Наплавное здание волновой электростанции

Изобретение относится к области электроснабжения и может быть использовано для строительства наплавных зданий волновых электростанций, в частности для строительства отсекающей плотины приливно-волновой электростанции. Наплавное здание волновой электростанции содержит плавучий массив-гигант. Массив-гигант устанавливают на дно акватории. Массив имеет внутреннюю камеру, частично заполненную водой. Камера соединяется с акваторией двумя противоположными отверстиями и пневматически соединена с энергетической установкой. Отверстия расположены ниже отметки наименьшего уровня воды в акватории и образуют в камере сквозной канал. Размер поперечного сечения сквозного канала обеспечивает возможность его соединения с наплавным зданием приливной электростанции для пропуска расхода воды, необходимого для работы гидросилового оборудования приливной электростанции. Работа устройства основана на преобразовании энергии воздушного потока, возникающего за счет осцилляции водного столба в камере, в электрическую энергию. Дополнительно осуществляется возможность пропуска воды и биомассы через наплавное здание волновой электростанции. Обеспечивается повышение экологических параметров объекта и увеличение эффективности. 5 з.п. ф-лы, 5 ил., 1 табл., 1 пр.

 

Изобретение относится к гидротехническому строительству и к гидроэнергетике и может быть использовано для получения электрической энергии из энергии ветровых волн, а так же для строительства отсекающей бассейн от моря плотины приливно-волновой электростанции.

Известно выбранное в качестве прототипа наплавное здание волновой электростанции, включающее плавучий массив, установленный на дно акватории (на подводное основание), имеющий внутреннюю камеру, частично заполненную водой, герметично соединенную пневматически с энергетической установкой, преобразующей энергию воздушного потока, возникающего за счет осцилляции водного столба в камере, в электрическую энергию, при этом внутренняя камера соединена с акваторией двумя противоположными друг другу отверстиями, полностью расположенными ниже отметки наименьшего уровня воды в акватории и образующими в камере сквозной канал. (патентный документ RU 105948 (U1) (Д1), опубл. 27.06.2011).

Недостаток решения состоит в отсутствии возможности соединения сквозного канала в наплавном здании волновой электростанции с водоводом наплавного здания приливной электростанции и пропуска расхода воды, необходимого для работы гидросилового оборудования приливной электростанции, что существенно сужает область его применимости при использовании в качестве элемента отсекающей бассейн от моря плотины приливно-волновой электростанции.

Задачей настоящего изобретения является обеспечение возможности последовательного соединения сквозного канала наплавного здания волновой электростанции и водовода наплавного здания приливной электростанции и обеспечение пропуска расхода воды, необходимого для работы гидросилового оборудования приливной электростанции.

Объектом изобретения является наплавное здание волновой электростанции, включающее плавучий (наплавной) массив-гигант, установленный на дно акватории (на подводное основание), имеющий внутреннюю камеру, частично заполненную водой, герметично соединенную пневматически с энергетической установкой, преобразующей энергию воздушного потока, возникающего за счет осцилляции водного столба в камере, в электрическую энергию, отличающееся тем, что конструктивные характеристики (размеры поперечного сечения, гидравлическое сопротивление и т.п.) сквозного канала обеспечивают возможность соединения его с водоводом наплавного здания приливной электростанции и пропуска расхода воды, необходимого для работы гидросилового оборудования приливной электростанции.

Использование предлагаемого устройства позволяет выполнить последовательное соединение наплавного здания волновой и наплавного здания приливной электростанции.

Наплавное здание волновой электростанции имеет развитие, состоящее в том, что внутренняя камера разделена на два или более отсеков до уровня ниже наименьшей высотной отметки границы "вода-воздух", но не ниже высотной отметки верха отверстия, соединяющего внутреннюю камеру с акваторией, а каждый из отсеков имеет пневматическое соединение с энергетической установкой. Это позволяет увеличить выработку электроэнергии в условиях малых длинн волн.

Наплавное здание волновой электростанции имеет второе развитие, состоящее в том, что отверстия, соединяющие камеру с акваторией перекрыты затворами. Это позволяет обеспечить собственную (без понтонов) плавучесть наплавного здания волновой электростанции, необходимую для его вывода из дока и транспортировки к месту установки на дно акватории, повысить выработку электроэнергии из энергии ветровых волн за счет закрытия отверстия со стороны защищенной акватории и возможности изменять размеры отверстия, соединяющего камеру с акваторией при использовании многоярусных затворов, а так же использовать наплавные здания волновой электростанции для строительства отсекающей бассейн от моря плотины приливно-волновой электростанции. В этом случае существенно более дорогие здания приливной электростанции не входят в напорный фронт отсекающей плотины, что позволяет значительно снизить минимальный уровень первоначальных капиталовложений для начала эффективного преобразования энергии приливных волн в электроэнергию.

Наплавное здание волновой электростанции имеет третье развитие, состоящее в том, что отверстия, соединяющие внутреннюю камеру с акваторией перекрыты сороудерживающими решетками. Это позволяет избежать засорения внутренней камеры льдом, наносами, водорослями и прочими посторонними предметами и материалами.

Наплавное здание волновой электростанции имеет четвертое развитие, состоящее в том, что отверстие, соединяющее внутреннюю камеру с защищенной акваторией перекрыто затвором, а отверстие, соединяющее внутреннюю камеру с незащищенной акваторией перекрыто сороудерживающей решеткой. Это позволяет сочетать возможность увеличения выработки электроэнергии с возможностью защиты внутренней камеры от засорения.

Наплавное здание волновой электростанции имеет пятое развитие, состоящее в том, что в одном плавучем (наплавном) массиве-гиганте, установленном на дно акватории, содержится две или более внутренних камер, соединенных с акваторией и энергетическими установками, а между собой разделенных бычками плавучего массива-гиганта. Это позволяет повысить технологичность изготовления наплавного здания волновой электростанции и строительства отсекающей бассейн от моря плотины приливно-волновой электростанции, в состав которой входит наплавное здание волновой электростанции, за счет укрупнения монтажных единиц.

Таким образом, использование предложенного технического решения позволяет обеспечить достижение новых технических результатов по сравнению с прототипом. Причинно-следственная связь между совокупностью существенных признаков заявляемого объекта и достигаемыми техническими результатами приведена в таблице 1 (см. стр.5).

Сущность предлагаемого устройства и принцип его действия поясняются чертежами:

- на фиг.1 представлен поперечный разрез наплавного здания волновой электростанции;

- на фиг.2 представлен поперечный разрез наплавного здания волновой электростанции, отверстия, соединяющие камеру с акваторией, которого перекрываются затворами;

- на фиг.3 представлен продольный разрез наплавного здания волновой электростанции;

- на фиг.4 представлена схема приливно-волновой элекростанции, отсекающая плотина которой состоит из наплавных зданий волновой электростанции и глухих блоков плотины, а наплавные здания приливной электростанции и наплавные рыбоходы пристыкованы к отсекающей плотине (к сквозным каналам в зданиях волновой электростанции) со стороны защищенной акватории;

- на фиг.5 представлен поперечный (вдоль потока воды) разрез по состыкованным наплавным зданиям волновой, внутренние камеры которой разделены на отсеки, а отверстия, соединяющие камеру с акваторией перекрыты сороудерживающими решетками, и приливной электростанций.

Наплавное здание волновой электростанции содержит (фиг.1 и 2) плавучий массив-гигант (1), установленный на дно акватории, имеющий внутреннюю камеру (2), соединенную с акваторией двумя отверстиями (3), при необходимости перекрываемыми затворами (4), и соединенную с пневматической волновой энергетической установкой (5) отверстием (6).

Работа устройства основана на использовании энергии осциллирующего (за счет волнения) водного столба, создающего переменное давление воздуха в камере и, как следствие периодическое движение этого воздуха через турбину, кинематически соединенную с электрогенератором.

Возможность осуществления заявляемого изобретения показана следующим примером.

Пример №1. Строительство приливно-волновой электростанции (см. фиг.4 и 5)

Для отсекающих плотин промышленных приливных электростанций характерны весьма значительные протяженности, достигающие 30 км и более. Выработка электроэнергии реализуется дорогостоящим гидросиловым оборудованием, установленным в зданиях приливной электростанции, которые будучи даже ненасыщенными технологическим оборудованием имеют стоимость в 4-8 раз превышающую стоимость блоков глухой плотины. В свою очередь блоки глухой плотины лишь незначительно дешевле (в 1.3-1.5 раза) наплавных зданий волновой электростанции в связи с простотой конструкции последних. Таким образом рационально исключить дорогие здания приливной электростанции из напорного фронта сооружения, заменив их наплавными зданиями волновой электростанции. При этом обеспечивается поэтапное устойчивое освоение мощностей (т.к. для начала работы волновой электростанции не требуется перекрытие створа) и существенное снижение минимального уровня первоначальных инвестиций в строительство.

Строительство приливно-волновой электростанции производят следующим образом. Сначала (в течение, возможно, нескольких десятилетий) возводят отсекающую плотину из наплавных зданий волновой электростанции (7), затем производят строительство судопропускного сооружения (8), через которое впоследствии последовательно (в соответствии с доступными производственными мощностями и финансовыми возможностями) проводят в защищенную часть акватории (9) наплавные здания приливной электростанции (10), наплавные рыбоходы (11) и устанавливают их на дно акватории, стыкуя с наплавными зданиями волновой электростанции (7), соответствующими настоящему изобретению, и обеспечивающими пропуск биомассы и значительных расходов воды, необходимых для работы гидросилового оборудования (12) приливной электростанции.

Таблица 1
Причинно-следственная связь между совокупностью существенных признаков заявляемого объекта и достигаемыми техническими результатами
Новый технический результат по сравнению с прототипом Показатели Отличительный признак (причина улучшения показателей)
Прототипа Объекта изобретения
1 2 3 4
1. Обеспечение возможности последовательного соединения сквозного канала наплавного здания волновой и водовода наплавного здания приливной электростанции. Наплавное здание волновой электростанции не обеспечивает пропуск расходов воды, потребных для работы гидросилового оборудования приливной электростанции. Наплавное здание волновой электростанции беспечивает пропуск расходов воды, потребных для работы гидросилового оборудования приливной электростанции Конструктивные характеристики (размеры поперечного сечения, гидравлическое сопротивление и т.п.) сквозного канала обеспечивают возможность соединения его с водоводом наплавного здания приливной электростанции и пропуска расхода воды, необходимого для работы гидросилового оборудования приливной электростанции.
2. Возможность использования наплавных зданий волновой электростанции для строительства отсекающей бассейн от моря плотины приливно-волновой электростанции.

1. Наплавное здание волновой электростанции, включающее плавучий массив-гигант, установленный на дно акватории на подводное основание, имеющий внутреннюю камеру, герметично соединенную пневматически с энергетической установкой, преобразующей энергию воздушного потока, возникающего за счет осцилляции водного столба в камере, в электрическую энергию, и сообщающуюся с акваторией двумя противоположными друг другу отверстиями, полностью расположенными ниже отметки наименьшего уровня воды в акватории и образующими в камере сквозной канал, отличающееся тем, что размер поперечного сечения сквозного канала обеспечивает возможность соединения его с наплавным зданием приливной электростанции и пропуска расхода воды, необходимого для работы гидросилового оборудования приливной электростанции.

2. Наплавное здание волновой электростанции по п.1, отличающееся тем, что внутренняя камера разделена на два или более отсеков до уровня ниже наименьшей высотной отметки границы "вода-воздух", но не ниже высотной отметки верха отверстия, соединяющего камеру с акваторией, а каждый из отсеков имеет пневматическое соединение с энергетической установкой.

3. Наплавное здание волновой электростанции по п.1, отличающееся тем, что отверстия, соединяющие камеру с акваторией, перекрыты затворами.

4. Наплавное здание волновой электростанции по п.1, отличающееся тем, что отверстия, соединяющие камеру с акваторией, перекрыты сороудерживающими решетками.

5. Наплавное здание волновой электростанции по п.1, отличающееся тем, что отверстие, соединяющее внутреннюю камеру с защищенной акваторией, перекрыто затвором, а отверстие, соединяющее внутреннюю камеру с незащищенной акваторией, перекрыто сороудерживающей решеткой.

6. Наплавное здание волновой электростанции по любому из пп.1 и 2, отличающееся тем, что в одном плавучем массиве-гиганте, установленном на дно акватории, имеется две или более внутренних камер, соединенных с акваторией и энергетическими установками, а между собой разделенных бычками плавучего массива-гиганта.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к гидротехническому строительству сооружений, содержащих габионные конструкции. .

Плотина // 2331734
Изобретение относится к области гидротехнического строительства, а именно к строительству плотин, к укреплению берегов рек, различных водоемов, искусственных дамб.

Изобретение относится к области строительства, а именно к гидротехническому строительству. .

Изобретение относится к гидротехническому строительству. .

Изобретение относится к области гидротехнических сооружений и касается создания переносных секций барьера для защиты от затопления и барьера для защиты от затопления.

Изобретение относится к гидротехническому строительству. .

Изобретение относится к области гидротехнического строительства. .

Изобретение относится к гидротехническому строительству. .

Изобретение относится к гидротехническому строительству. .

Изобретение относится к области гидротехнического строительства, в частности к технологическим операциям по повышению устойчивости бетонной плотины на скальном основании путем пассивной ненапряженной ее анкеровки в основании в пределах участка цементационной завесы. Способ включает крепление плотины со стороны напорной грани к скальному основанию анкерными стержнями, сформированными в виде пучков, нижние части которых закрепляют цементным или другим твердеющим раствором в скважинах. Анкерные стержни, например стальные арматурные прутки диаметром 15-20 мм, помещают нижними частями в заполненные еще незатвердевшим цементным раствором скважины, пробуренные для устройства противофильтрационной завесы в скальном основании на глубину, при которой обеспечивается прочная анкеровка этих стержней и одновременно пассивное вовлечение скрепленного цементацией объема скального основания в статическую работу системы плотина-основание. После этого бетонируют цокольную часть бетонной плотины, в которой также после твердения бетона самопроизвольно жестко закрепляются верхние части анкерных стержней, обеспечивая при этом пассивную анкеровку бетонной плотины к скальному основанию. Повышается устойчивость бетонной плотины на скальном основании. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к гидротехническому строительству и может быть использовано в качестве водоподпорного инженерного защитного сооружения, в том числе при предупреждении и ликвидации последствий чрезвычайных ситуаций. Система содержит одну или несколько секций 1, состоящих из двух внутренних водонаполняемых оболочек 2, внешней защитной оболочки 3, герметичных с двух боковых сторон. Система содержит мембраны 10 и анкеры 9 в основании секций и включает водослив практического профиля 5 с гибким отводящим лотком 7. Параболическая форма лотка 7 поддерживается продольными водонаполняемыми оболочками 8. Секции 1 соединены между собой при помощи гибких связей 4. Способ возведения системы мобильных защитных дамб включает выбор трассы, раскладку и наполнение секции 1. При помощи устройства наполнения оболочки 6 заполняют две внутренние водонаполняемые оболочки 2. Затем заполняют внешнюю защитную оболочку 3. Под действием давления внутри внешней защитной оболочки посредством мембраны 10 выдвигаются анкера 9. Затем при помощи гибкой связи 4 к торцу секции 1 по ходу трассы устанавливают следующую секцию 1 или водослив практического профиля 5 и прикрепляют гибкий отводящий лоток 7 с продольными водонаполняемыми оболочками 8. Далее в зависимости от протяженности защищаемой территории прикрепляют одну или несколько секций 1. Обеспечивается безопасность при повышении уровня в естественных или искусственных водотоках, при прорыве гидротехнических сооружений (плотин), отвод избытка водного потока в естественные понижения, не подвергая населенные пункты затоплению. 2 н.п. ф-лы, 2 ил.
Изобретение относится к землеустройству и гидротехническому строительству сооружений, обеспечивающих орошение засушливых земель с целью повышения их урожайности, развития кормопроизводства и др. Способ включает установку в заранее выбранном месте на русле горной реки водонепроницаемого в зимних условиях поперечного ограждения. Выше ограждения по течению реки устанавливают плотину, образующую перед собой верхний бьеф, из которого при отрицательных температурах воздуха производят кратковременные сбросы воды. Каждый из сбросов перемежают паузой во времени до замерзания сброшенной воды и воды на поверхности верхнего бьефа, формируя два ледосборных бассейна, лежащих на грунте русла реки. Один из бассейнов располагается выше ограждения, а другой - выше плотины. Цикл образования бассейнов повторяют в течение нескольких лет до достижения толщины льда в бассейнах, превышающей 80 м. Ледосборные бассейны в южных широтах Земли формируют на высоте, большей 2500 м над уровнем моря. Техническим результатом изобретения является орошение земель на предгорных территориях в течение всего весенне-летнего периода. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к гидротехническому строительству водооградительных дамб для защиты населенных пунктов, сельскохозяйственных и промышленных объектов от затопления и подтопления при паводках, а также временных перемычек с целью отсечки воды в гидроканалах или водохранилищах при проведении строительных и ремонтных работ. Защитное гидротехническое сооружение включает две заполняемые через штуцеры водой или воздухом гибкие замкнутые оболочки, каждая из которых снабжена двумя эластичными боковыми ребрами, расположенными вдоль образующих оболочек. Оболочки соединены между собой соседними внутренними ребрами оболочек. Гибкие замкнутые оболочки выполнены разного диаметра и соединены на расстоянии друг от друга не менее трех диаметров оболочки меньшего диаметра. Соотношение диаметров гибких замкнутых оболочек составляет 1:2. К обоим внешним ребрам и торцевым стенкам гибких замкнутых оболочек герметично прикреплена гибкая оболочка с поплавком в виде единой гибкой цилиндрической замкнутой оболочки, снабженной штуцерами подачи воздуха и штуцерами для заполнения водой ее внутреннего объема. Целесообразность использования заявленного технического решения обусловлена повышением эффективности заявленного быстровозводимого гидротехнического сооружения малой удельной массы, обеспечением возможности его многократной установки и переустановки в различных местах с минимальными трудозатратами. 3 ил.

Изобретение относится к области строительства и может быть использовано как при возведении новых массивных бетонных гидросооружений, так и при ремонтно-восстановительных работах и реконструкции подобных сооружений. Бетонный блок 1 содержит устройство для отвода тепла, выполненное в виде по меньшей мере одной коаксиальной пары вертикальных труб 2 и 3, связанных с атмосферой. Наружная труба 2 большего диаметра (теплоотвод) заделана в бетонный блок 1. Труба 3 меньшего диаметра выполнена с возможностью демонтажа и является переносной. Верхняя кромка внутренней трубы 3 расположена над верхней кромкой наружной трубы 2. В процессе работы устройства обеспечивается автоматический, без участия человека, отвод тепла из блока 1 бетонирования. Тепло экзотермической реакции гидратации выносится через наружную трубу 2 восходящим потоком 4 нагретого от бетона воздуха, а постоянный приток 5 атмосферного воздуха к низу трубы-теплоотвода 2 обеспечивается через трубу 3 меньшего диаметра, коаксиально расположенную относительно наружной трубы-теплоотвода 2. Повышается трещиностойкость блоков бетонирования массивных сооружений, а также упрощается конструкция устройства для отвода тепла из бетона. 5 ил.

Предлагаемое решение, являясь частью гидротехнического сооружения, в отличие от обычных плотин не образует постоянного водохранилища и не регулирует водоспуск или регулирует его только частично; и служит преградой, предусматривая возможность автоматического подъема уровня вод только в паводковый период, и регулирует водослив; направляя частично по естественному руслу, а большая часть разрушительного паводка направляется в новое русло или тоннель, устраиваемые для переброса этих излишков в другой регион по другую сторону водораздела (в бассейн другой реки) для дальнейшего рационального использования по назначению. Плотина, тело которой разбито на пролеты и состоит из основания 2, опор с контрфорсами 1, верхнего над опорами строения 3 с проезжей частью 4, водоспуска, шиберов 6, регулирующих сток, механизмов обслуживания 8 шиберов 6. Во всех пролетах имеются неперекрываемые проемы 5 для постоянного водоспуска, равные суммарно площади сечения, необходимого для меженного стока. Плотина содержит отводящее русло, отметка дна которого 9 принимается на уровне не ниже отметки верха водоспускных проемов 5 с возможностью отвода излишков паводковых вод в другом направлении. Таким образом, как только сток приближается к меженному, переброс вод в бассейн другой реки прекращается и восстанавливается естественный водосток, не нарушая экологии. Возможен вариант, когда в серединном пролете такой полуплотины предусматриваются ворота (шибер) для возможности пропуска маломерных судов в межпаводковые периоды. Предлагаемое решение является альтернативным, т.к. не нарушается естественный нерест, потому что в теле полуплотины имеются незакрываемые весь период проемы и располагаются они в уровне нижнего бьефа, т.е. нижнего русла реки, что обеспечивает свободный ход рыбы в обоих направлениях. Очищение также происходит, так как проемы обеспечивают сток не менее меженного, а кроме того, ниже по течению добавляются паводковые воды притоков, и воды для очищения достаточно, и практически не нарушается экология. Следует отметить и другие положительные стороны этого решения: 1) ввиду того, что зеркало верхнего бьефа значительной площади образуется только на короткое время (на время наводнений), а затем с течением времени падает (уменьшается), то потери, связанные с испарением, что характерно для водохранилищ, значительно снижены; 2) не происходит заиливания; 3) в результате отсутствия застоя вод верхнего бьефа отсутствует проблема «цветения» (зарастания водорослями). Возможно также использовать данное решение инверсионно, т.е. иметь полуплотины по обе стороны водораздела и переброску стихийных наводнений организовать в ту или иную сторону в зависимости от обстоятельств, смягчая тем самым их влияние. 3 ил.

Изобретение относится к сельскому хозяйству и может быть использовано преимущественно в мелиорации для весеннего орошения сенокосных угодий аласов, где протекает ручей, а также в других областях народного хозяйства при необходимости кратковременного поднятия уровня воды в ручье. Временное водоограждающее сооружение из намороженного льда и снега включает деревянные столбы, на которые наморожены ограждающие снег и лед. Деревянные столбы, вкопанные в землю дна русла ручья и вмерзшие в ней как сваи, покрыты сверху слоем из сухой травы, камыша. Изобретение обеспечивает повышение продуктивности сенокосных и пастбищных аласов. 2 ил.
Наверх