Гидроэлектростанция

 

Применение: в гидравлических сооружениях , используемых для преобразования энергии морских приливов в механическую или электрическую энергию. Сущность изобретения: использование способности жидкой движущейся среды к самопроизвольной концентрации своих гидродинамических показателей. Искусственно созданный водоворот в инженерии будет по своему назначению адекватен плотине ГЭС, 5 з п.ф-лы, 2 ил.

COIO3 СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (l9) (Il) (5))5 Г 03 В 13/10

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ

Ы (2 1) 4843042 /29 (22) 26.06.90 (46) 15.06.93. Бюл. ¹ 22 (76) В.Ф.Раковский (56) Заявка ЕР N 0002995, кл. F 03 В 13/10, 1979, (54) ГИДРОЭЛЕКТРОСТАНЦИЯ (57) Применение: в гидравлических сооружениях, используемых для преобразования

Изобретение относится к э ергетике, более конкретная сфера применения данного технического решения — гидравлические сооружения, используемые для преобразования энергии морских приливов

B механическую или электрическую энергиюю.

Целью настоящего изобретения является уменьшение укаэанных выше недостатков прототипа, расширение перспектив применения малых гидроагрегатов в морской гидроэнергетике с большим гидравлическим потенциалом.

На фиг. 1 показана принципиальная схема гидродинамического сооружения, вид сбоку; на фиг, 2 — то же, вид сверху.

П редлагаемая гидроэлектростанция (фиг. 1, 2) устанавливается в приливном течении, имеющем минимально допустимую скорость, способную после ее концентрации обеспечить гидродинамическую конверсию (и реобразование). Србственно гидроэлектоостанция состоит иэ направляющих конструктивных элементов, которые создают в районе работы гидроагрегата (2) искусственно организованное вихревое гидродинамическсе образование — водоворот. энергии морских приливов в механическую или электрическую энергию. Сущность изобретения: использование способности жидкой движущейся среды к самопроизвольной концентрации своих гидродинамических показателей. Искусственно созданный водоворот в инженерии будет по своему назначению адекватен плотине ГЭС, 5 з.п.ф-л ы, 2 ил.

Конструктивные элементы образуют три концентрирующих энергию водного потока узла: вертикальную камеру 3, выполненную в виде трубы Вентури, конгруэнтно повторяющую архитектуру вихревого нисходящего потока (водоворота) и два противоположных (180 ) горизонтальных, входных патрубка 4, выполненных в форме расширяющегося усеченного конуса, Широкий конец каждого патрубка 4 обращен навстречу приливному (отливному) течению, а узкий открытый конец направлен в верхнюю периферийную часть камеры 3 и ориентирует водный поток по касательной к образующим ее окружностям. Камера 3 в целях оптимизации движения потока снабжена внизу коленообразным выходным патрубком 5. вплотную примыкающим к камере 3. В верхней части камеры 3 смонтировано монтажное кольцо 6, служащее для усиления конструкции и для крепления на кронштейнах 7 гидроагрегата

2. Соединение камеры 3 с кольцом 6 и отводом 5 в зависимости от типажа (размеров) сооружения может быть выполнено и неразъемным (сварным). Вертикальная ocb гидроагрегата Совпадает с вертикальной осью нисходящего потока, Электрогенера 82"4Г7

f

f3a1рубка 4 продлена вдоль своих горизонтальных образующих путем установки навстречу приливному (03/Ièât tot tó) тече««и:о двух дополнительных гидродинэмических экранов-щитов 11. Гидродинамически» эк— раны 11 устанавливаются»епосредстне»1«о на дно (или якорно-г)опланковую «acT f 1 Гид родинамический экран 11 гборная Kλcfрукыия, состоящая из нескольких индивидуальных секций. Материал экранов

11 наиболее доступный для индус«рии данного района — прочные полимер»и» <;At! тетические плиты. В лк)бом <;лучае f afi-;)L;;tf; должен обес«)ечин)1 нэд-..- о ь и „, .,! < вечность при макси/лэль««их и 3/,ег)>кк;3

3экреплени» R г«ри/ ивнол:; .»fili f,<3< го ком««лекса такж» op,t<.I3«рона«i(«3 г;<. аЛЬi! Ы! ГИДI" OЛOГ«1 i»(-:;1!I

V/IИMBT ЕОГO«3!I)li « . Vli» CЛОВИЯ. °

Д/)я нозмож» .„.. )л «ений,;вибо/3.:е рациональным прсдс" эн .яется ppш ни»

ВОПРОСа О ЗакРЕ;3.30««ИИ КОМП.ЧЕКСа C <ПОмОЩью )cTpoilcтвэ .3 v op ««ой 1 2 и <3 I и/1(3 нкО" вой,3 систем. Для компенсации урон»f; (прилив-отлив) к средней «эс«и тросоь;ко> ной и поплавKÎвОй систем 12 и 16 lipèкреплены корректор-грузила 14. Каждая из систем 1", 13 содержи несколь:о о; нородных элеме««тов, которые удер)«.ивэют сооружение в заданных оптимальных. координатах. Поплавковое испол»е.«ие обеспечивает воз«1(,ж«oс ь гибко л1ень<ь степень погружения сооружения в зависимости от осложнений гидрологического ре жима "шторм". Устройство поплавка IlpocTQ и позволяет регулировать параметры ««огружения за счет измаl«ения величины баRëàсl ной воды. Элементы поплэнковои сис«еми оборудованы специальными герметично закрываемыми отверстиями (кингстонами) для управления этой операциеи с боре« э или с надвод/«ого средства (катера). Устроисчво якорной системы 13 типовое и вклю ает )звестные элементы Тро<. и якорь (бал/ эстнии груз). pacf)oло кен»ие . а дне в разных

3 д ч к э х . Д л и и / т р О <. a 1 0:",! «О к О p p e к 3 I ic 0 f;:3 < ь

5)

J5

3it <

50 устройством аналогичным лебедке, Материал. иэ которого изго)авлинают конус, диффузор, отвод и мон«ажное кольцо — сталь или высокопрочный бетон. Все элементы могуг быть сл1онтиронэнь«на берегу и залиты бетоном н кол1плексе, состанляющем /qv>toe конструктивное целое. Для приливных течений средней величины рацио««альным по массогабаритным соображениям будет более крупное сооружение, собранное из отдельных больших элементов, при помощи болтовых соединений, клепки или сварки. Сопряжение каждого пэтрубка 4 с камерой 3 оборудо<«э «о <«одпружиненной гидрозаслонкой 5.

Станция удерживается поплавковой и чкор»ой системами 12 и 13 таким образом, ««о верхние кромки пат,)убков 4 и камеры 3 неско 3«КО

Гидрозл»к)рос

««,«х,«зcTкэх фэргэгера, T.f;. увяз)II н сис«ам j»ебольших «идр<)динамических

<. o0 p, же < « 3 и 3,/3 A з, «<3 и т к и l 3 0 T pP v) f I o c 3 8 pa É оНа или»»большого город;3, Гидроэлектростанция содержит традиfgl1I)HttblL1 YoK3i3 tf Kc aKo ioI ической Haf)Pat3»енности. н 30м числе заградительные элеме»ти (р".."I(. «ки, сетки) для сохрэ»I«îñTè рыбьей f to/Io//vt, Они устанавливаются в

c3fIоре гидродинэмических экранов перед конусом, Использование типовое.

Электрическая чэс;ь 8 гидроагрегата имеет влагозащитное герметичное исполнение и cttocoGI«a обеспечить функционирова«Зие агре< эта и ри его полном

»ринудительном погру)кем«ии вместе со нс зм комплексом — конус диффуэор глубже в воду на кпатковрел1енний период шторма.

Энергия гидроагрегата передается береговым потребителям донным силовым кабелем. Вместе с силовым кабелем смонтированы коммутации установленных на сооружении приборов контроля и автоматики. Исполнение типовое (на фиг. не

Обозначены).

Работа предлагаемой гидроэлектрос)анции основана на классических законах гидродинамики и технически реализует "эффект водоворота". Гидравликам известно, ч-о динамические параметры подобных

1822467 природных образований очень велики, и степень концентрации энергии потока в них приближается к теоретическому оптимуму, Рассеянные гидравлические потоки малых течений делают нерациональным сооружение на них гидростатических объектов. Данное техническое решение частично устраняет этот недостаток. Работа предложенногоо гидродинамического сооружения очень проста. Сначала рассеянный водный поток концентрируется гидродинамическими экранами 3. Затем степень концентрации, которую кратко можно охарактеризовать как скорость потока, усиливается в патрубке 4. Из него ускоренный гидравлический поток выходит на периферий«ух) часть (верхнюю) камеры 3, где происходит трансформация прямолинейного характер, движения во вращательное, спирально», Завихренный гидравлический поток в

><а<)равле <ии периферия центр" r)рогрессирую>це увеличиваеl с><о>о скорость и в зоне "центр" инте«си )но устремляется вниз.

Б нисходящ< е движение по вертикали втя<ива<отся и,соседние с центральной зоной слol жидKî oè. Viаксимум концентрации кинет, ч)с,;.,и знер.ии по ока достигае)ся в средне.. у . >и ч;>:I vl камеры 3. Здесь устанавливает(. 4 ло<3<< (T j",)hèi<ная) часть

Ги/>1)О ) Г p I I "t - i 2 и ср 3|)3T > I B3eT потенциал 10 с>ка > :.,) )cr <<);«»<)ния турбины 9 дос-а гоч><0 н, ><к; и заяиси> от параметров

>< >1o xo ", > lI>o,) Ii) < ох><. I .EO скг)рос 1 и. В даль»е>1ше>< >)><бо1а >идроьгре<ата 2 не о) личается от традицио><«>,IK исполнений. Сработанныи гидравлическии поток выходит через низ кем<-.р<,I 3 и ><атрубок 5 под углом 90" к ос«о><><о>.<у по>оку течения или вниз (большие глубины). При изменении направления потока (прилив-отлив) поочередно работают противол жащ>)е патрубки 4. При этом гидрозадвижка 15 «а ор><оМ под давлением потока открывается . на другом. (противоположном, закрывается. Корректор-грузила 14 обес><ечивают натяжение троса якорно-поплаьховои системы 12, 13 при изменении уровня акватории за счет запаса длины тросоь.

Формула изобре<е ни я

1. Гидроэлектростанция, содержащая снабженный поплавками с балластными ем костями проточный корпус с сужающимся

5 по потоку горизонтальным входным патрубком, вертикальной камерой, выполненной в виде трубы Вентури, и коленообраэным выходным патрубком, гидроагрегат с лопастной турбиной, установленной в узкой части

10 камеры. и электрогенерятором. размещенным на монтажном кольце. установленном на верхней части камеры, и силовой кабель для связи генератора с потребителем. о тл и ч а ю щ а я с я тем, что корпус снабжен

15 дополнительным входным патрубком, расположенным оппозитно основному, входные ><атрубки установлены тангенциально к оси камеры и снабжены гидродинамическими экранами, размещенными перед их бо20 ковыми стенками с наклоном относительно вертикали в направлении от оси патрубка.

BE .ðõ><èå кромки входных патрубков, экранов и камеры расположены над уровнем потока, а выходной патрубок

25 перпендикулярно потоку.

2 t идроэлектростанция по и. 1, о т л ич а ю щ а я с я тем, что корпус снабжен якорной г".стемой с тросами, а электрогенерлтор вы:.олнен влагонепроницаемым.

30 3 Гидроэлектростанция по и. 1, о т л ич;< ю щ а я с я тем, что она снабжена си >Ion>,»o-навигационными буями, контрольно-измерительными приборами. средствами автоматики и установленными перед

35 входным патрубком заградительно-фильт- . рующими элементами.

4. Гидроэлектростанция по п. 1, о т л ич а ю щ а я с я тем, что она снабжена дноукрепительными элементами, разме40 щенными в зоне выходного патоубка.

5. Гидроэлектростанция по и, 1, о т л ич а ю щ а я с я тем, что тросы якорной системы снабжены корректор-грузилами, б. Гидроэлектростанция по и. 1, о т л и45 ч а ю щ а я с я тем, что она снабжена дополнительными корпусами и гидроагрегатами, аналогичными основным и установленными последовательно и параллельно с

«ил<и

1822467

Составитель В.Раковский

Техред М.Моргентал Корректор Л.Пилипенко

Редактор

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

Заказ 2121 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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