BETRIEBSGEBÄUDE FÜR EINE ANLAGE UND VERFAHREN ZUM BETRIEB EINES BETRIEBSGEBÄUDES

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft ein Betriebsgebäude für eine Anlage, insbesondere für eine Anlage zur Energieerzeugung, das eine Pumpenkammer und eine Reinigungskammer für Kühlwasser aufweist. Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zum Betrieb des Betriebsgebäudes.

[0002] Bei einer industriellen Anlage, insbesondere bei einem Kraftwerk zur Energieerzeugung, ist für den Betrieb der Anlage Kühlwasser notwendig. Ein typisches Beispiel für den Einsatz von Kühlwasser ist das Abkühlen von Dampf in einem Kühlturm eines Kraftwerks. Hierbei wird im Allgemeinen das Kühlwasser aus einem natürlichen Reservoir entnommen, beispielsweise aus einem Fluss oder See, in der Reinigungskammer zunächst gereinigt, um dann über die Pumpenkammer mit einer dort angeordneten Pumpe zu Anlagenkomponenten gefördert zu werden. Bei großtechnischen Anlagen beträgt die Förderleistung des Pumpsystems mehrere Kubikmeter Kühlwasser pro Sekunde. Dementsprechend voluminös sind die Strömungswege, die Reinigungseinrichtungen zum Reinigen des Kühlwassers, die Pumpenkammer und insbesondere die Pumpe ausgebildet. Für einen sicheren und dauerhaften störungsfreien Betrieb der Pumpe ist das Zuströmverhalten der Kühlflüssigkeit zur Pumpe entscheidend. Insbesondere ist hierzu ein möglichst wirbelfreies Einströmen in die Pumpe erforderlich.

[0003] Konstruktionsbedingt ist die Reinigungskammer und deren Auslaßquerschnitt in der Regel sehr schmal und hoch ausgebildet, wohingegen die der Reinigungskammer strömungstechnisch nachgeschaltete Pumpenkammer breit und flach und beispielsweise als gedeckte Pumpenkammer ausgebildet ist. Bereits aufgrund dieser extrem unterschiedlichen Kammergeometrien sowie aufgrund von Einbauten in oder in Strömungsrichtung nach der Reinigungskammer erfährt die Kühlflüssigkeit Turbulenzen. Um zu verhindern, dass diese Turbulenzen oder Wirbel zu der Ausbildung von für die Pumpe störenden Oberflächen- oder Bodenwirbeln führen, ist gewöhnlich zwischen der Reinigungskammer und der Pumpenkammer eine Beruhigungsstrecke vorgesehen. Diese hat einen nicht unerheblichen Raumbedarf, was sich in den Kosten bei der Erstellung des Betriebsgebäudes negativ niederschlägt.

[0004] In dem Buch Lueger "Lexikon der Technik", 4. Auflage; Band 6: Lexikon der Energietechnik und Kraftmaschinen, A-K, hrsg. v. Rudolf von Miller, Deutsche Verlags-Anstalt GmbH, Stuttgart, 1965, Seiten 666-667 und Seiten 669-670, ist ein Betriebsgebäude für eine Anlage zur Energieerzeugung offenbart. Das Betriebsgebäude weist eine Pumpenkammer zur Anordnung einer Pumpe für Kühlwasser sowie eine Reinigungskammer auf. Das Betriebsgebäude ist als Einlaufbauwerk an einem freien Gewässer mit einer Anzahl von Einlaufkammern so ausgeführt, daß das Wasser den einzelnen Einlaufkammern gleichmäßig und möglichst wirbelfrei zuströmt und daß der Grund des Gewässers durch das einströmende Wasser nicht aufgewirbelt oder beschädigt wird.

[0005] In dem Artikel "Pumping stations and heavy duty raw water pumps for the cooling of industrial complexes and power plants" von Courcot, P., Goudy, G. and Lapray, J.F.; GEL Alstom Technical Review No. 12-1993; Paris; ISSN: 1148-2893 ist eine Pumpenanordnung offenbart, bei welcher eine sonst übliche Beruhigungsstrecke zwischen der Reinigungskammer und der Pumpenkammer entfallen kann, wobei jedoch ausschließlich eine rotierende Siebeinrichtung vorgesehen ist. Bei diesem Stand der Technik ist insbesondere die Bildung von störenden Wirbeln im Kühlwasserstrom nicht zuverlässig vermieden.

[0006] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Betriebsgebäude für eine Anlage sowie ein Verfahren zum Betrieb eines Betriebsgebäudes anzugeben, bei denen ein sicherer Anlagenbetrieb bei geringen Herstellungskosten der Anlage gewährleistet ist.

[0007] Zur erfindungsgemäßen Lösung der auf das Betriebsgebäude bezogenen Aufgabe weist dieses eine Pumpenkammer zur Anordnung einer Pumpe für Kühlwasser und eine Reinigungskammer auf, wobei die Pumpenkammer sich unmittelbar an die Reinigungskammer anschließt, wobei die Pumpenkammer mit der Reinigungskammer über eine Einlauföffnung verbunden ist, an die sich ein schräg zur Kammerseitenwand verlaufender Wandbereich anschließt und der Strömungsquerschnitt für die in die Pumpenkammer einströmende Kühlflüssigkeit mittels einer in der Pumpenkammer montierten Pumpe verjüngt ist, so dass die Kühlflüssigkeit zur Vermeidung von störenden Wirbeln eine Strömungsgeschwindigkeit von etwa 2 bis 3 m/s aufweist.

[0008] Die Erfindung geht hierbei von der überraschenden Erkenntnis aus, dass die Reinigungskammer unmittelbar vor der Pumpenkammer angeordnet sein kann, dass also die üblichen Beruhigungsstrecken entfallen können, ohne dass in der Pumpenkammer störende Wirbel, insbesondere Oberflächenwirbel, auftreten. Die Vermeidung der Wirbel lässt sich nämlich bereits durch die genannte zweckmäßige geometrische Ausgestaltung der Pumpenkammer erreichen, die zu einer vergleichsweise hohen Strömungsgeschwindigkeit führt. Dieser Zusammenhang zwischen Strömungsgeschwindigkeit und Wirbelausbildung überrascht, da bisher davon ausgegangen wird, dass lediglich genau der entgegengesetzte Weg Erfolg versprechend ist, nämlich zur Vermeidung von Wirbeln eine möglichst niedrige Geschwindigkeit einzustellen. Die Höhe einer ausreichenden Strömungsgeschwindigkeit hängt von mehreren Faktoren, insbesondere auch von der Menge der zu pumpenden Kühlflüssigkeit ab. Bei großindustriellen Anlagen mit einer Pumpkapazität von mehreren Kubikmetern pro Sekunde ist bisher eine Strömungsgeschwindigkeit von in etwa 0,5m/s in der Beruhigungsstrecke vorgesehen. Zur Vermeidung der Wirbel wird eine im Vergleich zu dieser Strömungsgeschwindigkeit höhere eingestellt, die insbesondere etwa zwischen 2-3 m/s beträgt.

[0009] Ein entscheidender Vorteil dieser Ausgestaltung ist darin zu sehen, dass ein Wegfall der Beruhigungsstrecke zu einem reduzierten Bauvolumen des Betriebsgebäudes und damit zu deutlich reduzierten Herstellungskosten für das Betriebsgebäude führt.

[0010] Die Kammergeometrie kann derart ausgestaltet sein, dass beim Betrieb die Strömungsgeschwindigkeit der Kühlflüssigkeit beim Eintritt in die Pumpenkammer erhöht wird.

[0011] Bei herkömmlichen Anlagen sowie bei der hier beschriebenen Anlage betragen die Strömungsgeschwindigkeiten für das Kühlwasser innerhalb einer in der Reinigungskammer angeordneten Reinigungsmaschine in etwa 1m/s. Während bei herkömmlichen Anlagen diese Strömungsgeschwindigkeit durch die Beruhigungsstrecken beim Zulauf zur Pumpenkammer auf etwa 0,5m/s reduziert wird, ist gemäß der vorliegenden Ausführungsform demgegenüber zur Ausbildung einer ausreichend hohen Strömungsgeschwindigkeit eine Erhöhung der Geschwindigkeit vorgesehen.

[0012] An eine Einlauföffnung, über die das Kühlwasser in die Pumpenkammer einströmt, schließt sich ein schräg zur Kammerseitenwand verlaufender Wandbereich an. Damit sind in der Pumpenkammer Rückströmräume vermieden, die eine typische Ursache für die Ausbildung von Wirbeln sind.

[0013] In einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist die Pumpenkammer für eine derartige Positionierung der Pumpe ausgelegt, dass durch die verdrängende Wirkung eines Pumpenrohres ein Ablösen der Strömung von der Wand trotz des in der Regel großen Aufweitungswinkels im Einströmbereich der Pumpenkammer zuverlässig verhindert wird. -

[0014] Bei montierter Pumpe verjüngt sich der Strömungsquerschnitt für die in die Pumpenkammer einströmende Kühlflüssigkeit. Dabei ist es möglich, dass der Durchmesser des Pumpenrohres in einem großen Bereich variiert, so dass sowohl Pumpen mit kleinem Rohrdurchmesser und hoher Laufraddrehzahl als auch Pumpen mit großem Rohrdurchmesser und geringer Laufraddrehzahl in die gleiche Kammer eingesetzt werden können. Der Rohrdurchmesser und die Laufraddrehzahl werden dabei derart gewählt, dass eine niedrige sogenannte "erforderliche Haltedruckhöhe" (NPSH) zur Vermeidung der sogenannten Kavitation, also der Ausbildung und des abrupten Zusammenfalls von Dampfblasen, erreicht wird. Hierzu werden insbesondere der Abstand der Achsmitte der Pumpe von der Kammerrückwand sowie der Bodenabstand der Pumpensaugglocke als Funktion des Saugglockendurchmessers und der Kammergröße festgelegt.

[0015] Zur Vermeidung von Wand- und Bodenwirbeln und zur Erlangung eines akzeptablen Geschwindigkeitsprofiles im Pumpenrohr weist in bevorzugten Ausführungen die Pumpenkammer alternativ und bevorzugt in Kombination folgende Merkmale auf:

• Eine in etwa senkrecht zu der Einströmungsrichtung des Kühlwassers verlaufende Leitschwelle am Kammerboden im Bereich der Pumpe, die insbesondere zur Strömungsumleitung in Richtung zur Pumpe dient;
• Eine am Kammerboden angeordnete und in etwa in Richtung der Einströmungsrichtung verlaufende Längsschwelle als Strömungswiderstand für Bodenwirbel;
• eine Fortführung der Längsschwelle an der Kammerrückwand als insbesondere senkrecht verlaufende Wandschwelle;
• eine Beabstandung der Wandschwelle von einer Kammerdecke der Pumpenkammer, die als gedeckte Pumpenkammer ausgeführt ist, um zur Vermeidung von Wirbeln eine ausreichende Umströmung der Pumpe zu gewährleisten;
• Die Kammerseitenwände gehen, ähnlich wie im Einlaufbereich, über schräg verlaufende Wandbereiche in die rückwärtigen Kammerwände über.
• Der Kammerboden ist zur Kammerrückwand abgeschrägt.
• In der Einlauföffnung zur Pumpenkammer sind insbesondere senkrecht zum Kammerboden verlaufende Längsbleche angeordnet.
• Der Innenraum der Pumpenkammer ist bei Bedarf über eine strömungstechnische Verbindung von außen zugänglich, die zur weiteren Entnahme von Kühlwasser oder auch zur Messung von Kühlmitteleigenschaften herangezogen wird. Eine Kühlwasserentnahme ist beispielsweise zu Löschzwecken oder zu temporären Reinigungszwecken mittels Kühlwasser vorgesehen. Üblicherweise werden hierzu Pumpen in der Pumpenkammer oder in der Beruhigungsstrecke angeordnet. Diese wirken jedoch als Strömungswiderstand und sind oft ursächlich für die Ausbildung von Oberflächenwirbeln. Mit der strömungstechnischen Verbindung über die Kammerwand ist die Anordnung solcher Pumpen im Innenraum hinfällig.
• Bei Verwendung von sogenannten Rohrgehäusepumpen, bei denen das Pumpenrohr durch eine Kammerdecke der Pumpenkammer geführt wird, können zusätzlich oder alternativ größere Mengen von Zusatzwasser oberhalb der Kammerecke abgezogen werden. Dieses Wasser verlässt die Pumpenkammer durch einen Ringspalt zwischen Pumpenrohr und Kammerdecke.

[0016] Neben den besonderen Vorkehrungen in der Pumpenkammer selbst sind gemäß bevorzugten Weiterbildungen auch in der Reinigungskammer wirbelvermeidende sowie strömungsberuhigende und -vergleichmäßigende Maßnahmen getroffen, die zur Vergleichmäßigung der Strömung beitragen. Hierzu weist die Reinigungskammer, ähnlich wie die Pumpenkammer im Einlaufbereich zur Pumpenkammer schräg verlaufende Seitenwände auf. Weiterhin ist eine Reinigungseinrichtung vorzugsweise unmittelbar vor der Einlauföffnung der Pumpenkammer angeordnet und umschließt diese vollständig. Diese Reinigungseinrichtung weist vorzugsweise an ihrer der Pumpenkammer abgewandten Seite Strömungsleitbleche auf.

[0017] Eine alternative Ausführungsform wird vorzugsweise durch die Ausbildung der Pumpe als eine Betonspiralgehäusepumpe erreicht, wobei das Betonspiralgehäuse die Kammerdecke der Pumpenkammer bildet. Die Betonspiralgehäusepumpe verfügt dabei vorzugsweise über ein Saugrohr, das in die Pumpenkammer hineinragt.

[0018] Zur Lösung der auf das Verfahren bezogenen Aufgabe wird gemäß der Erfindung bei einem Betriebsgebäude mit einer Pumpenkammer und einer darin angeordneten Pumpe für Kühlwasser sowie mit einer unmittelbar an die Pumpenkammer angrenzenden Reinigungskammer das Kühlwasser in der Reinigungskammer gereinigt und strömt anschließend in die Pumpenkammer ein mit einer Strömungsgeschwindigkeit von etwa 2 bis 3 m/s so dass störende Wirbel vermieden werden.

[0019] Die im Hinblick auf das Betriebsgebäude aufgeführten Vorteile und bevorzugten Ausführungsformen lassen sich sinngemäß auf das Verfahren übertragen.

[0020] Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen jeweils in schematischen Darstellungen:

FIG 1

eine ausschnittsweise seitliche Schnittdarstellung durch ein Betriebsgebäude,

FIG 2

ebenfalls eine ausschnittsweise seitliche Schnittdarstellung durch ein Betriebsgebäude mit einer Betonspiralgehäusepumpe, und

FIG 3

eine Aufsicht auf einen horizontalen Schnitt durch eine Pumpenkammer.

[0021] Gemäß den Figuren 1 und 2 weist ein Betriebsgebäude 2 für eine insbesondere großtechnische Anlage, wie beispielsweise ein Kraftwerk zur Energieerzeugung, eine Pumpenkammer 4 sowie eine Reinigungskammer 6 auf, die unmittelbar aneinander über eine gemeinsame Kammerwand 8 angrenzen. Die Reinigungskammer 6 und die Pumpenkammer 4 stehen strömungstechnisch über eine Einlauföffnung 10 miteinander in Verbindung. Die Pumpenkammer 4 ist als sogenannte gedeckte Pumpenkammer ausgebildet und weist eine Kammerdecke 28 auf. In der Pumpenkammer 4 ist eine vom Kammerboden 12 beabstandete Pumpe 14 mit einem Pumpenrohr 16 angeordnet. Dieses ist unter Bildung eines Ringspalts 29 durch die Kammerdecke 28 geführt. In der Pumpenkammer 4 schließt sich endseitig am Pumpenrohr 16 eine Saugglocke 17 an. Im Unterschied zu der gewöhnlichen separaten Pumpe 14 gemäß FIG 1 ist die Pumpe gemäß FIG 2 als Betonspiralgehäusepumpe 14a ausgebildet. Diese weist ein Betonspiralgehäuse auf, welches durch in die Gebäudestruktur eingelegte Betonbauteile 19 oder durch die Gebäudestruktur selbst gebildet ist. Von der Betonspiralgehäusepumpe 14a erstreckt sich ein Saugrohr 20 mit endseitig angebrachter Saugglocke 17 in die Pumpenkammer 4, so dass die Saugglocke 17 in einer für den Betrieb günstigen Höhe ist.

[0022] In der Reinigungskammer 6 ist unmittelbar vor der Einlauföffnung 10 und diese vollständig überdeckend eine Reinigungseinrichtung für das Kühlwasser in Form eines Filters oder einer Siebeinrichtung 22 angeordnet. Sie ist insbesondere als eine sogenannte Siebbandmaschine ausgebildet. Diese weist ein umlaufendes Siebband mit mehreren Siebflächen 24 auf, die im Bereich der Einlauföffnung 10 zur Reinigung von Kühlwasser dienen und im oberen Bereich der Siebbandmaschine beispielsweise durch Ausspritzen gereinigt werden. Der Siebeinrichtung 22 sind vorzugsweise weitere nicht näher dargestellte Reinigungseinrichtungen vorgeschaltet.

[0023] Das Kühlwasser wird in der Regel einem natürlichen Reservoir entnommen, gelangt über eine Zuströmöffnung 26 in die Reinigungskammer 6, wird dort gereinigt und anschließend durch die Einlauföffnung 10 in die Pumpenkammer 4 von der Pumpe 14 eingesaugt. Das Betriebsgebäude 2 ist bezüglich des Wasserstandes des Reservoirs derart angeordnet, dass bei einer natürlichen Schwankung des Wasserspiegels zwischen einem hohen Wasserspiegel H und einem niedrigen Wasserspiegel N die Saugglocke 17, also der Einströmbereich der Pumpe 14, ausreichend mit Kühlwasser überdeckt ist. Denn bei einer zu geringen Überdeckung verschlechtert sich die Qualität der Strömung im Pumpenrohr 16. Dies trifft vor allem dann zu, wenn der Wasserspiegel unter die Kammerdecke 28 sinkt. Diese Situation ist daher nur für besondere Betriebsfälle und für eine begrenzte Zeit zulässig ist, beispielsweise beim Start der Pumpe 14, wenn das Wasser dem Betriebsgebäude 2 durch einen langen Kanal oder eine lange Rohrleitung zugeführt wird. Eine ausreichend hohe Überdeckung hilft zudem die sogenannte Kavitation zu vermeiden, also die Ausbildung und den abrupten Zusammenfall von Dampfblasen unter Ausbildung einer materialschädigenden Druckwelle. Die dargestellte Ausbildung der Pumpenkammer 4 als gedeckte Pumpenkammer mit der Kammerdecke 28 wirkt der Entstehung von Oberflächenwirbeln entgegen.

[0024] Die speziellen Vorkehrungen zur Vermeidung von Wirbeln werden im Folgenden anhand der FIG 1 und der FIG 3 erläutert. Wie der FIG 3 zu entnehmen ist, verläuft der sich an die Einlauföffnung 10 anschließende Wandbereich 30 schräg zur Kammerseitenwand 32, welche wiederum über einen hinteren schrägen Wandbereich 30a in die Kammerrückwand 34 übergeht. Auf dem Kammerboden 12 ist eine Leitschwelle 36 sowie eine Längsschwelle 38 angeordnet, die eine dreieckige Querschnittsfläche aufweisen und ein Kreuz bildend zueinander angeordnet sind. Die Längsschwelle 38 verläuft dabei in Einströmrichtung 40 des Kühlwassers. Die Leitschwelle 36 dient in erster Linie zum Umlenken der Kühlflüssigkeit in die Pumpe 14. Hierzu ist sie, wie es der FIG 1 zu entnehmen ist, bevorzugt etwas vor der Pumpenachse 42 angeordnet. Die Leitschwelle 36 und die Längsschwelle 38 können gleiches Profil oder unterschiedliches Profil bzw. unterschiedliche Abmessungen aufweisen. Die Längsschwelle 38 dient zur Verhinderung von Boden-, wirbeln. Sie wird in einer Wandschwelle 44 fortgeführt, die sich an der Kammerrückwand 34 senkrecht nach oben erstreckt, jedoch von der Kammerdecke 28 beabstandet ist, um ein ausreichendes Umströmen der Pumpe 14 mit Kühlflüssigkeit zu ermöglichen. Die Wandschwelle 44 dient im Wesentlichen zum leichteren Umlenken der strömenden Kühlflüssigkeit zur Pumpe hin.

[0025] Im rückwärtigen Bereich der Pumpenkammer 4 ist der Kammerboden 12 zu den hinteren Wandbereichen 30a und zu der Kammerrückwand 34 über einen Eckenausgleich 46 abgeschrägt, der in FIG 1 gestrichelt dargestellt ist. Er dient zur Verbesserung der Umleitung der Bodenströmung und verringert den Turbulenzgrad der Strömung in diesem Bereich. Generell zeichnet sich die Pumpenkammer 4 dadurch aus, dass sie trotz Verwendung ebener Begrenzungsflächen die Strömung nicht abrupt ändert und dadurch trotz des ungewöhnlich hohen Geschwindigkeitsniveaus einen geringen Turbulenzgrad im Pumpenrohr 16 erreicht. Durch die Anordnung von Schrägen in kritischen Bereichen kann die Pumpenkammer 4 daher als weitgehend kantenfrei bezeichnet werden. Die typischen Strömungswege der Kühlflüssigkeit sind in den Figuren durch gestrichelte Pfeillinien dargestellt. Auf einen Eckenausgleich im Bodenbereich der Einlauföffnung 10 ist gemäß FIG 1 verzichtet, da sich dort von selbst ein stabiler Strömungswirbel 48 ausbildet, der als sogenanntes "hydraulisches Kugellager" nach Art einer stabilen Walze wirkt, so dass die restliche Strömung über den Strömungswirbel 48 im Wesentlichen unbeeinflußt hinwegströmt. Eine Verkleinerung des Strömungswirbels 48 lässt sich z.B. durch eine maßvolle Abschrägung des Bodenbereiches der Einlauföffnung 10 erreichen.

[0026] Insbesondere der schräge vordere Wandbereich 30 vermeidet einen Abriss der Strömung von der Kammerwand. Dies wird nicht zuletzt durch die Verdrängungswirkung des Pumpenrohrs 14 erreicht, die maßgeblich durch die Größe und die Position der Pumpe 14 in Relation zu den Wandbereichen 30 bestimmt wird. Insbesondere ist der Strömungsquerschnitt für die Kühlflüssigkeit im Anschluss an die Einlauföffnung 10 verringert, so dass eine Erhöhung der Strömungsgeschwindigkeit eintritt. Dies verhindert zum einen den Abriss der Strömung und hilft damit bereits zur Vermeidung von Wirbeln. Aufgrund des hohen Geschwindigkeitsniveaus der Strömung wird zudem in einfacher und zuverlässiger Weise erreicht, dass sich keine insbesondere stationären Strömungswirbel an der Oberfläche ausbilden. Solche stationären Strömungswirbel bilden sich nämlich nur dann stabil aus, wenn eine ausreichend ruhige Strömung auftritt. Darin liegt gerade das wesentliche Merkmal der Kammergeometrie, das eine solche vergleichsweise ruhige Strömung vermieden ist. Bei normalem Wasserstand N führt die Kammerdecke 28 zu einer Verbesserung der Geschwindigkeitsverteilung im Pumpenrohr 16.

[0027] Um im besonders kritischen Bereich im Übergang zwischen Reinigungskammer 6 und Pumpenkammer 4 Störungen aus der Siebeinrichtung 22 wirksam zu unterbinden, sind hier Längsbleche 50 angeordnet, die im Wesentlichen senkrecht zum Kammerboden 12 ausgerichtet sind. Für eine geeignete Strömungsführung sind zudem die Seitenwände 52 der Reinigungskammer 6 zur Einlauföffnung 10 abgeschrägt. Weiterhin weist die Siebeinrichtung 22 an ihrem der Einlauföffnung 10 abgewandten Ende Strömungsleitbleche 54 auf, die an der Vorderseite der Siebeinrichtung 22 gerade oder unter einem schrägen Winkel zu dieser randseitig angeordnet sind.

[0028] In der Kammerwand 8, vorzugsweise im Bereich der Wandbereiche 30, sind strömungstechnische Verbindungen 56 zum Innenraum der Pumpenkammer 4 vorgesehen. Über diese kann Kühlwasser aus der Pumpenkammer 4 entnommen werden, ohne dass Pumpen in den Innenraum der Pumpenkammer 4 eingeführt werden müssen, die die Kühlmittelströmung negativ beeinflussen. Über die strömungstechnische Verbindung 56 können zudem Messungen, wie eine Füllstandsmessung, ohne Auswirkungen auf die Strömung in der Pumpenkammer 4 vorgenommen werden. Alternativ oder zusätzlich kann bei dem Ausführungsbeispiel gemäß FIG 1, also bei der Verwendung einer sogenannten Rohrgehäusepumpe, eine größere Menge von Kühlwasser entnommen werden. Dabei strömt das Kühlwasser durch den Ringspalt 29 zwischen Kammerdecke 28 und Pumpenrohr 16.

[0029] Durch die vorbeschriebenen Maßnahmen wird in zuverlässiger Weise die Ausbildung sowohl von Bodenwirbeln als auch von Oberflächenwirbeln vermieden. Maßgebend hierfür ist das hohe Geschwindigkeitsniveau in der Pumpenkammer 4. Neben dem wesentlichen Vorteil des Verzichts auf die Beruhigungsstrecke kann die Pumpenkammer 4 zudem mit einer vergleichsweise geringen Kühlwasser-Überdeckung der Pumpe 14 zuverlässig betrieben werden. Denn die Gefahr der Ausbildung von Oberflächenwirbeln ist im Vergleich zu herkömmlichen Ausgestaltungen deutlich reduziert. Selbst bei Unterschreiten des niedrigen Wasserspiegels N auf einen reduzierten Wasserspiegel R, der beispielsweise beim Anfahren unter Umständen auftritt und unter das Niveau der Kammerdecke 28 fallen kann, ist die Kühlwasserströmung in der Pumpenkammer 4 ausreichend stabil. Die notwendige Höhe der Überdeckung wird daher im Wesentlichen lediglich durch die Kavitationsproblematik bestimmt. Aufgrund der reduzierten Überdeckung verringert sich die notwendige Bauhöhe des Betriebsgebäudes 2, so dass die Herstellungskosten gering gehalten sind.

Ansprüche

1. Betriebsgebäude (2) für eine Anlage, insbesondere für eine Anlage zur Energieerzeugung, mit einer Pumpenkammer (4) zur Anordnung einer Pumpe (14) für Kühlwasser und mit einer Reinigungskammer (6), wobei die Pumpenkammer (4) sich unmittelbar an die Reinigungskammer (6) anschließt,
dadurch gekennzeichnet, dass die Pumpenkammer (4) mit der Reinigungskammer (6) über eine Einlauföffnung (10) verbunden ist, an die sich ein schräg zur Kammerseitenwand (32) verlaufender Wandbereich (30) anschließt und dass der Strömungsquerschnitt für die in die Pumpenkammer (4) einströmende Kühlflüssigkeit mittels einer in der Pumpenkammer (4) montierten Pumpe (14) verjüngt ist, so dass die Kühlflüssigkeit zur Vermeidung von störenden Wirbeln eine Strömungsgeschwindigkeit von etwa 2 bis 3 m/s aufweist.

2. Gebäude (2) nach Anspruch 1, bei dem der Kammerboden (12) der Pumpenkammer (4) eine in etwa senkrecht zu der Einströmungsrichtung (40) des Kühlwassers verlaufende Leitschwelle (36) im Bereich der Pumpe (14) zur Strömungsumleitung in Richtung zur Pumpe (14) aufweist.

3. Gebäude (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der Kammerboden (12) der Pumpenkammer (4) eine in etwa in Richtung der Einströmungsrichtung (40) des Kühlwassers verlaufende Längsschwelle (38) als Strömungswiderstand für Bodenwirbel aufweist.

4. Gebäude (2) nach Anspruch 3, bei der die Längsschwelle (38) an der Kammerrückwand (34) als Wandschwelle (44) fortgeführt ist.

5. Gebäude (2) nach Anspruch 4, bei dem die Pumpenkammer (4) als gedeckte Pumpenkammer (4) mit einer Kammerdecke (28) ausgeführt ist, und bei dem die Wandschwelle (44) von der Kammerdecke (28) beabstandet ist.

6. Gebäude (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Kammerseitenwände (32) über schräg verlaufende hintere Wandbereiche (30a) in die Kammerrückwand (34) übergehen.

7. Gebäude (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der Kammerboden (12) im rückwärtigen Bereich der Pumpenkammer (4) zu der Kammerwand (30a,32,34) abgeschrägt ist.

8. Gebäude (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem in der Einlauföffnung (10) zur Pumpenkammer (4) Längsbleche (50) angeordnet sind.

9. Gebäude (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der Innenraum der Pumpenkammer (4) über eine strömungstechnische Verbindung (56) zugänglich ist.

10. Gebäude (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Pumpenkammer (16) eine Kammerdecke (28) aufweist, durch die ein Pumpenrohr (16) unter Bildung eines Ringspalts (29) geführt ist, so dass aus der Pumpenkammer (4) über den Ringspalt (29) Kühlwasser abziehbar ist.

11. Gebäude (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Reinigungskammer (6) im zur Pumpenkammer (4) orientierten Bereich schräg verlaufende Seitenwände (52) aufweist.

12. Gebäude (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem in der Reinigungskammer (6) eine Reinigungseinrichtung (22) unmittelbar vor der Einlauföffnung (10) zur Pumpenkammer (4) angeordnet ist.

13. Gebäude (2) nach Anspruch 12, bei dem an der Reinigungseinrichtung (22) ein Strömungsleitblech (54) angebracht ist.

14. Gebäude (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Pumpe (14) als eine Betonspiralgehäusepumpe (14a) ausgebildet ist, wobei das Betonspiralgehäuse (18) die Kammerdecke (28) der Pumpenkammer (4) bildet.

15. Gebäude (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, das für eine Förderleistung in der Größenordnung von etwa einem bis mehreren Kubikmetern Kühlwasser pro Sekunde ausgebildet ist.

16. Verfahren zum Betrieb eines Betriebsgebäudes (2) für eine Anlage, insbesondere für eine Anlage zur Energieerzeugung, wobei das Betriebsgebäude (2) eine Pumpenkammer (4) mit einer Pumpe (14) für Kühlwasser sowie eine unmittelbar an die Pumpenkammer (4) angrenzende Reinigungskammer.(6) aufweist, und wobei das Kühlwasser in der Reinigungskammer (6) gereinigt wird,
dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlflüssigkeit zur Vermeidung von Wirbeln in die Pumpenkammer (4) mit einer Strömungsgeschwindigkeit von etwa 2 bis 3 m/s einströmt.

Claims

1. Operations building (2) for a plant, in particular for a power-generation plant, having a pump chamber (4) for arranging a pump (14) for cooling water, and having a cleaning chamber (6), the pump chamber (4) directly adjoining the cleaning chamber (6), characterized in that the pump chamber (4) is connected to the cleaning chamber (6) via an intake opening (10), which is adjoined by a wall region (30) which runs obliquely in relation to the chamber side wall (32) and in that the flow cross section for the cooling liquid flowing into the pump chamber (4) is tapered by means of a pump (14) mounted in the pump chamber (4), so that the cooling liquid, in order to avoid disruptive vortices, has a flow speed of approximately 2 to 3 m/s.

2. Building (2) according to Claim 1, characterized in that the chamber base (12) of the pump chamber (4) has a directing sill (36), running approximately perpendicularly to the inflow direction (40) of the cooling water, in the region of the pump (14) for deflecting the flow in the direction of the pump (14).

3. Building (2) according to one of the preceding claims, characterized in that the chamber base (12) of the pump chamber (4) has a longitudinal sill (38), running approximately in the direction of the inflow direction (40) of the cooling water, as flow resistance for base vortices.

4. Building (2) according to Claim 3, characterized in that the longitudinal sill (38) is continued on the chamber rear wall (34) as a wall sill (44).

5. Building (2) according to Claim 4, characterized in that the pump chamber (4) is designed as a covered pump chamber (4) with a chamber ceiling (28), and in that the wall sill (44) is spaced apart from the chamber cover (28).

6. Building (2) according to one of the preceding claims, characterized in that the chamber side walls (32) merge into the chamber rear wall (34) via obliquely running rear wall regions (30a).

7. Building (2) according to one of the preceding claims, characterized in that the chamber base (12) in the rear region of the pump chamber (4) is bevelled in relation to the chamber wall (30a, 32, 34).

8. Building (2) according to one of the preceding claims, characterized in that longitudinal plates (50) are arranged in the intake opening (10) to the pump chamber (4).

9. Building (2) according to one of the preceding claims, characterized in that the interior of the pump chamber (4) is accessible via a flow-connection (56).

10. Building (2) according to one of the preceding claims, characterized in that the pump chamber (4) has a chamber ceiling (28) through which a pump tube (16) is guided, an annular gap (29) being formed in the process, with the result that cooling water can be withdrawn from the pump chamber (4) via the annular gap (29).

11. Building (2) according to one of the preceding claims, characterized in that the cleaning chamber (6) has obliquely running side walls (52) in the region oriented towards the pump chamber (4).

12. Building (2) according to one of the preceding claims, characterized in that, in the cleaning chamber (6), a cleaning arrangement (22) is arranged immediately in front of the intake opening (10) to the pump chamber (4).

13. Building (2) according to Claim 12, characterized in that a flow-directing plate (54) is provided on the cleaning arrangement (22).

14. Building (2) according to one of the preceding claims, characterized in that the pump (14) is designed as a concrete spiral casing pump (14a), the concrete spiral casing (18) forming the chamber ceiling (28) of the pump chamber (4).

15. Building (2) according to one of the preceding claims, which is designed for a delivery capacity in the order of magnitude of approximately one cubic metre to a number of cubic metres of cooling water per second.

16. Method of operating an operations building (2) for a plant, in particular for a power-generation plant, the operations building (2) having a pump chamber (4) with a pump (14) for cooling water, and having a cleaning chamber (6) directly adjacent to the pump chamber (4), and the cooling water being cleaned in the cleaning chamber (6), characterized in that, in order to avoid vortices, the cooling liquid flows into the pump chamber (4) at a flow speed of approximately 2 to 3 m/s.

Revendications

1. Bâtiment (2) d'exploitation pour une installation, en particulier pour une installation de production d'énergie, comprenant une chambre (4) de pompage pour y disposer une pompe (14) d'eau de refroidissement et comprenant une chambre (6) d'épuration, la chambre (4) de pompage étant directement contiguë à la chambre (6) d'épuration,
caractérisé en ce que la chambre (4) de pompage est raccordée à la chambre (6) d'épuration par l'intermédiaire d'une ouverture (10) d'admission dont est contiguë une région (30) de paroi s'étendant en oblique par rapport à la paroi (32) latérale de la chambre, et en ce que la section d'écoulement pour le liquide de refroidissement affluant dans la chambre (4) de pompage est rétrécie au moyen d'une pompe (14) montée dans la chambre (4) de pompage, de sorte que le liquide de refroidissement a, afin d'éviter des tourbillonnements perturbateurs, une vitesse d'écoulement d'environ 2 à 3 m/s.

2. Bâtiment (2) suivant la revendication 1, dans lequel le fond (12) de la chambre (4) de pompage comporte dans la région de la pompe (14) un seuil (36) de guidage s'étendant environ perpendiculairement à la direction (40) de flux entrant de l'eau de refroidissement, afin de dévier le flux en direction de la pompe (14).

3. Bâtiment (2) suivant l'une des revendications précédentes, dans lequel le fond (12) de la chambre (4) de pompage comporte un seuil (38) longitudinal s'étendant environ dans la direction de la direction (40) de flux entrant de l'eau de refroidissement, comme résistance à l'écoulement pour des tourbillonnements de fond.

4. Bâtiment (2) suivant la revendication 3, dans lequel le seuil (38) longitudinal est prolongé sur la paroi (34) arrière de la chambre, sous forme de seuil (44) de paroi.

5. Bâtiment (2) suivant la revendication 4, dans lequel la chambre (4) de pompage est réalisée sous forme de chambre (4) de pompage couverte dotée d'un plafond (28) de chambre, et dans lequel le seuil (44) de paroi est distant du plafond (28) de chambre.

6. Bâtiment (2) suivant l'une des revendications précédentes, dans lequel les parois (32) latérales de la chambre se raccordent à la paroi (34) arrière de la chambre par l'intermédiaire de régions (30a) de paroi arrière s'étendant en oblique.

7. Bâtiment (2) suivant l'une des revendications précédentes, dans lequel le fond (12) de la chambre est, dans la région arrière de la chambre (4) de pompage, chanfreiné par rapport à la paroi (30a, 32, 34) de la chambre.

8. Bâtiment (2) suivant l'une des revendications précédentes, dans lequel des tôles (50) longitudinales sont disposées dans l'ouverture (10) d'admission menant à la chambre (4) de pompage.

9. Bâtiment (2) suivant l'une des revendications précédentes, dans lequel l'intérieur de la chambre (4) de pompage est accessible par l'intermédiaire d'une liaison (56) fluidique.

10. Bâtiment (2) suivant l'une des revendications précédentes, dans lequel la chambre (4) de pompage comporte un plafond (28) de chambre à travers lequel est dirigé un tube (16) de pompage en formant un passage (29) annulaire, de sorte que l'eau de refroidissement peut être prélevée de la chambre (4) de pompage par l'intermédiaire du passage (29) annulaire.

11. Bâtiment (2) suivant l'une des revendications précédentes, dans lequel la chambre (6) d'épuration comporte, dans la région orientée vers la chambre (4) de pompage, des parois (32) latérales s'étendant en oblique.

12. Bâtiment (2) suivant l'une des revendications précédentes, dans lequel un équipement (22) d'épuration est disposé dans la chambre (6) d'épuration juste devant l'ouverture (10) d'admission menant à la chambre (4) de pompage.

13. Bâtiment (2) suivant la revendication 12, dans lequel une tôle (54) de guidage d'écoulement est installée sur l'équipement (22) d'épuration.

14. Bâtiment (2) suivant l'une des revendications précédentes, dans lequel la pompe (14) est réalisée sous forme de pompe (14a) à carter en volute en béton, le carter (18) en volute en béton formant le plafond (28) de la chambre (4) de pompage.

15. Bâtiment (2) suivant l'une des revendications précédentes, qui est conçu pour un débit de l'ordre de grandeur d'environ un à plusieurs mètres cubes d'eau de refroidissement par seconde.

16. Procédé d'exploitation d'un bâtiment (2) d'exploitation pour une installation, en particulier pour une installation de production d'énergie, sachant que le bâtiment (2) d'exploitation comprend une chambre (4) de pompage dotée d'une pompe (14) d'eau de refroidissement ainsi qu'une chambre (6) d'épuration directement contiguë à la chambre (4) de pompage, et sachant que l'eau de refroidissement est épurée dans la chambre (6) d'épuration,
caractérisé en ce que le liquide de refroidissement, afin d'éviter des tourbillonnements, afflue dans la chambre (4) de pompage avec une vitesse d'écoulement d'environ 2 à 3 m/s.

Zeichnung