DE4135707A1 - Method to reduce solid deposits in hydroelectric power station - uses swirl plate, to generate backflow on rake, to churn-up deposits, and flush through small solids - Google Patents

Abstract

The method reduces the collection of deposits on cleaning rakes in hydroelectric plant, etc. A turbulent backflow is generated on the rake, to churn-up any collected deposits. Any small solids in the deposits are flushed through the rake. The backflow is generated in a limited area only, so that it charges only part of the rake, eg along its length. The process is carried out by a swirl plate (10), which is located in the current in front of the rake (1). The plate is movable parallel to the rake tines (3). ADVANTAGE - Small solids are not removed from water current.

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.The invention relates to a method by means of which the amount of floating water that rakes from hydropower plants and systems that use water for operational purposes use the natural water cycle, accumulates and disposed of as garbage increasingly expensive must be on the for a safe operation of a Hydropower plant can reduce necessary measure, as well the device required for this.

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.In the case of hydropower plants, the water engines must be installed washed-up solids are protected as these Damage turbine blades and in unfavorable cases can destroy the entire water engine. This  happens in most cases through upstream of the water engines used in the upstream side Lattice bars that form a so-called rake.

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.Depending on the amount of floating debris, these computing systems have to From time to time by means of cleaning organs that wash the flood wipe well from the rakes, be cleaned to the Flow resistance on the computer system to one for the Operation of the hydropower plant required ver wrestle.

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.There are various technical solutions for this became known. A pusher or rake is common as a cleaning device, by chain drive or by hydraulically operated swivel arms the rake from below scrapes upwards, taking along the floating debris and throws it off the water.

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.After heavy rainfall, if there is a lot of small debris into the rivers, and through in the fall In the event of leaf fall, such computing systems set up in water power plants very quickly, the size is accordingly large debris to be disposed of.

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.It is the duty to dispose of this float the plant operators. Because the floating debris as garbage too increasingly expensive to dispose of disposal of the floating debris makes profitability of small to medium-sized hydropower plants.

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.On closer examination of the floating material, notice that this is for the most part (75% and more) around leaves, flowers, grass or similar  delt, solids so that in no way the operating may affect the safety of the water engines, so that due to their properties such as size and Firmness could actually happen to the rakes. Nonetheless, this floating debris remains through its cross position or due to dammed up debris on the rake hang and then must also be disposed of costly.

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.In the published patent application DE 35 06 846 A1 is pre beat, through inclined rake teeth soft tissues the float, e.g. B. leaves, between rake tines and Cut the lattice bar so that the shredded Foliage parts can continue to flow with the river water without to interfere with the operation. In addition, during the time of heavy leaf fall for one or two months The grid spacing of the computer system is increased the so that the foliage continues without strain on the rake swims.

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.The first proposal will hardly become the one that is being sought Result while the second proposal for the Safety of the hydropower plant is very questionable, especially since it is hard to see why larger pieces Float, which in this case is the further Bars happened during a month or two in the Year should be harmless to water engines.

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. In contrast, it is an object of the present invention Propose procedure through the small, white floating water such as leaves, flowers, grass or the like, that accumulates on the tines of computing systems has not been taken from the water, so that it does not must be disposed of.  

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.The problem is solved in that before raking in Area of deposited sediment a turbulent Backflow is generated by which on the rake deposited debris from the bars upscale and small due to the swirling of water debris between the teeth of the cleaning rake is swept through.

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.It is advantageous if the backflow locally is bordered and slowly passed over the cleaning rake becomes. The backflow is through a before the rake created vortex plate attached in the water flow, that parallel to the bars of the computer system and can be moved from.

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.Advantageously, the swirl plate can be directly on the already existing cleaning slide or the Cleaning rake can be attached. A conversion of the This does not require a screen cleaning system.

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.Details of the invention are given below an embodiment in connection with the appropriate drawing, which is a schematic representation a screen cleaning system before the inlet of a water engine shows, described.

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.In the drawing, 1 is generally a computing cleaning system, which is located upstream of the hydropower plant in the river course 2 . It consists essentially of a cleaning rake with standing in parallel from each other, parallel Zin ken 3 , the apron together with the extension of the tines above the river level sheet 4 , forms a slope. On the sheet metal apron 4 , a discharge edge 5 is formed, can be conveyed over the debris by a cleaning slide 6 in a discharge channel not shown Darge.

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.The cleaning slide 6 consists in the present case of a square profile 7 , which extends across the entire width of the computing system in front of the rake tines 3 . On the underside of the square profile 7 , a, against the tines 3 pointing cleaning lip 8 is attached, with the help of which the alluvial wiped off the tines upwards and can be thrown off via the discharge edge 5 of the metal apron 4 .

Getragen und geführt wird der Reinigungsschieber 6 durch einen Betätigungs- und Führungsarm 9, mit dessen Hilfe der Reinigungsschieber bewegt werden kann.The cleaning slide 6 is carried and guided by an actuating and guide arm 9 , by means of which the cleaning slide can be moved.

An dem Reinigungsschieber 6 ist ein Wirbelblech 10 an­ gebracht, das im wesentlichen senkrecht in die Wasser­ strömung 11 ragt.On the cleaning slide 6 , a swirl plate 10 is brought to the flow 11 protrudes substantially vertically into the water.

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.Behind the vortex plate 10 , a water roller 12 is formed, which causes a local return flow 13 on the bars, by means of which alluvial deposits deposited on the prongs 3 are lifted up again in time and place and are passed again at another point against the bars 3 and past them .

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.Since the flow behind the vortex plate 10 is strongly turbu lent and has flow components transverse to the tines 3 , small pieces of floating material, in particular leaves, are aligned in the turbulent flow so that it can pass between the prongs. From the cleaning rake, only coarse alluvial matter, such as branches, bottles and similar debris, is then retained and taken away by the cleaning slide. The amount of floating material to be disposed of is reduced to a necessary minimum. The disposal costs are accordingly low.

Ein besonderer Vorteil der Erfindung ist darin zu sehen, daß auch bereits bestehende Rechenreinigungsanlagen ohne Umbau mit einem Wirbelblech nachgerüstet werden können.A particular advantage of the invention is that that already existing screen cleaning systems without Conversion can be retrofitted with a swirl plate.

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.The cleaning effect for the flowing water is not affected as driftwood is still Garbage, carcasses etc. be filtered out, natural, biodegradable vegetable substances, however, are not unnecessary way of disposal, associated with garbage transport, garbage Storage and incineration must be supplied.

Außerdem arbeitet das erfindungsgemäße Verfahren zur Verringerung des zu entsorgenden Schwemmgutanfalls ohne zusätzliche Energiezufuhr aufgrund der ohnehin vorhan­ denen Wasserströmung.In addition, the method according to the invention works for Reduction of the debris to be disposed of without additional energy supply due to the already existing which water flow.

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.The cleaning of the raking system from small debris by means of the swirl plate 10 is carried out successively over the entire vertical extent of the rake tines 3 by the cleaning slide 6 being guided slowly from bottom to top over the tines by means of the actuating arm 9 . This process can be controlled by hand or can also be done automatically, e.g. B. by measuring the flow resistance on the computer system. An existing automated rake cleaning only has to be slightly modified in its control in order to achieve the desired success according to the invention.

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.The cleaning process must be started in time be directed that there is still a sufficiently strong current is present for cleaning the rake from small to ensure floating backflow required.

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.1. A method for reducing the amount of floating material to be cleaned on cleaning rakes of water power plants or the like, characterized in that a turbulent backflow is generated on the cleaning rake, whirled up by the accumulated floating material and the small-sized solid content in the floating material is rinsed by the rake. 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.2. The method according to claim 1, characterized in that that the backflow on the cleaning rake in one localized area is generated so that only part of the cleaning rake from the back current is applied. 3. Verfahren nach Anspruch 1 und/oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der örtlich begrenzte Rück­ strom entlang der Erstreckung des Reinigungsre­ chens geführt wird.3. The method according to claim 1 and / or 2, characterized characterized that the localized return stream along the extent of the cleaning re chens is performed. 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).4. A device for performing the method according to at least one of claims 1 to 3, characterized marked by a in the flow upstream of the cleaning screen ( 1 ) attached, parallel to the rake tines ( 3 ) movable swivel plate ( 10 ). 5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeich­ net, daß das Wirbelblech (10) an dem Reinigungs­ schieber (6) angebracht ist. 5. The device according to claim 4, characterized in that the swirl plate ( 10 ) on the cleaning slide ( 6 ) is attached. 6. Vorrichtung nach Anspruch 4 und/oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Wirbelblech (10) Ein­ schnitte aufweist.6. The device according to claim 4 and / or 5, characterized in that the swirl plate ( 10 ) has a cuts. 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.7. The device according to at least one of the preceding gene claims 4 to 6, characterized in that the swirl plate ( 10 ) together with the cleaning supply slide ( 6 ) is movable.