Saugrohr (Wasserbau)

Wasserführung zwischen Turbine und freiem Unterwasser eines Wasserkraftwerks

Als Saugrohr oder Saugschlauch wird im Wasserbau der vom Wasser stromabwärts durchflossene Bereich einer Wasserkraftanlage bezeichnet, der sich von der Turbine bis zum freien Unterwasser erstreckt.[1]

Schema eines Wasserkraftwerks. Saugrohr = Diffusor.

BeschreibungBearbeiten

Das Saugrohr erfüllt in seiner Wirkung als Diffusor zwei Aufgaben:

  • Ausnutzung der Höhendifferenz aus Unterwasserspiegelhöhe und der Höhe des Laufradaustritts (statische Saughöhe)
  • Energierückgewinnung aus einem Teil der Geschwindigkeitshöhe des aus der Turbine austretenden Wassers, realisiert durch eine kontinuierliche Aufweitung des durchströmten Querschnittes (dynamische Saughöhe)

Insbesondere erfolgt die Anordnung eines Saugrohres bei Niederdruckanlagen und Anlagen mit schnelllaufenden Turbinen, um eine Erhöhung des Wirkungsgrades zu erreichen.[2] Ebenso soll durch eine allmähliche, möglichst ablösefreie Erweiterung des Querschnitts des Saugrohres die Kavitationsgefahr verringert werden.[1] Bedingt durch die hohe Kavitationsgefahr im Anschluss an die Turbine wird der Saugschlauch in diesem Bereich gepanzert ausgeführt. Weiters kann durch den Einsatz einer Stahlpanzerung im Krümmerbereich eine Kostenreduktion durch den Wegfall aufwändiger Schalungen erreicht werden. Einen kritischen Bereich stellt der Übergang vom gepanzerten Bauwerksteil zum aus Beton hergestellten dar. Die Bemessung des Saugrohres bzw. Saugschlauches erfolgt einerseits anhand von Modellversuchen, andererseits unter Zuhilfenahme rechnerischer Modelle. Eine optimale Abstimmung der Komponenten Spiralgehäuse, Leitapparat, Turbine und Saugschlauch gewährleistet einen wirtschaftlichen Betrieb und vermindert die Gefahr des Auftretens von Kavitation erheblich. Auch die Unterwasserverhältnisse und deren Rückwirkung auf die Strömung im Saugschlauch bedürfen bei der Planung besonderer Berücksichtigung.

Arten von SaugrohrenBearbeiten

Gerades Saugrohr
Bevorzugter Einsatz bei Turbinen mit liegender Welle wie z. B. Rohrturbinen, kreiskonische oder glockenförmige Querschnittsausbildung, leichte Krümmung im Einlauf, hoher Diffusorwirkungsgrad, erhöhte Kavitationsgefahr
Ellenbogen- oder Kniesaugrohr
Einsatz bei Maschinensätzen mit stehender Welle, Krümmung um ca. 90°, ovaler oder rechteckiger Querschnitt in einen Rechteckquerschnitt übergehend, geringerer Diffusorwirkungsgrad, geringere Kavitationsempfindlichkeit
Erweiterungs- oder Spreizsaugrohr
zur Rückgewinnung des Austrittsdralls am Laufrad[2]

EinzelnachweiseBearbeiten

  1. a b Strobl T., Zunic F.: Wasserbau, Aktuelle Grundlagen-Neue Entwicklungen. Springer-Verlag, Berlin Heidelberg New York, 2006, ISBN 3-540-22300-2.
  2. a b Giesecke J.;Mosonyi E.: Wasserkraftanlagen, Planung, Bau und Betrieb. Springer-Verlag, Berlin Heidelberg New York, 2005, ISBN 3-540-25505-2.