Способ строительства малых гидроэлектростанций


 


Владельцы патента RU 2412302:

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тюменский государственный архитектурно-строительный университет" (ГОУ ВПО "ТюмГАСУ") (RU)

Изобретение относится к гидроэнергетике, а именно к способам использования водных ресурсов равнинных рек для генерирования электрической энергии. Способ строительства малых гидроэлектростанций включает сооружение гидроагрегатов, преобразующих энергию потока реки в электрическую. Гидроагрегаты сооружают в виде единых цельных блоков, представляющих собой гидротараны, в которых создают колебания давления, вызванные гидравлическими ударами, и линейные электрогенераторы, подвижные магнитные сердечники которых соединяют жесткими штоками с поршнями-клапанами гидротаранов для преобразования колебаний давления воды в них в колебания магнитных сердечников электрогенераторов. Помещают гидроагрегаты, в частности гидротараны, по уровень воды в реке, создавая тем самым искусственный порог-водослив, обеспечивающий дополнительный напор воды перед гидроагрегатами. Технический результат состоит в снижении капиталовложений при строительстве электростанций без нанесения экологического ущерба. 3 з.п. ф-лы

 

Изобретение относится к гидроэнергетике, а именно к способам использования водных ресурсов равнинных рек для генерирования электрической энергии.

Известен способ использования водных ресурсов равнинных рек, включающий строительство на реках каскада плотин с потребителями воды, который характеризуется тем, что с целью уменьшения экологических нарушений в бассейне реки за счет снижения площадей отчужденных территорий речной поток сужают в плане посредством возведения на берегах по обе стороны русла реки продольных дамб, примыкающих низовыми торцами к плотинам со стороны верховых их граней, а параллельно дамбам по другую их сторону от реки выполняют каналы, устья которых сопрягают с рекой между низовыми гранями плотин и верховыми торцами продольных дамб, причем устья притоков реки соединяют с каналами, а на прилегающих к каналам площадях производят окультуривание земель, см. а.с. СССР 1645359, E02B 9/00.

Данный способ требует больших капитальных вложений и длительного срока строительства, так как предусматривает сооружение каскада плотин.

Известен способ строительства гидроэлектростанций на равнинных реках, включающий размещение по берегам вдоль течения реки совокупности гидроэлектростанций, соединенных между собой водоводами и затворами, который характеризуется тем, что с целью снижения экологического ущерба гидроэлектростанции выполняют бесплотинными и снабжают бассейнами нижнего бьефа, расположенными на берегу, при этом турбины гидроэлектростанций устанавливают ниже дна реки в месте расположения гидроэлектростанций на глубине 8 м, а водоводы прокладывают по дну реки и выполняют сифонными (см. патент РФ 2002888, E02B 9/00).

По наибольшему количеству сходных признаков и достигаемому при использовании результату данное техническое решение выбрано за прототип настоящего изобретения.

Недостатками прототипа, не позволяющими достичь поставленной нами цели, является сложность конструктивного выполнения гидроагрегатного блока, обусловленная необходимостью использования массивных гидротурбин для преобразования механической энергии потока воды в электрическую, необходимость заглубления гидротурбин в среднем на 8 м ниже дна реки, а также необходимость использования длинных сифонных трубопроводов с прокладкой их по дну водоема и береговых бассейнов нижнего бьефа, что делает этот способ капиталоемким и дорогостоящим.

В основу настоящего изобретения положена цель и решение задачи создания простого и некапиталоемкого способа строительства, обеспечивающего выработку гидроэлектроэнергии при минимальном экологическом ущербе для прилегающих к реке территорий.

Согласно изобретению указанная выше цель достигается за счет того, что способ строительства малых гидроэлектростанций, включающий сооружение гидроагрегатов, преобразующих энергию потока реки в электрическую, характеризуется тем, что гидроагрегаты сооружают в виде единых цельных блоков, представляющих собой гидротараны, в которых создают колебания давления, вызванные гидравлическими ударами, и линейные электрогенераторы, подвижные магнитные сердечники которых соединяют жесткими штоками с поршнями-клапанами гидротаранов для преобразования колебаний давления воды в них в колебания магнитных сердечников электрогенераторов, помещают гидроагрегаты, в частности гидротараны, по уровень воды в реке, создавая тем самым искусственный порог-водослив, обеспечивающий дополнительный напор воды перед гидроагрегатами.

Кроме того, заявленное техническое решение имеет факультативные признаки, характеризующие его частные случаи, а именно:

- гидроагрегаты выполняют в виде отдельных цилиндрических модулей, количество модулей выбирают в зависимости от мощности потока реки, располагают гидроагрегаты, в частности гидротараны, под уровнем воды в поперечном створе реки параллельно друг другу и ее течению;

- гидроагрегаты, в частности гидротараны, помещают по уровень воды в реке ниже глубины промерзания водной поверхности для обеспечения круглогодичной эксплуатации гидроагрегатов;

- линейные электрогенераторы модульных гидроагрегатов электростанций при полном погружении их под уровень воды в реке выполняют водонепроницаемыми.

В предложенном техническом решении достигается возможность получения электроэнергии без перекрытия русел рек плотинами, без заглубления гидроагрегатов под дно реки и без строительства длинных сифонных трубопроводов, обводных каналов и береговых бассейнов нижнего бьефа.

Способ преобразования механической энергии потока воды из кинетической в потенциальную и наоборот в устройствах, которые называются гидротаранами, известен (см. «Гидравлика». Н.Н.Кременецкий, Д.В.Штеренлихт, В.М.Алышев, Л.В.Яковлева. М.: Энергия, 1973, с.215-217).

Известны также линейные электрические генераторы, преобразующие механическую энергию возвратно-поступательного колебательного движения магнитного сердечника в электрическую такой же частоты (см. Патенты РФ №2209324, №2304341, H02K 35/02).

Способ строительства малых гидроэлектростанций реализуют следующим образом. Гидроагрегаты электростанций сооружают в виде единых цельных блоков, представляющих собой гидротараны, в которых создают колебания давления, вызванные гидравлическими ударами, и линейные электрогенераторы, подвижные магнитные сердечники которых соединяют жесткими штоками с поршнями-клапанами гидротаранов для преобразования колебаний давления воды в них в колебания магнитных сердечников электрогенераторов, помещают гидроагрегаты, в частности гидротараны, по уровень воды в реке, создавая тем самым искусственный порог-водослив, обеспечивающий дополнительный напор воды перед гидроагрегатами. Гидроагрегаты выполняют в виде отдельных цилиндрических модулей, количество модулей выбирают в зависимости от мощности потока реки, располагают гидроагрегаты, в частности гидротараны, под уровнем воды в поперечном створе реки параллельно друг другу и ее течению. Гидроагрегаты, в частности гидротараны, помещают по уровень воды в реке ниже глубины промерзания водной поверхности для обеспечения круглогодичной эксплуатации гидроагрегатов. Линейные электрогенераторы модульных гидроагрегатов электростанций при полном погружении их под уровень воды в реке выполняют водонепроницаемыми.

Использование заявленного технического решения по сравнению со всеми известными средствами аналогичного назначения обеспечивает выработку гидроэлектроэнергии на равнинных реках без специального возведения каскада плотин, обводных каналов, береговых бассейнов нижнего бьефа, заглубления гидроагрегатов под дно водоема и сооружения длинных сифонных трубопроводов при минимальном экологическом ущербе для прилегающих к рекам территорий.

1. Способ строительства малых гидроэлектростанций, включающий сооружение гидроагрегатов, преобразующих энергию потока реки в электрическую, отличающийся тем, что гидроагрегаты сооружают в виде единых цельных блоков, представляющих собой гидротараны, в которых создают колебания давления, вызванные гидравлическими ударами, и линейные электрогенераторы, подвижные магнитные сердечники которых соединяют жесткими штоками с поршнями-клапанами гидротаранов для преобразования колебаний давления воды в них в колебания магнитных сердечников электрогенераторов, помещают гидроагрегаты, в частности гидротараны, по уровень воды в реке, создавая тем самым искусственный порог-водослив, обеспечивающий дополнительный напор воды перед гидроагрегатами.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что гидроагрегаты выполняют в виде отдельных цилиндрических модулей, количество модулей выбирают в зависимости от мощности потока реки, располагают гидроагрегаты, в частности гидротараны, в поперечном створе реки параллельно друг другу и ее течению.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что гидроагрегаты, в частности гидротараны, помещают по уровень воды в реке ниже глубины промерзания водной поверхности для обеспечения круглогодичной эксплуатации гидроагрегатов.

4. Способ по п.1, отличающийся тем, что линейные электрогенераторы модульных гидроагрегатов электростанций при полном погружении их в реке выполняют водонепроницаемыми.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к гидротехническим сооружениям для выработки электроэнергии и одновременной защиты побережья от штормов. .

Изобретение относится к гидроэнергетике и может быть использовано для получения электроэнергии без нарушения гидрологических и экологических характеристик реки и электроснабжения потребителей, расположенных в прилегающей местности.

Изобретение относится к области морской гидротехники и предназначено для преобразования энергии морских течений (приливов, отливов) в электрическую энергию. .

Изобретение относится к гидротехнике, а именно к установкам, вырабатывающим электроэнергию. .

Изобретение относится к землеустройству, землепользованию и к области электроэнергетики. .
Изобретение относится к нетрадиционной электроэнергетике и строительству электростанций с применением электрических машин с явно выраженными полюсами. .

Изобретение относится к области гидроэнергетики. .

Изобретение относится к гидроэнергетике и, в частности, может быть использовано для получения дополнительной электроэнергии в прилегающей к гидроэлектростанции акватории.

Изобретение относится к водозаборным сооружениям и может использоваться при заборе воды из непроточных водоемов, в частности заморных озер. .

Изобретение относится к гидроэнергетике, в частности к напорным водоводам гидроаккумулирующих электростанций (ГАЭС), а также может быть использовано в напорных водоводах гидроэлектростанций (ГЭС) и насосных станций (НС), работающих в режиме гидроаккумулирования.

Изобретение относится к гидротехническому и гидроэнергетическому строительству и может быть использовано при строительстве водоподпорных сооружений, в том числе при чрезвычайных ситуациях, с использованием кинематики потока для создания микро- и малых мобильных гидроэлектростанций

Изобретение относится к гидроэнергетическому строительству

Изобретение относится к гидротехническому строительству и может быть использовано при строительстве в мягких грунтах напорных сталежелезобетонных (железобетонных) водоводов большого диаметра в составе ГЭС, ГАЭС, насосных станций и др

Изобретение относится к гидротехническому и гидроэнергетическому строительству и может быть использовано при строительстве водоподпорных сооружений, в том числе при чрезвычайных ситуациях, для создания небольших мобильных гидроэлектростанций

Изобретение относится к гидротехническому строительству и может применяться для уплотнений деформационных швов сталежелезобетонных (железобетонных) напорных водоводов большого диаметра ГЭС, ГАЭС и насосных станций

Изобретение относится к области строительства, в частности к эксплуатации водоочистных сооружений и подземных помещений (аванкамер) береговых насосных (БНС), атомных (АЭС), тепловых (ТЭС) и гидроэлектростанций (ГЭС)

Изобретение относится к гидротехнике, а именно к сооружениям, использующим энергию волн для выработки электрической энергии

Изобретение относится к гидроэнергетическому строительству

Изобретение относится к гидроэнергетике и может быть использовано при строительстве деривационных гидроэлектростанций преимущественно в гористых местностях
Наверх