DE102015220745A1

DE102015220745A1 - Verfahren zur Wasseraufbereitung in einem Wasserkraftwerk

Info

Publication number: DE102015220745A1
Application number: DE102015220745.5A
Authority: DE
Inventors: Ion Alcaz
Original assignee: Voith Patent GmbH
Current assignee: Voith Patent GmbH
Priority date: 2015-10-23
Filing date: 2015-10-23
Publication date: 2016-08-04

Abstract

Verfahren zur Wasseraufbereitung, welches in einem Wasserkraftwerk zur Anwendung kommt, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: Kontinuierliche Messung von Kenngrößen der Wasserqualität im Oberwasser des Wasserkraftwerkes (V1); Vergleich der Kenngrößen mit festgelegten Bereichsgrenzen (V2); bei Über- oder Unterschreitung der Bereichsgrenzen Einleitung von wasserqualitätsverbessernden Substanzen in der Nähe der Turbine des Wasserkraftwerkes (V3), wobei die Substanzen flüssig oder in Flüssigkeit gelöst oder aufgeschwemmt eingeleitet werden, und die Menge der pro Zeiteinheit eingeleiteten Substanzen in Abhängigkeit von der Menge des Wassers eingestellt wird, welches die Turbine pro Zeiteinheit passiert.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Wasseraufbereitung, welches in einem Wasserkraftwerk zur Anwendung kommt.
Die Qualität des Wassers, das ein Wasserkraftwerk passiert, ist manchmal nicht optimal für Flora und Fauna. Dabei ist es nicht das Wasserkraftwerk, das die Wasserqualität beeinträchtigt, vielmehr ist das Wasser bereits bevor es in das Wasserkraftwerk einläuft von verbesserungswürdiger Qualität.
In Bezug auf den Sauerstoffgehalt des Wassers ist es schon seit langem bekannt, dass ein Wasserkraftwerk zur Verbesserung der Wasserqualität beitragen kann. So beschreibt beispielsweise die US 5924842 eine Wasserturbine, mit welcher der Sauerstoffgehalt des passierenden Wassers erhöht werden kann.
Der Erfinder hat sich die Aufgabe gestellt, ein Verfahren anzugeben, welches in einem Wasserkraftwerk zur Anwendung kommt, und geeignet ist die Wasserqualität in Bezug auf weitere Kenngrößen als lediglich den Sauerstoffgehalt zu verbessern. Die Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
Der Erfinder hat sich von dem Gedanken leiten lassen, dass die Wasserqualität in Bezug auf die meisten Kenngrößen durch die Einleitung von Flüssigkeiten oder in Flüssigkeit gelösten oder aufgeschwemmten Substanzen verbessern lässt. Es ist dabei von erheblicher Wichtigkeit, die Konzentration der eingeleiteten Substanzen sehr genau zu kontrollieren, da eine Überkonzentration zu einer Verschlechterung der Wasserqualität führen kann. Es ist außerdem sehr wichtig, dass die Substanzen gut verteilt werden. So ist es unmittelbar einleuchtend, dass, wenn Substanzen lediglich mit einem Rohr in ein Gewässer gepumpt werden, sich eine große Konzentrationsinhomogenität einstellen wird. Lokal kann dabei die Konzentration der eingeleiteten Substanzen so hoch sein, dass Wasserlebewesen an diesen Orten massiv beeinträchtigt werden. Der Erfinder hat erkannt, dass die genannten Substanzen zur Wasserverbesserung sehr gut in der Nähe der Turbine eines Wasserkraftwerks eingebracht werden können, da die Wasserturbine für eine sehr gute Durchmischung des durchfließenden Wassers sorgt. So können die Substanzen mit homogener Konzentration in ein Gewässer ausgebracht werden.
Das erfindungsgemäße Verfahren umfasst folgende Schritte:

1. Kontinuierliche Messung von Kenngrößen der Wasserqualität im Oberwasser des Wasserkraftwerkes.
2. Vergleich der Kenngrößen mit festgelegten Bereichsgrenzen
3. Bei Über- oder Unterschreitung der Bereichsgrenzen Einleitung von wasserqualitätsverbessernden Substanzen in der Nähe der Turbine des Wasserkraftwerkes, wobei die Substanzen flüssig oder in Flüssigkeit gelöst oder aufgeschwemmt eingeleitet werden, und die Menge der pro Zeiteinheit eingeleiteten Substanzen in Abhängigkeit von der Menge des Wassers eingestellt wird, welches die Turbine pro Zeiteinheit passiert.

Optional kann noch im Unterwasser des Wasserkraftwerkes eine Messung von Kenngrößen der Wasserqualität erfolgen, um den Erfolg der beschriebenen Maßnahmen zur Verbesserung der Wasserqualität zu verifizieren bzw. die Menge an pro Zeiteinheit eingeleiteter Substanz anzupassen.
Die beschriebenen Verfahrensschritte sind schematisch in 1 dargestellt. Dabei sind die oben beschriebenen Schritte 1. bis 3. mit V1 bis V3 bezeichnet. Der optionale Schritt ist mit V4 bezeichnet.
Als Kenngröße für die Wasserqualität kann z.B. der pH-Wert des Wassers in Frage kommen. In diesem Fall muss je nach Abweichung eine Säure oder eine Base ins Wasser eingeleitet werden. Es kann auch die Konzentration von toxischen Substanzen im Wasser gemessen werden. Bei Überschreitung einer oberen Grenze kann dann z.B. ein geeigneter neutralisierender oder absorbierender Stoff in Bezug auf die toxische Substanz eingeleitet werden. In Frage kommt in manchen Fällen z.B. in Wasser eingeschlämmte Aktivkohle. Die Maßnahmen können natürlich auch kombiniert werden. Es ist sogar denkbar, dass, wenn z.B. seltene Fischarten unter einem Mangel an Nährstoffen leiden sollten, geeignete Nahrung in Flüssigkeit eingeschwemmt und eingebracht wird.
Als Mittel für die Einleitung kommen z.B. Rohrmündungen in der Nähe der Turbine in Frage – vorzugsweise in Bezug auf die Durchflussrichtung der Turbine oberhalb der Turbine gelegen, z.B. am Leitrad. Aber auch bei einer Einleitung direkt unterhalb des Laufrades, wie z.B. am Laufradring oder im Saugrohr, ergibt sich eine gute Durchmischung. Eine sehr gute Durchmischung wird erreicht, wenn die Substanzen durch Kanäle eingebracht werden, die am Laufrad der Turbine (z.B. ähnlich den bekannten Turbinenbelüftungen durch die Welle) und vorzugsweise an den Laufschaufeln der Turbine ins Wasser münden.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

US 5924842 [0003]

Claims

Verfahren zur Wasseraufbereitung, welches in einem Wasserkraftwerk zur Anwendung kommt, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: Kontinuierliche Messung von Kenngrößen der Wasserqualität im Oberwasser des Wasserkraftwerkes (V1); Vergleich der Kenngrößen mit festgelegten Bereichsgrenzen (V2); bei Über- oder Unterschreitung der Bereichsgrenzen Einleitung von wasserqualitätsverbessernden Substanzen in der Nähe der Turbine des Wasserkraftwerkes (V3), dadurch gekennzeichnet, dass die Substanzen flüssig oder in Flüssigkeit gelöst oder aufgeschwemmt eingeleitet werden, und die Menge der pro Zeiteinheit eingeleiteten Substanzen in Abhängigkeit von der Menge des Wassers eingestellt wird, welches die Turbine pro Zeiteinheit passiert.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Verfahren den Schritt umfasst: Messung von Kenngrößen der Wasserqualität im Unterwasser des Wasserkraftwerkes (V4).
Verfahren nach Anspruch 2, wobei die Menge der pro Zeiteinheit eingeleiteten Substanzen aufgrund der Messwerte im Unterwasser angepasst wird.