Передвижная проточная гидроэлектростанция



Передвижная проточная гидроэлектростанция
Передвижная проточная гидроэлектростанция
Передвижная проточная гидроэлектростанция
Передвижная проточная гидроэлектростанция
Передвижная проточная гидроэлектростанция
Передвижная проточная гидроэлектростанция
Передвижная проточная гидроэлектростанция
Передвижная проточная гидроэлектростанция

 


Владельцы патента RU 2523082:

Григорчук Владимир Степанович (RU)

Изобретение относится к области гидроэнергетики. Подвижная проточная гидроэлектростанция содержит понтон 1, закрепленный якорями 2, корпус водовода, гидропривод, генератор электрического тока, механизмы управления. Корпус выполнен в форме двух цилиндрических пустотелых трубопроводов 5 и 6, установленных соосно один за другим. Первый из трубопроводов большего сечения повернут своим свободным передним концом навстречу водному потоку, задний конец которого посредством конусной пустотелой вставки 7 соединен с передним концом трубопровода меньшего сечения, второй конец которого открыт. Корпус соединен механически с энергетическим блоком 8, внутри которого размещены гидропривод и генератор электрического тока, валы которых соединены между собой. Корпус и энергетический блок прикреплены к нижней части понтона 1. Внутри корпуса большего сечения установлена напорная труба 46, выполненная в форме трубки Пито, свободный загнутый конец которой повернут в сторону движущегося водного потока, а другой конец через запорный кран 47 соединен с впускным патрубком турбины гидропривода, а ее выпускной патрубок соединен с внутренней полостью корпуса меньшего сечения. Изобретение направлено на упрощение конструкции, повышение КПД, улучшение герметичности и увеличение количества электроэнергии, подаваемой потребителю. 8 ил.

 

Настоящее изобретение относится к области гидроэнергетике и может найти применение в качестве гидроэлектростанции.

Известна подводная гидроэлектростанция, содержащая корпус, входной конфузор, выполненный спиралеобразным, его входное сечение имеет форму прямоугольника, а выходной диффузор снабжен криволинейными лопастями, которые изогнуты в сторону, противоположную направлению закрутки конфузора. Между конфузором и диффузором размещена турбина, механически соединенная с генератором электрического тока (Авт. свид. №1737149, опубл. 30.05.92, кл. F03B 13/00).

Известна подводная гидроэлектростанция, содержащая установленный в потоке воды, разделенный на отсеки корпус с входным конфузором, на выходе из которого внутри корпуса расположены последовательно гидропривод, выполненный в виде лопастной турбины с горизонтальным валом на подшипниках, и электрогенератор, ротор которого через две полумуфты соединен с валом гидропривода, при этом электрогенератор помещен в герметичный отсек корпуса, имеющего продольный кольцевой канал для прохождения воды между внешней стенкой корпуса и его герметичным отсеком, который с помощью нескольких ребер соединен с внешней стенкой корпуса (Авт. свид. №436382, кл. F03B 13/00, опубл. 15.07.74).

Недостатками аналогов являются: сложность конструкции, низкий КПД, недостаточная герметичность, сложность установки гидроэлектростанции.

Указанные недостатки обусловлены конструкцией гидроэлектростанций.

Известна также подводная гидроэлектростанция, содержащая установленный в потоке воды, разделенный на отсеки корпус с входным конфузором. Внутри корпуса последовательно расположены гидропривод, выполненный в виде лопастной турбины с горизонтальным валом на подшипниках, и электрогенератор, ротор которого через две полумуфты соединен с валом гидропривода. Электрогенератор помещен в герметичный отсек корпуса. На входном конфузоре установлена оградительная сетка. Отсек корпуса с гидроприводом имеет продольные выходные окна и отражатель внутреннего потока воды, выполненный в виде усеченного конуса и герметично соединенный с цилиндрической обечайкой, внутри которой установлен горизонтальный вал турбины на подшипниках. Вал имеет торцевое уплотнение, герметично соединенное с цилиндрической обечайкой. Хвостовой отсек корпуса выполнен герметичным в виде усеченного конуса и имеет, установленный на меньшем основании герметичный водостойкий электроразъем с электрокабелем. Перечислены различные способы удержания корпуса на определенной глубине и определенном месте (Патент РФ №2139972, кл. F03B 13/00, E02B 9/00).

Известная гидроэлектростанция по патенту №2139972, как наиболее близкая по технической сущности и достигаемому полезному результату, принята за прототип.

Недостатками известной гидроэлектростанции по патенту №2139972, принятой за прототип, являются: низкий КПД, сложность установки и управления процессами в ней, небольшое количество вырабатываемого электричества.

Указанные недостатки обусловлены конструкцией гидроэлектростанции, наличием конусного отражателя водного потока, который отражает поток воды навстречу рабочему потоку, уменьшает его динамические характеристики и тем самым снижает частоту вращения турбины, создает вихревые потоки, на преодоление которых расходуется часть энергии.

Задачей настоящего изобретения являете повышение технических характеристик гидроэлектростанции.

Технический результат обеспечивается тем, что в передвижной проточной гидроэлектростанции, содержащей понтон, закрепленный якорями на дне реки, корпус водовода с передней защитной решеткой, установленный в водном потоке, гидропривод, генератор электрического тока, механизмы управления гидроэлектростанцией, согласно изобретению корпус водовода выполнен в форме двух цилиндрических пустотелых трубопроводов прямоугольного или круглого сечения, установленных соосно один за другим, первый из которых, большего сечения, повернут своим свободным передним концом, закрытым защитной сеткой, навстречу водному потоку, задний конец которого посредством конусной пустотелой вставки соединен с передним концом трубопровода меньшего сечения, второй конец которого открыт, кроме того, корпус водовода соединен механически с энергетическим блоком, выполненным в форме прямоугольного ящика, герметично закрытого крышкой и разделенного на две секции, в одной из которых установлен гидропривод в форме турбины, содержащей корпус, имеющий на внутренней поверхности сферическую камеру, соединенную с впускным патрубком и выпускную камеру, соединенную с выпускным патрубком, причем в корпус вставлено с небольшим зазором турбинное колесо, представляющее собой ступицу, которая посредством спиц соединена с втулкой, к которой под углом α=70° приварены лопасти, а к обеим торцевым сторонам втулки и ступицы болтами привернуты боковые диски с центральными отверстиями для прохода вала, во второй секции размещен трехфазный генератор электрического тока, вал которого посредством шарового уплотнительного передаточного механизма, установленного на перегородке, разделяющей обе секции, соединен с валом гидропривода, причем выход генератора электрического тока связан через повышающий трехфазный трансформатор с потребителями электрического тока, причем энергетический блок и корпус водовода посредством стоек соединены c нижней частью понтона, кроме того, внутри водовода большего сечения установлена напорная труба, выполненная в форме трубки Пито, свободный загнутый конец которой повернут в сторону движущегося потока и через запорный кран соединенной с впускным патрубком турбины гидропривода, а ее выпускной патрубок посредством трубопровода соединен с корпусом водовода меньшего сечения, причем продольная ось загнутого конца напорной трубы совпадает с продольной осью корпуса водовода, а площадь большего сечения корпуса водовода относится к площади меньшего сечения корпуса водовода как 10:1, кроме того, тепловой щит управления, повышающий трехфазный трансформатор, аккумуляторные батареи для питания обмоток возбуждения ротора генератора электрического тока расположены внутри помещения, установленного на верхней части понтона.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где:

на фиг.1. изображен общий вид передвижной проточной гидроэлектростанции;

на фиг.2 - вид на передвижную проточную гидроэлектростанцию спереди;

на фиг.3 - расположение механизмов энергетического блока;

на фиг.4 - устройство гидропривода;

на фиг.5 - вид сбоку на турбину гидропривода;

на фиг.6 - схема трехфазного генератора электрического тока;

на фиг.7 - блок-схема гидроэлектростанции;

на фиг.8 - принцип действия гидроэлектростанции.

Передвижная проточная гидроэлектростанция содержит понтон 1, закрепленный якорями 2 на дне реки, корпус водовода 3 с передней защитной сеткой 4, установленный в водном потоке. Корпус водовода выполнен в форме двух цилиндрических пустотелых трубопроводов 5 и 6 прямоугольного сечения или круглого, установленных соосно один за другим, первый из которых, большего сечения, повернут своим передним свободным концом навстречу водному потоку, задний конец которого посредством пустотелой конусной вставки 7 соединен с передним концом трубопровода меньшего сечения, второй конец которого открыт. Корпус водовода соединен механически с энергетическим блоком 8, выполненным в форме прямоугольного ящика 9, герметично закрытого крышкой 10 и разделенного на две секции 11, 12, в первой из которых установлен гидропривод 13 в форме турбины, содержащей корпус 14, имеющий на внутренней поверхности сферическую камеру 15, соединенную с впускным патрубком 16 и выпускную камеру 17, соединенную с выпускным патрубком 18. Внутрь корпуса вставлено с небольшим зазором турбинное колесо, представляющее собой ступицу 19, которая посредством спиц 20 соединена с втулкой 21, к которой под углом α, равным 70°, к линии диаметра приварены лопасти 22. К обеим торцевым сторонам втулки и ступицы болтами привернуты боковые диски 23 с центральными отверстиями для прохода вала 24. Во второй секции размещен трехфазный генератор электрического тока, содержащий корпус 25, закрытый крышкой 26, внутрь которого вставлен ротор 27, установленный на подшипниках 28. Ha ротор напрессованы два стальных наконечника 29, имеющих по шесть зубьев. Наконечник одной половины ротора имеет северный магнитный полюс N, а наконечник другой половины - южный S. Между наконечниками установлена стальная втулка 30, а на ней обмотка возбуждения 31, концы которой электрически соединены с контактными кольцами 32. Оба кольца изолированы от вала. Две графитовые щетки 33 установлены в щеткодержателе 34 и прижаты к кольцам пружинами 35. Внутри корпуса установлен статор 36, набранный из пластин и имеющий обмотки 37, состоящие из катушек, распределенных по трем фазам. Выход обмоток статора соединен с входом трехфазного повышающего трансформатора 38, выход которого соединен с потребителями электрического тока 39. На валах гидротурбины и генератора электрического тока закреплены диски 40, соединенные между собой стержнем 41, вставленным внутрь шара 42, установленного в шаровой опоре перегородки 43. На оба конца стержня надеты манжеты 44, закрепленные на шаровой опоре. Шаровой уплотнительный передаточный механизм обеспечивает герметичность и передачу вращения от гидропривода к генератору электрического тока. Энергетический блок и корпус водовода посредством стоек 45 прикреплены к нижней части понтона. Внутри корпуса водовода большего сечения установлена напорная труба 46, выполненная в форме трубки Пито, свободный загнутый конец которой повернут в сторону движущегося водного потока, которая через запорный кран 47 соединена с впускным патрубком турбины гидропривода, выпускной патрубок которой посредством трубопровода 48 соединен с внутренней полостью корпуса водовода меньшего сечения. Площадь большего сечения корпуса водовода относится к площади меньшего сечения корпуса водовода как 10:1. Тепловой щит управления, повышающий трехфазный трансформатор, аккумуляторные батареи 49 питания обмоток возбуждения ротора трехфазного генератора электрического тока расположены внутри помещения 50, установленного на верхней части понтона.

Работает передвижная проточная гидроэлектростанция следующим образом.

После выбора места установки, где имеется быстрое течение и большое движение масс воды при достаточной глубине гидроэлектростанция посредством буксира доставляется к месту установки, опускаются якоря 2 и водолазы закрепляют их на дне реки. После проверки всех систем открывается запорный кран 47. Большая масса воды входит внутрь корпуса водовода большего сечения 5 со скоростью V и далее через корпус водовода меньшего сечения 6 уже с большей скоростью выходит из него. При этом вода под динамическим и статическим давлением поднимается по напорной трубе 46 вверх на высоту h = V 2 2 g , где V - скорость движения водного потока, а g - ускорение силы тяжести (Роман Куркевич. Пять стихий Аристотеля. Наша ксенгарня. Варшава, 1977, с.52). Далее вода поступает во впускной патрубок 16 турбины гидропривода 13, в сферическую камеру 15, а из нее в ковши турбины, образованные втулкой 21, лопастями 22 и боковыми дисками 23. Сферическая камера 15 позволяет водному потоку воздействовать одновременно на несколько лопастей 22, что увеличивает мощность на валу турбины (на фигуре 8 показано стрелками). Пройдя через турбину, вода попадает в выпускную камеру 17, из которой по трубопроводу 48 удаляется внутрь корпуса водовода меньшего сечения 6, при этом в выпускной камере создается разрежение, как в пульверизаторе или эжекторном насосе, что также повышает мощность турбины. При этом скорость движения воды в корпусе водовода меньшего сечения 6 в 10 раз больше, чем в корпусе водовода большего сечения. При вращении вала 24 турбины гидропривода вместе с ним вращается и диск 40, установленный на нем, который через стержень 41 и шар 42 вращает диск 40, установленный на роторе 27 трехфазного генератора электрического тока. Северные и южные полюсы электромагнитов, ротора 27 последовательно пересекают витки катушек статора и своими полями создают в них переменное трехфазное напряжение, которое поступает на трехфазный повышающий трансформатор 38 и далее следует потребителям 39. Часть электроэнергии поступает на зарядку аккумуляторных батарей 49. В процессе работы количество воды, подаваемое напорной трубой 46 можно регулировать запорным краном 47, уменьшая или увеличивая его проходное сечение и тем самым изменяя частоту вращения вала 24 турбины или его останавливая.

Технический результат изобретения заключается в более высоком КПД, улучшении герметичности и вследствие этого повышении срока службы, увеличении количества вырабатываемого электрического тока, при этом не нарушается экология реки.

Передвижная проточная гидроэлектростанция, содержащая понтон, закрепленный якорями на дне реки, корпус водовода с передней защитной решеткой, установленный в водном потоке, гидропривод, генератор электрического тока, механизмы управления гидроэлектростанцией, отличающаяся тем, что корпус водовода выполнен в форме двух цилиндрических пустотелых трубопроводов прямоугольного или круглого сечения, установленных соосно один за другим, первый из которых большего сечения повернут своим передним, свободным концом, закрытым защитной сеткой, навстречу водному потоку, задний конец которого посредством конусной пустотелой вставки соединен с передним концом трубопровода меньшего сечения, второй конец которого открыт, кроме того, корпус водовода соединен механически с энергетическим блоком, выполненным в форме прямоугольного ящика, герметично закрытого крышкой и разделенного на две секции, в одной из которых установлен гидропривод в форме турбины, содержащей корпус, имеющий на внутренней поверхности сферическую камеру, соединенную с впускным патрубком и выпускную камеру, соединенную с выпускным патрубком, причем в корпус вставлено с небольшим зазором турбинное колесо, представляющее собой ступицу, которая посредством спиц соединена с втулкой, к которой под углом α=70° приварены лопасти, а к обеим торцевым сторонам втулки и ступицы болтами привернуты боковые диски с центральными отверстиями для прохода вала, во второй секции размещен трехфазный генератор электрического тока, вал которого посредством шарового уплотнительного передаточного механизма, установленного на перегородке, разделяющей обе секции, соединен с валом гидропривода, причем выход генератора электрического тока связан через повышающий трехфазный трансформатор с потребителями электрического тока, причем энергетический блок и корпус водовода посредством стоек соединены с нижней частью понтона, кроме того, внутри корпуса водовода большего сечения установлена напорная труба, выполненная в форме трубки Пито, свободный загнутый конец которой повернут в сторону движущегося водного потока и через запорный кран соединенной с впускным патрубком турбины гидропривода, а ее выпускной патрубок посредством трубопровода соединен с внутренней полостью корпуса водовода меньшего сечения, причем продольная ось загнутого конца напорной трубы совпадает с продольной осью корпуса водовода, а площадь большего сечения корпуса водовода относится к площади меньшего сечения корпуса водовода как 10:1, кроме того, тепловой щит управления, повышающий трехфазный трансформатор, аккумуляторные батареи для питания обмоток возбуждения ротора генератора электрического тока расположены внутри помещения, установленного на верхней части понтона.



 

Похожие патенты:

Изобретение предназначено для преобразования энергии текущей среды. Устройство отбора энергии текучей среды, погруженное в последнюю вдоль течения потока, содержит рабочий орган в виде бесконечной гибкой цепи, охватывающей разнесенные на расстоянии друг от друга по крайней мере два зубчатых шкива 2 или звездочки, или в виде ремня 1, охватывающего разнесенные на расстоянии друг от друга по крайней мере два шкива, парашюты 4, связанные с бесконечной гибкой цепью или ремнем 1.

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.

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.

Изобретение относится к гидроэнергетике и может быть использовано для преобразования энергии текущей среды в электрическую. Устройство преобразования набегающего водного потока в электроэнергию содержит судно, приводимое в движение гребным винтом, выполненное в виде катамарана, транспортер с валами 8 и бесконечной лентой с закрепленными на ней лопатками.

Изобретение предназначено для получения электрической энергии. Погружная микрогидроэлектростанция для получения электрической энергии включает в себя гидротурбину с вертикальной осью вращения, соединенную с электрическим генератором, формирователи водяного потока, защитное устройство от плавучих предметов.

Изобретение относится к области электротехники, разрабатывающей устройства генерирования электроэнергии от возобновляемых источников. Приливно-волновая электростанция выполнена на базе двух турбин 1 и 2.

Изобретение относится к гидравлической энергогенерирующей установке. Гидравлическая энергогенерирующая установка 1 содержит корпус 2 с отверстием 8 для поступления воды, расположенным с напорной стороны гидроканала, отверстие 9 для выхода воды, расположенное с его низовой стороны, проток 25, обеспечивающий связь отверстий 8 и 9, плиту 6 для сбора воды, вертикальную осевую турбину 3, генератор 4 и подвижный затвор 5.

Изобретение относится к области электроэнергетики, а именно к конструкциям установок для преобразования энергии течения воды в электрическую энергию. Проточный электрогенератор горизонтального типа включает статор и ротор, размещенный на одной оси с турбиной, приводимой в движение силами водного потока.

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 гидроэнергетике и может быть использовано в качестве гидротурбины электростанции. Гидротурбина с самозакрывающимися лопастями содержит вал и ряд идентичных между собой лопастей, образуя по меньшей мере одно рабочее колесо.

Изобретение относится к гидроэнергетике и может быть использовано для выработки электроэнергии. Гидроэлектростанция содержит трубу-водовод 2 с установленной в ней гидротурбиной 6, соединенной с генератором 7.

Установка предназначена для выработки электроэнергии за счет энергии гидравлического потока реки, покрытой льдом. Подвод перекачиваемой среды, воздуха, выполнен в виде коленообразной трубы, вертикальная часть которой жестко зафиксирована во льду и сообщена с атмосферой, а горизонтальная часть с диффузором размещена подо льдом по направлению потока воды.

Изобретение предназначено для получения электрической энергии. Погружная микрогидроэлектростанция для получения электрической энергии включает в себя гидротурбину с вертикальной осью вращения, соединенную с электрическим генератором, формирователи водяного потока, защитное устройство от плавучих предметов.

Изобретение относится к ветро(гидро)энергетике и может быть использовано в качестве источника электроэнергии. Энергоустановка состоит из одного или нескольких энергоагрегатов, содержащих корпус с диффузором, ветроколесо или рабочее колесо с лопастями, электрогенератор, передачу от ветроколеса к электрогенератору, включающую две пары конических шестерен, первый и второй валы.

Изобретение относится к турбинным установкам, которые могут быть использованы для производства электроэнергии. Турбинная установка содержит облопачивание 11, включающее криволинейные лопатки, внутренний конец каждой из которых заделан в полости 14, открытой с одной стороны; и генератор 20, расположенный в полости 14 и соединенный с облопачиванием 11.

Изобретение относится к области электроэнергетики, а именно к конструкциям установок для преобразования энергии течения воды в электрическую энергию. Проточный электрогенератор горизонтального типа включает статор и ротор, размещенный на одной оси с турбиной, приводимой в движение силами водного потока.

Изобретение относится к области возобновляемых энергий. Энергосистема имеет ветросиловую или гидросиловую турбину 1, соединенную с генератором 2.

Изобретение относится к области энергетического машиностроения и может быть использовано при сооружении низконапорных или безнапорных речных энергетических установок, приливных или ветровых электростанций.

Изобретение относится к устройствам, преобразующим течение реки в электрическую энергию для конкретного потребителя. .

Изобретение относится к электрогенерирующим устройствам и может быть использовано в различных типах гидроэлектростанций. .

Изобретение относится к энергетическим установкам и, в частности, к устройству для улучшенного использования водной энергии на существующих средствах запруживания воды. Устройство для выработки энергии за счет запруживания воды содержит каркас 60, выполненный с возможностью транспортирования и установленный в средстве запруживания воды или соединенный с ним, группу энергогенерирующих ячеек, расположенных в каркасе 60 в нескольких заранее заданных местоположениях. Ячейки содержат выборочно съемные, взаимно соединенные, установленные друг на друга модули, вертикально смонтированные в каркасе и включающие генераторный модуль 62 и турбинный модуль 68. Модули являются взаимозаменяемыми в разных местоположениях в каркасе 60 без прерывания выработки энергии в других ячейках. Ячейки установлены с возможностью получения энергии, возникающей при запруживании воды. Ячейки выполнены с возможностью преобразования указанной энергии посредством пропускания воды через турбину и вращения турбины в каждой ячейке. Изобретение направлено на создание устройства для выработки энергии с изменяемой конфигурацией. 3 н. и 16 з.п. ф-лы, 15 ил.
Наверх