Absacken des Pegel-Zylinders (38) bei Wartungsarbeiten wirksam verhindert wird.
Pegel-Turbine, nach einem der vorherigen Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Pumpe (69) und der Motor (76) über Lasträder (72) auf Schienen beweglich montiert sind.
Pegel-Turbine, nach einem der vorherigen Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Turbinenaustritt der Wasseroberfäche immer angepasst wird, um Leistungsverluste klein zu halten, wobei diese Regelung zusammen mit Sensoren vor Ort die Balancekörper (3) übernehmen, wobei diese je nach Notwendigkeit befüllt oder entleert werden, wobei die optimale Steuerung aller Parameter eine Elektronik übernimmt, die z.B. in der Wartungshalle (65) verortet ist.