Комплекс гидротехнических сооружений с гидроагрегатами в головах шлюзов и способ его работы

Изобретение относится к области гидротехнического строительства, конкретно к судоходным каналам, предназначенным для уменьшения судового хода между бассейнами морей или рек. Комплекс гидротехнических сооружений с гидроагрегатами в головах шлюзов включает систему судоходных шлюзов и водохранилищ транспортного назначения, расположенных по склонам водораздела между двумя упомянутыми бассейнами, обеспечивающих преодоление судами упомянутого водораздела по обоим склонам последнего, а также систему водоподводящих каналов для обеспечения водой шлюзования судов, гидроагрегаты, вырабатывающие электроэнергию, и механизмы для перекачки воды. Гидроагрегаты, установленные в верхних головах судоходных шлюзов, вырабатывающие электроэнергию при сработке сливных призм камер шлюзов в процессе шлюзования судов, расположены в системе водопроводных галерей голов судоходных шлюзов, электрически соединены с накопителем электрической энергии. Гидроагрегаты, установленные в нижних головах судоходных шлюзов, вырабатывающие электроэнергию при сработке сливных призм камер шлюзов в процессе шлюзования судов, расположены в системе водопроводных галерей голов судоходных шлюзов, электрически соединены через упомянутый накопитель электрической энергии с механизмами для перекачки воды, которые установлены в нижних головах судоходных шлюзов. Механизмы для перекачки воды выполнены с возможностью использования выработанной и/или накопленной при сработке сливных призм электроэнергии для возврата части воды сливной призмы в водохранилище верхнего бьефа через водопроводные галереи. Изобретение позволяет повысить водосбережение и экономическую эффективность работы комплекса гидротехнических сооружений судоходного канала. 2 н. и 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

 

Область техники

Изобретение относится к области гидротехнического строительства, конкретно к судоходным каналам, предназначенным для уменьшения судового хода между бассейнами морей или рек и повышающим водосбережение.

Уровень техники

Аналогом предлагаемого комплекса гидротехнических сооружений судоходного канала можно считать техническое решение, описанное в патенте США №5678956, МКИ Е02В 5/04, опубл. 21.10.1997 г. Аналог содержит систему судоходных шлюзов и водохранилищ транспортного назначения, а также систему водоподводящих каналов для обеспечения водой шлюзования судов, гидроагрегаты, вырабатывающие электроэнергию, и механизмы для перекачки воды.

Недостатками аналога являются: недостаточно высокие водосбережение и экономическая эффективность работы комплекса гидротехнических сооружений судоходного канала.

Раскрытие изобретения

Наблюдаемое в последний период изменение климата, обусловленное повышением среднегодовой температуры, приводит к повышению контрастности климатических явлений. Примером могут служить локальные рекорды по количеству выпадающих осадков. В засушливые периоды становится актуальным рациональное использование водных ресурсов.

Задача изобретения - повысить водосбережение и экономическую эффективность работы комплекса гидротехнических сооружений с гидроагрегатами в головах шлюзов.

Технические результаты изобретения: повышение водосбережения и экономической эффективности работы комплекса гидротехнических сооружений судоходного канала.

Технические результаты достигаются тем, что комплекс гидротехнических сооружений с гидроагрегатами в головах шлюзов включает систему судоходных шлюзов и водохранилищ транспортного назначения, расположенных по склонам водораздела между двумя упомянутыми бассейнами, обеспечивающих преодоление судами упомянутого водораздела по обоим склонам последнего, а также систему водоподводящих каналов для обеспечения водой шлюзования судов, гидроагрегаты, вырабатывающие электроэнергию, и механизмы для перекачки воды, причем упомянутые гидроагрегаты, установленные в верхних головах судоходных шлюзов, вырабатывающие электроэнергию при сработке сливных призм камер шлюзов в процессе шлюзования судов расположены в системе водопроводных галерей голов судоходных шлюзов, электрически соединены с накопителем электрической энергии, упомянутые гидроагрегаты, установленные в нижних головах судоходных шлюзов, вырабатывающие электроэнергию при сработке сливных призм камер шлюзов в процессе шлюзования судов расположены в системе водопроводных галерей голов судоходных шлюзов, электрически соединены через упомянутый накопитель электрической энергии с механизмами для перекачки воды, которые установлены в нижних головах судоходных шлюзов, упомянутые механизмы для перекачки воды выполнены с возможностью использования выработанной и/или накопленной при сработке сливных призм электроэнергии для возврата части воды сливной призмы в водохранилище верхнего бьефа через водопроводные галереи.

Технические результаты достигаются также тем, что механизмы для перекачки воды могут быть расположены в камерах шлюзов.

Технические результаты достигаются также тем, что механизмы для перекачки воды могут быть расположены со стороны водохранилища нижнего бьефа.

Технические результаты достигаются тем, что способ использования комплекса гидротехнических сооружений с гидроагрегатами в головах шлюзов заключается в том, что при шлюзовании судов на гидроагрегатах, расположенных в верхних головах судоходных шлюзов, вырабатывают электрическую энергию во время заполнения сливных призм камер шлюзов из водохранилища верхнего бьефа и накапливают ее в накопителе электрической энергии, на гидроагрегатах, расположенных в нижних головах судоходных шлюзов, вырабатывают электрическую энергию во время сработки сливных призм камер шлюзов в водохранилище нижнего бьефа, электрическую энергию, накопленную при работе гидроагрегатов верхних голов судоходных шлюзов и/или выработанную при работе гидроагрегатов нижних голов судоходных шлюзов, задействуют для работы механизмов для перекачки воды и перекачивают последнюю в водохранилище верхнего бьефа во время сработки сливных призм камер шлюзов или накапливают в накопителе электрической энергии электрическую энергию, выработанную на гидроагрегатах, расположенных в нижних головах судоходных шлюзов, во время сработки сливных призм камер шлюзов в водохранилище нижнего бьефа и накопленную при работе гидроагрегатов, расположенных в верхних головах судоходных шлюзов, электрическую энергию или накопленную при работе гидроагрегатов, расположенных в нижних и верхних головах судоходных шлюзов, электрическую энергию задействуют для работы механизмов для перекачки воды и перекачивают последнюю в водохранилище верхнего бьефа.

Краткое описание чертежа

На чертеже представлена схема комплекса гидротехнических сооружений с гидроагрегатами в головах шлюзов.

Осуществление изобретения

Комплекс гидротехнических сооружений с гидроагрегатами в головах шлюзов включает систему судоходных шлюзов 1 и водохранилищ транспортного назначения, расположенных по склонам водораздела между двумя упомянутыми бассейнами, обеспечивающих преодоление судами упомянутого водораздела по обоим склонам последнего, а также систему водоподводящих каналов для обеспечения водой шлюзования судов, гидроагрегаты 2 и 3, вырабатывающие электроэнергию и механизмы для перекачки воды 4. Гидроагрегаты 2, установленные в верхних головах 5 судоходных шлюзов 1, вырабатывающие электроэнергию при сработке сливных призм 6 камер шлюзов 1 в процессе шлюзования судов расположены в системе водопроводных галерей 7 голов 5 судоходных шлюзов 1, электрически соединены с накопителем электрической энергии 8. Гидроагрегаты 3, установленные в нижних головах 9 судоходных шлюзов 1, вырабатывающие электроэнергию при сработке сливных призм 6 камер шлюзов 1 в процессе шлюзования судов, расположены в системе водопроводных галерей 10 голов 9 судоходных шлюзов 1 и электрически соединены через накопитель электрической энергии 8 с механизмами для перекачки воды 4, которые установлены в нижних головах 9 судоходных шлюзов 1. Механизмы для перекачки воды 4 выполнены с возможностью использования выработанной на гидроагрегатах 2 и 3 электроэнергии для возврата части воды сливной призмы 6 в водохранилище верхнего бьефа 11 через водопроводные галереи 12.

Механизмы 4 для перекачки воды могут быть расположены в камерах шлюзов 1.

Механизмы 4 для перекачки воды могут быть расположены со стороны водохранилища нижнего бьефа 13.

Комплекс гидротехнических сооружений с гидроагрегатами в головах шлюзов работает следующим образом. При шлюзовании судов на гидроагрегатах 2, расположенных в верхних головах 5 судоходных шлюзов 1, вырабатывают электрическую энергию во время заполнения сливных призм камер шлюзов из водохранилища верхнего бьефа 11 и накапливают ее в накопителе электрической энергии 8. На гидроагрегатах 3, расположенных в нижних головах 9 судоходных шлюзов 1, вырабатывают электрическую энергию во время сработки сливных призм 6 камер шлюзов в водохранилище нижнего бьефа 13. Электрическую энергию, выработанную при работе гидроагрегатов 3 нижних голов 9 судоходных шлюзов, накапливают в накопителе электрической энергии 8 и/или задействуют для работы механизмов 4 для перекачки воды и перекачивают последнюю через водопроводные галереи 12 в водохранилище верхнего бьефа 11.

Изготовление комплекса гидротехнических сооружений с гидроагрегатами в головах шлюзов может быть осуществлено из известных материалов известными способами, а осуществление способа его работы может быть проведено по вышеуказанной последовательности.

Таким образом, использование описанных в предлагаемых технических решениях устройства и способа позволит достичь указанных в данном изобретении технических результатов.

1. Комплекс гидротехнических сооружений с гидроагрегатами в головах шлюзов, включающий систему судоходных шлюзов и водохранилищ транспортного назначения, расположенных по склонам водораздела между двумя упомянутыми бассейнами, обеспечивающих преодоление судами упомянутого водораздела по обоим склонам последнего, а также систему водоподводящих каналов для обеспечения водой шлюзования судов, гидроагрегаты, вырабатывающие электроэнергию и механизмы для перекачки воды, отличающийся тем, что упомянутые гидроагрегаты, установленные в верхних головах судоходных шлюзов, вырабатывающие электроэнергию при сработке сливных призм камер шлюзов в процессе шлюзования судов, расположены в системе водопроводных галерей голов судоходных шлюзов, электрически соединены с накопителем электрической энергии, упомянутые гидроагрегаты, установленные в нижних головах судоходных шлюзов, вырабатывающие электроэнергию при сработке сливных призм камер шлюзов в процессе шлюзования судов, расположены в системе водопроводных галерей голов судоходных шлюзов, электрически соединены через упомянутый накопитель электрической энергии с механизмами для перекачки воды, которые установлены в нижних головах судоходных шлюзов, упомянутые механизмы для перекачки воды выполнены с возможностью использования выработанной и/или накопленной при сработке сливных призм электроэнергии для возврата части воды сливной призмы в водохранилище верхнего бьефа через водопроводные галереи.

2. Комплекс гидротехнических сооружений судоходного канала по п.1, отличающийся тем, что механизмы для перекачки воды расположены в камерах шлюзов.

3. Комплекс гидротехнических сооружений судоходного канала по п.1, отличающийся тем, что механизмы для перекачки воды расположены со стороны водохранилища нижнего бьефа.

4. Способ использования комплекса гидротехнических сооружений с гидроагрегатами в головах шлюзов по п.1, заключающийся в том, что при шлюзовании судов на гидроагрегатах, расположенных в верхних головах судоходных шлюзов, вырабатывают электрическую энергию во время заполнения сливных призм камер шлюзов из водохранилища верхнего бьефа и накапливают ее в накопителе электрической энергии, на гидроагрегатах, расположенных в нижних головах судоходных шлюзов, вырабатывают электрическую энергию во время сработки сливных призм камер шлюзов в водохранилище нижнего бьефа, электрическую энергию, накопленную при работе гидроагрегатов верхних голов судоходных шлюзов и/или выработанную при работе гидроагрегатов нижних голов судоходных шлюзов, задействуют для работы механизмов для перекачки воды и перекачивают последнюю в водохранилище верхнего бьефа во время сработки сливных призм камер шлюзов, или накапливают в накопителе электрической энергии электрическую энергию, выработанную на гидроагрегатах, расположенных в нижних головах судоходных шлюзов, во время сработки сливных призм камер шлюзов в водохранилище нижнего бьефа и накопленную при работе гидроагрегатов, расположенных в верхних головах судоходных шлюзов, электрическую энергию или накопленную при работе гидроагрегатов, расположенных в нижних и верхних головах судоходных шлюзов, электрическую энергию задействуют для работы механизмов для перекачки воды и перекачивают последнюю в водохранилище верхнего бьефа.