Vorlesung 7 Flashcards
Definition Wasserschloss
Ein Wasserschloss dient dazu, den Druckstoß in der Rohrleitung einer Wasserkraftanlage zu vermindern, der beim Schließen oder Öffnen der Armaturen in der Leitung entsteht.
Das Wasserschloss wird als ein wasserdichter Schacht am oberen Ende der Rohrleitung ausgeführt. In seinem Inneren kann sich der Wasserspiegel für den Druckausgleich frei auspendeln.
Definition Becken- bzw. Schachtwasserschlösser
Die große Öffnung erlaubt ein ungehindertes Hin- und Herfluten der Wassermassen. Aufgrund der großen Oberfläche findet eine vollständige Reflexion der Druckwelle statt.
Definition Kammerwasserschlösser
Begrenzung des Wasserspiegelanstiegs- bzw. -abfalls. Hieraus ergeben sich geringer Bauhöhen als im Fall eines Schachtwasserschlosses, allerdings steigen die Baukosten im Vergleich an
Definition gedrosselte Wasserschlösser
In Schacht und Kammerwasserschlössern werden Energieverluste nur durch Rohrreibung abgebaut. Eine hohe Dämpfung lässt sich durch eine Drossel zwischen Triebwasserleitung und Wasserschloss erreichen. Die Drosselwirkung darf aber nicht zu stark sein, um die Wasserschlosswirkung nicht zu beeinträchtigen.
Definition Differentialwasserschlösser
Differentialwasserschlösser bestehen aus einem System von zwei gekoppelten Schwallkammern.
In welche vier Aufgabengebiete lassen sich Wasserschlösser und Schwallkammern zuordnen?
1.) Hydraulische Trennung des Zuleitungsstollens von der Fallleitung
2.) Dämpfung der Druckstoßentwicklung
3.) Verbesserung der Regelung
4.) Beschleunigter Ausgleich der Wassermengen
Wie können Wasserschlösser typisiert werden?
1.) nach der baulichen Ausbildung
➢ Wasserschloss-Hochbauten
➢ Schacht-/Stollen-/Kavernenwasserschlösser
➢ gemischte Bauweisen
2.) nach der hydraulischen Funktionsweise
➢ einfache Becken- bzw. Schachtwasserschlösser
➢ Kammerwasserschlösser
➢ gedrosselte Wasserschlösser
➢ Differentialwasserschlösser
➢ Windkessel-Wasserschlösser
Definition Druckstöße
Druckstöße treten beim Schließen bzw. Öffnen von Druckrohrleitungen auf. Beim Öffnen entsteht ein Unterdruck, beim Schließen ein Überdruck, die sich in der Druckrohrleitung ausbreiten. Dadurch kann ein Vielfaches des normalen Betriebsdruckes entstehen. Rohrleitungen sind insbesondere an Nähten, Verschluss- und Regelorganen nicht auf diese hohen Drücke ausgelegt und können bersten. Daher wird ein Wasserschloss zwischen Stollen und Druckschacht angeordnet. Nur noch der Druckschacht selber ist dann gegen die hohen Drücke zu schützen.
Wie schnell breiten sich Druckstöße im Wasser aus und von welchen Parametern hängen diese ab?
Druckstöße breiten sich mit einer Geschwindigkeit von fast 1.000 m/s im Wasser aus. Die Druckausbreitungsgeschwindigkeit a hängt dabei von folgenden Parametern ab:
➢ Elastizitätsmodul von Wasser EW
➢ Elastizitätsmodul der Rohrleitung ER ➢ Durchmesser der Rohrleitung d
➢ Wandstärke s
