Гидроэлектростанция ю.б.кашеварова

 

Использование в гидроэнергетике для выработки электроэнергии Сущность изобретения: гидроэлектростанция содержит плотину 1 с подводящими водоводами 2, затворы 5, гидротурбины с электрогенераторами 4, отводящие водоводы 3 и эластичную оболочку 7, установленную перед водоводами 2 на наклонных стойках 8, имеющую надувные шланги 11 и прикрепленную к дну и плотине 1 тросами 9,10. Имеется также в верхней части плотины 1 надувной шланг 12, поддерживающий сетку 14 и экран 13 Теплые слои воды из верхней части водохранилища че рез оболочку 7, сетку 14 поступают в подводящие водоводы 2 и через турбину и отводящие водоводы 3 попадают в нижний бьеф. 2 з п.ф-лы, 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОспАтент cccp) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Фиг.2 (21) 4778154/15 (22) 04.11.89 (46) 15.12.92,Бюл;М 46 (75) Ю.Б.Кашеваров (56) Авторское свидетельство СССР

N -1086060, кл. Е 02 В 9/04, 1982, . Авторское свидетельство СССР

hL 1019051, кл. Е 02 В 9/04, 1981. (54) ГИДРОЭЛЕКТРОСТАНЦИЯ Ю.6,КАШЕВАРОВА (57) Использование: в. гидроэйергетике для выработки электроэнергии. Сущность изобретенйя; гидроэлектростанция содержит (й)з" E 02 В 9/04

° Ь;

ЯТЕЙ,„ °

: 1 (,7 . .;„фя .

2 ° плотину 1 с подводящимй водбводами 2, затворы 5, гидротурбины с электрогенератбрами 4, отводящие вОдоводы 3 и эластичнуЮ оболочку 7, установленную перед водоводами 2 на наклонных стойках 8, имеФщДю надувные шланги 11 и .прикрепленную к дну и плотине 1 тросами 9 10. Имеется также в верхней части плотйны 1 надувной шланг 12, поддерживающий сетку 14 и экран 13. Теплые слои воды из верхней части водбхранилища через оболочку 7, сетку 14 поступают в" подводящие водоводы 2 и через турбину и отводящие водоводы 3 попадают в йижний бьеф, 2 з.п,ф-лы, 3 ил.

1781379 в рабочем положении на заданной глубине ранения полыньи и порождаемых ею ледяных туманов в зимнее время за плоти- 10 ОттяжныЕ тросы 9 и 10 фиксируют неиэной ГЭС, а также устранение йониженных — менное положение ребер жесткости 8, к котемператур воды за плотиной ГЭС в летнее, торым они прикреплены, относительно ГЭС время и улучшения качества воды ниже йло- 1. Тросы 10 закреплены на плотине 1, тросы тины ГЭС, . 9 нэ дне водохранилища.

Экран 13 прикреплен к верхней кромке

На фиг. 1 изображен общий вид части высоконэпорной плотины ГЭС сверху; на фиг. 2 — сечение по А-А фиг. 1; на фиг. 3— место! фиг. 2 (увеличено по отношению к эластичной оболочки 7 и выполнен иэ того же материала. что и оболочка 7, но меньшей в 3-4раза толщины. Экран имеетдлину(рэс стояние от кромки эластичной оболочки 7 до

20 кромки экрана 13) в два раза большую, чем фиг. 1 и фиг, 2).

ГЭС 1 имеет водоводы 2 и 3, гидротурбины с электрогенераторами 4. заслонки 5 опорные выступы 6, эластичную оболочку 7 ребра жесткости 8, оттяжные тросы 9 и 10 запроектированная разность наивысшего и наинисшего уровней воды верхнего водохранилища при работе ГЭС, шланги 11 и 12, экран 13, i:åòêó 14, гибкие Сетка 14 выполнена из тросов с ячейкатурбины 15 и 16, фильтрационные колодцы, 25 ми в 0,3 — 0,4 м, препятствующая попаданию

17 с установками для сбора сестона 18, стволов деревьев и бревен в турбины, сетка аэрационные трубки 19 с компрессорами 20

14 прикреплена верхним краем в шлангу 12, а нижним краем к краю экрана 13 и поддери рыболовную сеть. 21 с надувным шлангом

22, натяжные грузила 23 тросов 9, Водоводы 2 ГЭС 1 в отличие от извест- 30 ных имеют входное отверстие, направленживает край экрана 13 ниже уровня воды верхнего водохранилища на 3 — 5 м.

Верхние концы ребер жесткости 8 устаное вверх. С этой целью ГЭС 1 имеет навливаются на высоте, меньшей на 4-5 м опорные выступы 6, размеры которых опре- ниже уровня воды верхнего водохранилиделяют входными отверстиями водоводов 2. ща, который оно может иметь в процессе

Водоводы 3 имеют входное отверстие, 35 эксплуатации ГЭС. направленное горизонтально и располо- К шлангу 12 прикреплена гибкая трубаженное нижеуровня воды нижнего бьефа нэ . желоб 15. имеющая горизонтальный разрез

5-10 м, гидротурбины с электрогенератора- на уровйе воды для поверхностного стока в ми 4 и заслонки 5 известной конструкции.. нее нечистот, скапливающихся перед шлангом 12, Эти нечистоты и поверхностный

Эластичная оболочка 7 выполнена из слой воды, попавший в разрезную трубу 15 по наклонной гибкой трубе 16 стекает в водонепроницаемого композицибннбго ма-. териала, армированного сеткой из стекло-. волокна или нейлоновых (капроновых) фильтрационный колодец 17, при этом гибтросиков, для придания ей необходимой кая труба 16 проходит через сетку 14 под . прочности и долговечности. Эластичная 45 рыболовной сетью 21 к плотине 1. оболочка 7 нижним краем прикреплена, на- - Фильтрационный колодец 17 имеет в пример, приклеена клеем типа "Спрут" к верхнейчастиметаллическуюкрышкусмновыступам 6 ГЭС 1 и заделана в грунт дна.. гочисленными отверстиями малого диаметверхнего водохранилища между вь1ступэми ра, затем слой гравия, известкового камня, 50 песка и других материалов, необходимых

Ребра жесткости 8 выполнейй, например, из двутавровых балок. которые нижнидля фильтрации воды и придания ей заданного химического состава. Фильтрационный колодец 17 имеет установку для сбора сестона 18 иэ каскада наборных сит для отделения сестона (преимущественно синезеленые водоросли) от воды и превращение его в удобрение, годное для любых почв. Во ми концами зацементированы в железобетонных выступах 6 ГЭС 1. К ребрам жесткости 8 с наружной стороны прикреплена (приклеена) эластичная оболочка

7, оттяжные тросы 9 и 10 и шланги 11.

Шланги 11 и 12, а также трубы 15 и 16 время цветения воды в водохранилище в колодец 17 вдвигается между его крышкой и гравием наклонная перегородка, по котовыполнены из нескольких слоев материала оболочки 7 с вмонтированными в них гориГидроэлектростанция предназначается прежде всего для великих рек Сибири с целана устранения отрицательнйх изменений теплового режима реки (водохранилища) и улучшения качества воды ниже высоконапорных плотин.

Целью изобретения является улучшение экологии окружающей среды путем уст4 зонтальн ыми тросами, предотвращающими их разрыв. Шланги 11 и 12 заполнены сжатым воздухом с давлением, превышающим давление воды на 1 атмосферу, и имеют поперечное сечение, обеспечивающее создание подъемной силы, достаточной для поддержания эластичной оболочки 7 (шлангами 11), экрана 13 и сетки 14 (шлангами 12) 1781379 рой вода с сине-зелеными водорослями стекает в установку 18. Осветленная вода из установки 18 направляется на известняк колодца 17, а сестон — в емкость-накопитель, Сток из фильтрационного колодца 17 поступает в водовод 3 через сливную трубу, обращенную сливным отверстием в сторону нижнего бьефа, Аэрационные трубы 19 имеют множество мелких отверстий, через которые в воду поступает сжатый воздух; подаваемый компрессорами 20 при работе гидротурбин 4.

Рыболовная сеть 21 нижним своим тросом соединена с нижним тросом сетки 14. а верхним тросом надета на боковые крючья шланга 12. Рыболовная сеть 21 имеет надувной шланг 22, прикрепленный к сети 21 на удалении 5 — 6 м от ее нижнего края. В рабо. чем положении сети 21 шланг 22 лишен воздуха и не имеет подъемной силы; Противоположные концы сети выполнены в виде узких мешков с завязками торцов подобно куткам тралов, в которь1х концентрируется улов рыбы, ГЭС l0,6.Кашеварова работает следующим образом, При включении гидротурбин 4 ГЭС 1 поднятием заслонок 5 понизится уровень воды и создастся течение поверхностного слоя воды из водохранилища через экран 13 под шлангом 12 в пространство между ширмой (детали 7 и 8) и плотиной ГЭС в водоводы2и3.

Течение воды поверхностного слоя от клонит край экрана 13 со шлангом 12. при этом шланг 12 будет удерживать край экрана на глубине 5 м. B случае наиболее низкого уровня воды в водохранилище экран 13 займет почти горизонтальное положение, в случае наиболее высокого уровня воды в водохранилище экран 13 будет иметь наклон 30-40 в сторону плотины. В любом случае через водоводы 2 и 3 будет проходить только поверхностный слой воды водохранилища -- теплый в летнее время и холодный с температурой близкой к 0 С в зимнее время;

Течение поверхностного слоя воды принесет к плотине водоросли, мусор, нефтяную пленку и другие отходы деятельности человека, которые будут попадать в прорезь гибкой трубы 15 и затем по наклонной трубе

16 транспортироваться течением воды на крышку фильтрационного колодца 17, При этом водоросли и мусор будут скапливаться на крышке и периодически очищаться в мусорные контейнеры, а вода будет проходить через фильтры колодца 17. ooâoáoæä ÿr.ü от нечистот и насыщаясь химическими соединениями (например, известью), необходимыми для нейтрализации вредных соединений (например, кислот), растворенных в воде верхнего водохранилища.

Через отверстия в трубе 16 в воду с помощью компрессоров 20 будет поступать мелкими пузырями сжатый воздух, который в случае необходимости будет проходить через озонатор, усиливающий окисляющую способность кислорода (оэона) воздуха, Подбором диаметра отверстий в трубках 16

10 можно достичь того, что скорость подъема пузырьков воздуха будет незначительно превышать скорость течения воды к турбинам 4, в результате чего в несколько раз увеличится эффективность аэраЦий воды

Аэрация воды исключит возможность появления заморов-рыбы в зимнее время, улучшит качество воды и благотворно скажется на всей экосистеме нижнего бьефа. ще будет приносить к плотине бревна и стволы деревьев, которые будут задерживаться сеткой 14 из стальных или капроновых тросов "и йериодйчески извлекаться (удаляться работниками охранной службы

25 плотины). Тем cBMblM будет"исключена возможность аварии гидротурбин из-за попадания в них бревен и стволов деревьев; которая периодически случается на плоти30 нах электростанций типа Красноярской, Братской и Саяно-Шушенской.

При работе гидротурбин 4 рыболовная сеть находится в рабочем положении и рыба. привлекаемая аэрированной водой, насыщенной кислородом, заходит в сеть 21

35 просторную и мелкоячеистую.

После окончания работы гидротурбин 4 в шланг 22 сети 21 подается от компрессоров 20 воздух. В результате этого шланг 22

40 вместе с прикрепленными к нему краем сети всплывает и рыба заключается в колбаснообразном кошельковом неводе, из которого она может быть выбрана с помощью приспособленного для этой цели ры45 боловного судна. Затем воздуха из шланга

22 спускаться и сеть 21 занимает рабочее положение.

Такое устройство рыболовной сети даст возможность снабжать свежей рыбой весь обслуживающий персонал ГЭС и сделает его заинтересованным в разведении рыбы в водохранилище.

Примером конкретного выполнения реконструкции ранее построенных ГЭС может быть создание экологической ширмы, вклю- чающей детали 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 25 и

22 перед Красноярской плотиной. В этом случае примем, что ширина водохранилища перед плотиной будет 500,м и средняя глу50

20 Течение воды в верхнем водохранили1781379 бина 200 м. Тогда площадь эластичной обо- части верхней грани и металлическими стойлочки 7 будет равна 100000 м, . ками, установленными на опорных выступах г

Таким образом, заявленная гидроэлект- с наклоном в сторону водохранилища, к коростанция позволяет устранить полыньи и торым прикреплена эластичная оболочка, порождаемые ею ледяные туманы в зимнее 5 причем входные отверстия подводящих во время, устранит понижение температуры доводов направлены вверх и расположены воды за плотиной ГЭС в летнее время. улуч- в опорных выступах, а оттяжные тросы пришит качество воды ниже плотины ГЭС. обес - креплены концами к плотине и дну водохрапечит сохранность окружающей среды и нилища, а средней частью — к стойкам. здоровья населения, .. 10 2. Гидроэлектростанция по и. 1, о т л иФ о р мул а и э о 6рете н и я . чающаяся тем, что,сцельюочисткиводы, 1. Гидроэлектростанция, включающая . она снабжена компрессорами, установленплотину с подводящими водоводами и за- ными на плотине, фильтрационными колодтворами, гидротурбины, электрогенерато- цами, размещенными в плотине и ры, отводящие водоводы и эластичную 15 соединенными сливными патрубками с отоболочку, нижняя кромка которой прикреп- водящими водоводами, перфорированными лена к плотине под входными отверстиями трубами, расположенными вдоль плотины подводящих водоводов, а верхняя вйполне- .. на уровне входных отверстий подводящих на с поплавком, отличающаяся тем, водоводов и соединенными компрессора что, с целью повышения надежности работы 20 ми, и гибким желобом, прикрепленным к при больших напорах воды на плотину и . надувному шлангу сетки со стороны водорасположении подводящих водоводов в хранилища и соединенным гибкими трубанижней ее части, она снабжена надувными ми с фильтрационными колодцами. шлангами, прикрепленными горизонтально 3. Гидроэлектростанция по пп.1 и 2, о тк эластичной оболочке, эластичным экра- 25 л и ч а ю щ а я с я тем; что, с целью защиты ном, прикрепленным кромкой к верхней рыб от попадания в гидротурбины, она кромке эластичной оболочки, сеткой из тро- снабжена гибкой сетью с горизонтальным сов с поверхностным поплавком в виде на- шлангом,соединеннымсоднимизкомпресдувного Шланга, прикрепленной кромкой к соров,.прикрепленной противоположными свободной кромке экрана и расположенной 30 кромками к надувному шлангу сетки со стопараллельно плотине вдоль всей ее йапор- роны плотины и к верхней кромке экрана, ной грани, и оттяжными тросами, а плотина причем торцы сети выполнены сужающимивыполнена с опорными выступами в нижней ся. мешкообразной формы.

1781379

Составитель Ю,Кашеваров

Техред М.Моргентал Корректор H.Король

Редактор

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина. 101

Заказ 4260 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5