Способ строительства сейсмобезопасных, сберегающих реки и экологию, гидроэлектростанций


 


Владельцы патента RU 2514640:

Ушаков Григорий Германович (RU)

Изобретение относится к гидротехническому строительству и может быть применено при строительстве ГЭС в любой местности. Способ включает строительство каскада небольшой емкости водохранилищ, которые строятся на боковых притоках реки, складках местности или логах, в стороне от основного русла рек. Водохранилища и их плотины располагают с одной или обеих сторон реки на таком расстоянии друг от друга, чтобы горизонты воды каждого последующего, начиная от истока реки, водохранилища каскада были ниже дна предыдущего. Все водохранилища каскада соединяют между собой напорными водоводами, водозаборы которых располагаются в самых низких точках плотины предыдущего водохранилища, а конец, с гидротурбиной или гидротурбинами, например, активными, конусными и генераторами, на плотине или берегах последующего водохранилища, с водосливом в него отработанной турбинами воды. Первый водозабор каскада ГЭС выполняется, например, боковым из основного русла реки. Обеспечивается сохранение реки при строительстве на ней ГЭС в ее первозданном виде, уменьшаются негативные последствия от водохранилищ, сохраняется экология местности где строится ГЭС, обеспечивается возможность получения от реки больших мощностей ГЭС без накопления большого количества воды в водохранилищах и исключается эффект «домино» при разрушении одной или нескольких плотин каскада ГЭС. 1 ил.

 

Изобретение относится к гидростроительству и может быть применено при строительстве ГЭС, в любой местности.

Известна «Малая ГЭС с активной турбиной» (Патент №2305793. Заявка 2005140717/06(045344), от 26.12.2005 г.).

Малая ГЭС с активной турбиной, включающая в себя плотину водозабора, конус водозабора, напорный водовод, активную турбину, генератор тока с приводом отличающаяся тем, что конус водозабора выполнен конусом только в горизонтальной плоскости, вход в донный водосброс и вход в конус водозабора располагаются в одной плоскости и над ними на гребне плотины водозабора установлено теплое помещение, стенка которого, обращенная в сторону водохранилища, располагается перед плотиной и ее нижняя кромка заглублена на величину промерзания водохранилища, а активная турбина выполнена в виде диска, жестко закрепленного на валу турбины, по обеим сторонам которого, по его периферии закреплены ковши, выполненные в виде улиток, закручивающих падающую на них струю воды из сопел напорного водовода таким образом, чтобы отработанная струя воды падала мимо основной струи, каждое сопло напорного водовода выполнено в виде конуса, связанного с задвижкой напорного водовода через промежуточное звено водовода, а в качестве тормозной системы, для стабилизации числа оборотов колеса турбины и, следовательно, частоты тока, при изменяющихся в процессе работы станции параметрах напора и нагрузок на генератор от потребителей тока, применен дополнительный генератор постоянного тока, вал которого жестко связан с валом основного генератора и на обмотку возбуждения которого через диодный мост подается ток из основной, трехфазной сети основного генератора, кроме того, в схеме управления обмоткой возбуждения основного генератора применен реостат, предназначенный для изменения силы тока в его обмотке возбуждения, управляемый центробежным толкателем, например, системы Уатта, вал которого также связан с валом основного генератора.

Известна «Гидростанция с напорным водоводом и боковым водозабором», по патенту №2448215 (Заявка №2008108539/03, от 04.03.2008 г.).

Гидростанция с напорным водоводом и боковым водозабором, включающая турбину и привод ее генераторов, отличается тем, что водозабор гидростанции выполнен в виде искусственного резервуара, который строится рядом с рекой и к которому подсоединена водозаборная часть напорного водовода, верхняя кромка которого расположена близко или на уровне наиболее глубокой естественной точки дна реки, в створе искусственного резервуара, причем последний соединен с рекой каналом или водоводом, дно которых выполнено так же на уровне или близко к наиболее глубокой естественной точке дна реки.

Известна гидроэлектростанция с использованием энергетики скоростного напора реки для накопления в водохранилище, не связанного с рекой, необходимого напора и объемов воды (Патент WO 2007/131305 А1 Института энергетических технологий. Япония. Автор В FIELDS SEARCHED).

Сущность изобретения заключается в том, что водоаккумулирующее водохранилище строится в стороне от реки. Заполнение его водой осуществляется только насосными установками, установленными в русле основной реки, которые для создания необходимого напора используют энергетику скоростного напора реки. Таких установок, по предложению автора, может быть от одной до необходимого их количества. Автор не уточняет, какой частью энергетики потока можно при этом воспользоваться.

Наиболее близким, по технической сущности к предлагаемому изобретению является «Способ строительства гидроэлектростанций». Автор Зимин Г.Т.

Заявка №92003099 от 02.11.1992 г., 6E02B 09\00, «Способ строительства гидроэлектростанций заключается в том, что гидроэлектростанции сооружаются ярусами, с подводом воды от вышерасположенной гидроэлектростанции к нижерасположенной по наклонным подземным напорным водоводам. Горизонты воды водохранилищ этого яруса друг от друга могут отличаться по высоте всего на один метр.

Все предлагаемые решения не учитывают реального состояния реки или иного естественного водного потока, энергетикой которого предполагается пользоваться. А эта энергетика не постоянна, как не постоянно пополнение водой русла реки, вне зависимости от характера и площадей водосбора. Это непостоянство, суточное, спорадическое, сезонное, требует создания водохранилищ, и какой бы емкости эти водохранилища не были (пример водохранилища Нурекской, Красноярской ГЭС и других), объема их не хватает для устойчивой работы гидроагрегатов. В любом случае, на любой реке, устойчивую работу гидроэнергетических установок определяет единственная стабильная для каждой реки величина - объем ее минимального «бытового» стока в межень.

Цель изобретения - сохранение реки, при строительстве на ней ГЭС, в ее первозданном виде, уменьшение негативных последствий от водохранилищ, сохранение экологии местности, где строится ГЭС, и исключение эффекта «домино», при разрушении одной или нескольких плотин каскада ГЭС, например, в случае сильного землетрясения. Поставленная цель достигается применением способа строительства сейсмобезопасных, сберегающих реки и экологию, гидроэлектростанций, включающих каскад небольшой емкости водохранилищ, которые строятся на боковых притоках реки, складках местности или логах, в стороне от основного русла рек, отличающегося тем, что водохранилища и их плотины располагаются с одной или обеих сторон реки, на таком расстоянии друг от друга, чтобы горизонты воды каждого последующего, начиная от истока реки, водохранилища каскада были ниже дна предыдущего, и все водохранилища каскада соединяются между собой наземными напорными водоводами, водозаборы которых располагаются в самых низких точках плотины предыдущего водохранилища, а конец, с гидротурбиной или гидротурбинами, например, активными, конусными и генераторами, на плотине или берегах последующего водохранилища, с водосливом в него отработанной турбинами воды, причем первый водозабор каскада ГЭС выполняется, например, боковым из основного русла реки.

На Фиг.1 показана общая схема такого каскада гидроэлектростанций с их плотинами и водохранилищами.

Вдоль реки-1, энергетику которой предполагается использовать для получения электроэнергии, с одной или с обеих ее сторон, на боковых ее притоках, или используя складки местности, строится ряд плотин-2. За ними образуются небольшие водохранилища-3, пополнение объемов воды в которых происходит не только за счет бытового стока с площадей, примыкающих к водохранилищам, и атмосферных осадков, но и за счет того, что эти водохранилища расположены так, что горизонт воды каждого последующего водохранилища расположен ниже дна предыдущего, и связаны друг с другом напорными водоводами-4, турбины, с генераторами тока, которых-5 располагаются на плотине или берегу водохранилища, расположенного ниже по течению реки, с обязательным сливом отработанной ими воды в водохранилище, а водозабор производится из самой низкой части плотины водохранилища, расположенного выше по течению реки, причем первый водозабор каскада ГЭС может осуществляться непосредственно из основного русла реки, с помощью бокового водозабора-6. При этом каждый кубометр воды, взятый первым водозабором из основного русла реки, будет работать столько раз, сколько плотин с их водохранилищами в каскаде ГЭС. Водохранилища при этом выполняют роль не только аккумулятора определенных объемов воды, но и роль уравнительного резервуара, которые в настоящее время, в гидроэнергетике с напорными водоводами, вынужденно применяются, из-за недостатков в конструкциях существующих типов турбин.

В связи с тем, что каждое водохранилище каскада непрерывно пополняется объемом воды минимального «бытового стока», отпадает необходимость в водохранилищах большого объема, в высоких плотинах. Экология местности и реки, на которой строится такой каскад, не нарушается.

Предлагаемый способ строительства гидроэлектростанций, в отличие от существующего, при котором плотиной или плотинами перегораживается русло реки, имеет ряд преимуществ:

а. Максимально уменьшает негативные последствия гидроэнергетики на окружающую среду и экологию мест строительства на ней гидроэнергетических объектов.

б. Весь объем «бытового стока» реки, в зимний межень, попадая в трубы напорного водовода, не «размазывается» по руслу реки, на образование льда, наледи и дренаж, а сохраняется на всем протяжении водоводов полностью и «работает» многократно. Напор реки на всем протяжении напорных водоводов также используется полностью. Все это позволяет получать от реки большие мощности ГЭС без накопления большого количества в водохранилищах воды.

в. Предлагаемый способ исключает принцип «домино» при авариях на гидроэнергетических объектах, расположенных каскадом в основном русле реки. При разрушении хотя бы одной из плотин от землетрясения, при военных действиях или от террористического акта в основное русло реки попадает только незначительный объем воды ее водохранилища.

Способ строительства сейсмобезопасных, сберегающих реки и экологию, гидроэлектростанций, включающих каскад небольшой емкости водохранилищ, которые строятся на боковых притоках реки, складках местности или логах, в стороне от основного русла рек, отличающийся тем, что водохранилища и их плотины располагают с одной или обеих сторон реки на таком расстоянии друг от друга, чтобы горизонты воды каждого последующего, начиная от истока реки, водохранилища каскада были ниже дна предыдущего, и все водохранилища каскада соединяют между собой напорными водоводами, водозаборы которых располагают в самых низких точках плотины предыдущего водохранилища, а конец, с гидротурбиной или гидротурбинами, например, активными, конусными и генераторами, на плотине или берегах последующего водохранилища, с водосливом в него отработанной турбинами воды, причем первый водозабор каскада ГЭС выполняют, например, боковым из основного русла реки.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к гидроэнергетике, в частности к конструкциям устройств для выработки электроэнергии. Понтонная гидроэнергетическая установка содержит заякоренный плавучий корпус и лопастные колеса 6, связанные с электрогенераторами.

Аэро гэс // 2500854
Изобретение относится к гидроэнергетике и может быть использовано для получения энергии, запасенной в атмосферной влаге в любой точке мира. Устройство содержит нижний бьеф 1, верхний бьеф 2, водовод 3, турбогенератор 4 и поверхности 5.

Изобретение относится к бесплотинной гидроэнергетике и может быть использовано для получения от свободного течения рек и ручьев электрического тока без строительства плотин.

Изобретение относится к области энергетики и может быть использовано в различных отраслях народного хозяйства. Способ преобразования энергии падающей воды в электрическую энергию включает водяную турбину и электрический генератор связанные между собой.

Изобретение относится к области электроэнергетики и может быть использовано для производства экологически чистой электроэнергии путем преобразования энергии отработанной воды, падающей с высоты многоэтажного здания.

Изобретение относится к гидротехнике, в частности к гидравлическим турбинам, преобразующим потенциальную энергию сточных вод в канализационной системе многоэтажных зданий в электрическую.

Изобретение относится к области энергетики и может быть использовано на любой равнинной местности, где имеется водоем или резервуар с водой. .

Изобретение относится к гидроэнергетике и может быть использовано для получения электроэнергии на горных реках или реках, имеющих большой перепад уровня по руслу и большую разницу в объеме русла в летнее время.

Изобретение относится к роторным энергоустановкам, использующим кинетическую энергию ветра или потока воды для преобразования ее в механическую энергию. .

Изобретение относится к сельскому хозяйству. .

Изобретение относится к области энергетики и может быть использовано в оборотных системах водоснабжения тепловых электростанций с водоемом-охладителем. Способ включает сброс теплой воды в водоем-охладитель, ее охлаждение и забор охлажденной воды.

Изобретение относится к гидроэнергетике и может быть использовано при строительстве гидроэлектростанций в стесненных условиях. Представленная задача решена тем, что предложенная конструкция здания гидроэлектростанции имеет возможность разместить большое количество агрегатов, расположенных в горизонтальной плоскости на одной высотной отметке.

Изобретение может быть использовано в области управляемой связи электроэнергетических систем на основе преобразователей частоты, конкретно - при управлении гидроаккумулирующими станциями.

Аэро гэс // 2500854
Изобретение относится к гидроэнергетике и может быть использовано для получения энергии, запасенной в атмосферной влаге в любой точке мира. Устройство содержит нижний бьеф 1, верхний бьеф 2, водовод 3, турбогенератор 4 и поверхности 5.

Изобретение относится к области гидроэнергетики, в частности к строительству речных низконапорных гидроэлектростанций. Сущность изобретения заключается в том, что фундамент под общее сооружение собирают из стальных или железобетонных блоков, обладающих достаточным запасом плавучести, буксируют к месту перекрытия русла реки, где предварительно установлены бетонные упоры, обеспечивающие остановку фундамента в заданной точке.

Изобретение относится к области электроэнергетики, в частности к приливным электростанциям, возводимым в эстуариях, где обычно располагаются порты. Эстуарий защищен от морских вод молом (дамбой) и воротами, открывающимися на опорожнение акватории эстуария при отливе.

Изобретение относится к области гидротехнического строительства. Гидроаккумулирующая электростанция содержит бассейн, расположенный на поверхности земли, водозаборное сооружение, вертикальную шахту напорного водовода, коммуникационную шахту, аэрационные шахты, вертикальную шахту выдачи мощности, машинный зал с агрегатными блоками, нижний бассейн с основными камерами и наклонный транспортный туннель.

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 гидроэнергетике, а именно, к сооружениям для получения электроэнергии при ограниченном объеме энергоносителя. .

Изобретение относится к гидроэнергетике, в частности к устройствам, предназначенным для преобразования энергии потока текучей среды в электрическую энергию. Гидроэлектростанция конвейерного типа, погруженная в текучую среду, включает каркас с, по меньшей мере, двумя парами направляющих и установленными на нем с противоположных сторон с возможностью вращения валами. Один из валов кинематически связан с электрогенератором. Гибкий элемент, охватывающий валы, выполнен в виде замкнутой цепной передачи с закрепленными на нем лопастями, снабженными осями с роликами. Гидроэлектростанция размещена в оборудованном шлюзами канале вдоль потока с частичным погружением корпуса в текучую среду. Гибкий элемент состоит из связанных между собой звеньев-кареток с комбинированными лопастями, состоящими из, по меньшей мере, четырех V-образных пластин, расположенных попарно напротив друг друга. Пластины в каждой паре параллельны друг другу. Валы размещены на разных уровнях и на их торцах установлены колеса. Колеса вала, расположенного ниже, выполнены зубчатыми и меньшего диаметра, чем колеса другого вала. Вал с колесами меньшего диаметра располагается выше по течению воды, чем вал с колесами большего диаметра. Изобретение направлено на повышение надежности и увеличение мощности гидроэлектростанции. 3 з.п. ф-лы, 6 ил.
Наверх