Entsander in Einlaufbauwerken

Triebwasser, Brauchwasser, Betriebswasser, Kühlwasser

durchfließen notwendigerweise ein Einlaufbauwerk (Entnahmebauwerk), bevor sie ihrer Verwendung zugeführt werden. Einlaufbauwerke sind häufig mit einem Anlagenteil zur Feststoffentnahme verbunden (Entsander, Geschiebefang oder dergleichen). Damit sollen Sand und Kies von der Turbine oder anderen Anlagenteilen ferngehalten werden. Das Vorhandensein von Sand im einlaufenden Wasser ist meist problematisch. Der Sand greift abrasiv die nachfolgenden Bauteile an, nach dem Motto „Stetes Sandkorn höhlt das Material“, oder blockiert oder verstopft die Anlage. Ortmanns (2006) hat ausführlich über die großen Schäden an Turbinen usw. berichtet. Die  Wirkungsgrade der genannten Entsander sind bei weitem nicht befriedigend (Ortmanns 2006), unabhängig von der Art und Korngröße der Sande und Kiese, die ja unterschiedlicher nicht sein könnten. Das Einlaufbauwerk wird manchmal sogar die Achillesverse einer Wasserkraftanlage genannt (Homepage der Hydro- Energie Roth GmbH, Karlsruhe, 2018).

Es gibt keine verbindlichen Bemessungsregeln für Entsander. Im allgemeinen geht man von der Theorie einer longitudinalen Sedimentation aus. Bei dieser Theorie ist letztlich der Abscheidegrad von der Entsanderlänge abhängig, das heißt, die groben Körner setzen sich zuerst ab, die feinen später oder gar nicht. Ortmanns (2006) hat versucht, die numerische Berechnung durch Korrekturparameter  besser an die tatsächlichen Verhältnisse anzupassen. Es kann auch keine allgemeinen Bemessungsregeln für die hydraulische Bauwerksgestaltung geben, so daß die Bauwerke von Fall zu Fall verschieden sind (Botsch 2018 nach Ortmanns 2006). Durch die Aufweitung des Kanalquerschnitts steht die Länge des Entsanders dem Sedimentationsvorgangs gar nicht zur Verfügung. Die wirksame Länge LN ist durch die Übergangslänge Üh und die Beruhigungslänge LE wesentlich beschränkt (Ortmanns 2006). 

Die Erkenntnisse zum Prinzip Hydrosandfang versprechen eine wesentliche Erhöhung des Abscheidegrades in den bestehenden Entsandern.

Wenn man die Einlaufströmung in eine walzenartige Rotation versetzen würde, würden sich alle Korngrößen gleichzeitig und im selben Längenbereich absetzen. Eine solche Rotation läßt sich mit einfachen Mittel herbeiführen. Das Prinzip Hydrosandfang erbrächte im bestehenden Bauwerk eine erhöhte Sandabscheidung (siehe auch Botsch 2018). Die Übergangslänge Üh wäre ggf. auf eine Walzendrehung (etwa Üh ~ B) beschränkt und die Beruhigungslänge LE  würde entfallen. Insgesamt ein versteckter Längengewinn, nützlich bei allen Belastungsfällen. 

Es ist anzumerken, daß die Geometrie der bei Ortmanns (2006) angegebenen Entsander die Möglichkeit eine Umsetzung des Prinzips Hydrosandfang erlauben würde (Botsch 2018). Andere Entsander folgen demselben Verfahrensprinzip, so daß die hier genannten Aussagen gleichermaßen zutreffen.

Das Prinzip Hydrosandfang wirkt in einem großen Durchflußbereich. Als Nennbelastung können die bei der Anlagenplanung der Entsander gewählten Durchflüsse angesetzt werden. Sollten geringere Durchflüsse auftreten, wäre auch dann ein höherer Abscheidegrad zu erwarten, als bei einer normalen Längsdurchströmung des Entsanders.