Verschlussorgan

Ein Verschlussorgan ermöglicht das Verschließen und Regeln einer Triebwasserleitung in Wasserkraftwerken.

In Wasserkraftwerken werden Verschlussorgane mit unterschiedlichen Funktionen verwendet. Verschlussorgane, die den Wasserzufluss nur komplett stoppen oder freigeben können, werden Absperrorgane genannt. Wenn diese in Notfällen gegen den maximalen Wasserfluss schließen können, werden sie auch als Schnellschlussorgane bezeichnet. Andere Verschlussorgane können den Wasserzufluss durch Anpassung des Strömungsquerschnitts regeln. Diese werden als Regulierorgane bezeichnet. Der Leitapparat fungiert oft ebenfalls als Regulierorgan.

Das Einlaufschütz im Einlaufbauwerk ist das erste Verschlussorgan eines Wasserkraftwerks. Wie in Abbildung 1 dargestellt, muss das Triebwasser vom Einlaufbauwerk über eine lange Rohrleitung zum Maschinenhaus geleitet werden, wenn dieses nicht direkt in das Absperrbauwerk integriert ist. Dabei ist häufig nur der unmittelbare Druckrohrleitungsabschnitt vor der Turbine sehr steil, um eine hohe Fließgeschwindigkeit zu erreichen. Vor dem Beginn dieses steilen Abschnitts ist in modernen Kraftwerken hinter dem Wasserschloss eine Drosselklappe als Schnellschussorgan installiert. Die Drosselklappe dient dazu die Triebwasserströmung im Falle eines Rohrbruches der Druckrohrleitung oder eines anderen plötzlichen Zwischenfalls zu stoppen. Am unteren Ende der steilen Druckrohrleitung ist mit dem Haupteinlassventil ein weiteres Absperrorgan eingebaut. Es dient dazu, den Zufluss zur Turbine unabhängig vom Leitapparat komplett zu schließen. Dieses Schnellschlussorgan ist meist als Kugelschieber ausgelegt, da dieser auch gegen die hohen Drücke der Druckrohrleitung vollständig schließen kann. Im offenen Zustand hingegen verursacht der Kugelschieber kaum Widerstand, so dass das Triebwasser ungehindert in die Einlaufspirale strömt.

Die einzelnen Verschlussorgane eines Wasserkraftwerks müssen unabhängig voneinander angetrieben werden, um den Ausfall eines Verschlussorgans kompensieren zu können. Als Antrieb werden Elektromotoren, Fallgewichte oder hydraulische Antriebe genutzt. Fallgewichte gewährleisten auch bei Stromausfall das Schließen des Verschlussorgans. Hinter Verschlussorganen muss eine ausreichende Belüftung vorgesehen sein, um den plötzlichen Druckabfall im Rohr durch das Schließen ausgleichen zu können. Durch das schnelle Schließen von Verschlussorganen kann es zudem zu einem Druckstoß im Bereich vor dem Verschlussorgan kommen. Um Schäden in der Druckrohrleitung durch einen Druckstoß zu vermeiden, ist eine Druckkompensationseinrichtung, beispielsweise ein Wasserschloss, vorzusehen. Durch eine geregelte, langsame Schließbewegung kann zudem die Intensität eines Druckstoßes verringert werden.

Englische Übersetzung(en):

shut-off device