Способ обеспечения безопасности гидротехнического сооружения атомной электростанции

Изобретение относится к области физики и может быть использовано в прикладной гидроакустике для обеспечения безопасности (промышленной и экологической) гидротехнических сооружений (ГТС) объектов повышенного риска: атомных электростанций (АЭС), гидроэлектростанций, тепловых электростанций, приливо-отливных электростанций, морских нефтегазовых платформ и т.д. В частности (применительно к АЭС) для: защиты от проникновения в водоподводящий канал (ВПК) 2 надводных (ННД) 12 и подводных (ПНД) 13 носителей диверсантов, а также самих подводных диверсантов (ПД) 11; защиты половозрелых рыб (ПР) 14 и молоди рыб (ПР) 15 от попадания в водоподводящий канала (ВПК) 2 и непосредственно в водозаборное окно (ВЗО) 4; очистки воды от механических (МПР) 17 и биологических (БПР) 18 примесей и биообрастателей (БОБ) 16; акустической дегазации воды. Способ заключается в физическом задержании ННД, ПНД и ПД путем формирования на входе в водоподводящий канал 2 комбинированной воздушно-пузырьковой завесы, резкого уменьшения плотности водной среды и последующего проваливания на дно ННД 12, ПНД 13 или непосредственно самого ПД 11. Механическое задержание ННД 12 осуществляют путем установки на входе и поперек водоподводящего канала 2 силового бонового заграждения и последующего повреждения корпуса ННД 12. Осуществляют многоэтапное и комбинированное акустическое вытеснение ПД 11 и многоэтапное и комбинированное нелетальное поражение ПД 11, а также многоэтапное и комбинированное вытеснение рыб 14, в том числе молоди рыб 15. Осуществляют комбинированную очистку воды от механических примесей 17, биологических примесей 18 и биообрастателей 16 на входе в водоподводящий канал 2 и многоэтапное и комбинированное акустическое обездвиживание и акустическое уничтожение биообрастателей 16. Способ также включает акустическую дегазацию воды на выходе из водоподводящего канала 2 - в районе водозаборного окна 4. Таким образом, обеспечивают требуемую безопасность ГТС АЭС. 11 ил.

 

Изобретение относится к области физики и может быть использовано в прикладной гидроакустике для обеспечения безопасности (промышленной и экологической) гидротехнических сооружений (ГТС) объектов повышенного риска (ОПР): атомных электростанций (АЭС), гидроэлектростанций (ГЭС), тепловых электростанций (ГРЭС), приливо-отливных электростанций (ПЭС), морских нефтегазовых (МНТП) платформ (буровых и добывающих) и т.д. В частности (применительно к АЭС) для: защиты от проникновения в водопод-водящий канала надводных (скоростные катера и т.д.) носителей диверсантов (ННД) и подводных (подводные аппараты и др.) носителей диверсантов (ПНД), а также непосредственно самих подводных диверсантов (ПД); защиты половозрелых рыб (ПР) и молоди рыб (ПР) - с размером тела от 12 мм и выше, от попадания в водоподводящий канала (ВПК) и непосредственно в водозаборное окно (ВЗО); очистки воды от механических (МПР) примесей (частицы песка, глины и т.д.) и биологических (БПР) примесей (водоросли, пух деревьев и т.д.) и биообрастателй (БОБ): мшанки, личинки дрейссены и т.д.; защиты подводных конструкций и оборудования от БОБ; дегазации воды.

Изобретение также может быть использовано: в промышленности - для очистки оборотных промышленных вод от различных примесей - в интересах повышения эффективности технологического процесса; для очистки промышленных сточных (карьерных) вод от МПР и БПР - в интересах обеспечения экологической безопасности производства; для предварительной очистки воды от МПР, БПР и БОБ при водоподготовке - в интересах здоровья населения; в рыболовстве и рыбоводстве - для управления поведением ПР и MP и т.д. СПП. 11 л.

Технический результат предложенного способа заключается: в физическом - в воздушно-пузырьковой завесе (ВПЗ), задержании ННД, ПНД и самих ПД; в механическом - на силовом боновом заграждении (СБН), задержании ННД; в многоэтапном и комбинированном акустическом вытеснении ПД; в многоэтапном и комбинированном нелетальном поражении ПД; в многоэтапном и комбинированном акустическом вытеснении ПР и MP, в том числе с ее естественным рыбоотводом на входе в ВПК; в очистке воды от МПР, МПР и БОБ на входе в ВПК; в многоэтапном и комбинированном акустическом обездвиживании и уничтожении БОБ; в акустической дегазации воды на входе в ВЗО относительно простым способом при минимальных временных и финансовых затратах, с соблюдением медицинской безопасности для персонала и экологической безопасности для окружающей природной среды.

Известен способ обеспечения безопасности ГТС АЭС, заключающийся в размещении на одной стороне рубежа (в частности, ВПК) блока параметрического высоконаправленного излучения широкополосных гидроакустических сигналов, а на противоположной стороне рубежа блока параметрического приема отраженных от подводных объектов: ПД, ПНД (вторичное акустическое поле), а также их собственных шумоизлучений (первичное акустическое поле), последующего обнаружения, распознавания и определения координат подводного объекта; в дополнительном воздействии на ПД (в частности, на его воздушные полости: гайморовые пазухи, легки и др.), вызывая сильные болевые ощущения и резкие отрицательные изменения в функционировании внутренних органов ПД, осуществляя, при этом, их гидроакустическое вытеснение из контролируемого водного пространства; в гидроакустическом обездвиживании и (или) уничтожении БОБ, находящихся в воде вблизи ВЗО, а также откреплении БПР: медуз и т.д. и биообрастателей от металлических защитных (МРЗ) решеток ВЗО /Бахарев С.А. Способ гидроакустического обнаружения и вытеснения пловцов и морских биологических объектов от системы водозабора атомной электростанции.- Патент РФ №2256196, от 2003 г., опубл. 10.07.2005, Бюл. №19/.

К недостаткам данного способа относятся:

1. Невозможность физического (например, в ВПЗ) удержания ПНД и самих ПД.

2. Невозможность механического удержания ННД (например, на СБЗ).

3. Недостаточная эффективность вытеснения ПР.

4. Невозможность вытеснения MP (с длиной тела от 12 мм и выше).

5. Невозможность нелетального поражения ПД внутри ВПК и обеспечения 100% безопасности ГТС АЭС.

6. Недостаточная эффективность защиты подводного оборудования от БОБ, обусловленная реализацией только на одном рубеже - в непосредственной близости от ВЗО и др.

Известен способ обеспечения безопасности ГТС, в частности, системы водозабора морской нефтегазовой платформы (МНТП), заключающийся в создании нескольких - не менее двух, контролируемых рубежей из соответствующих блоков параметрического высоконаправленного излучения и приема широкополосных гидроакустических сигналов, а также последующих обнаружении, распознавании и определении координат подводного объекта, при этом: в составе каждого активного и пассивного гидроакустического средства применяют, соответственно, блоки линейного излучения и приема сигналов звукового диапазона частот (ЗДЧ) и ультразвукового диапазона частот (УЗДЧ), а каждое гидроакустическое средство размещено как на дне, так и в толще воды; дополнительно используют: нарушения естественной стратификации среды, а также радиолокационные средства, с помощью которых не только обнаруживают воздушные (например, беспилотные самолеты) и надводные (например, скоростные катера) объекты, но и подводные объекта - по электромагнитным неоднородностям воздушной среды на движущимся подводным объектом; в качестве рассеивателей звука используют не только пузырьки воздуха, образованные в воде в результате ветрового волнения, но биологические звукорассеивающие слои /Бахарев С.А. Способ обнаружения, распознавания и вытеснения подводных объектов от морской нефтегазовой платформы.- Патент РФ №2434245, от 2010 г., опубл. 20.11.2011, Бюл. №32/.

К недостаткам данного способа относятся:

1. Невозможность физического удержания ПНД и самих ПД.

2. Невозможность механического удержания ННД.

3. Недостаточная эффективность вытеснения ПР.

4. Невозможность вытеснения MP.

5. Невозможность нелетального поражения ПД и обеспечения 100% безопасности ГТС АЭС.

6. Недостаточная эффективность защиты подводных конструкций и подводного оборудования от БОБ и др.

Известен способ обеспечения безопасности ГТС (применительно к ВЗО), заключающийся в формировании за 30-50 м от ВЗО акустико-пузырьковой завесы (АПЗ) и поднятии пузырьками воздуха МПР и БПР на поверхность воды до ВЗО воды в виде грязной пены, а также сносе МПР и БПР выше ВЗО, вниз по течению реки; в формировании акустической завесы (AЗ) путем непрерывного излучения снизу-вверх гидроакустических волн и физическом (акустическом) удержании МПР и БПР в верхнем слое воды; в непрерывном и направленном (навстречу-вниз и навстречу-вверх потоку воды), излучении интенсивных акустических волн и физическом уничтожении основной части БПР, а также гидроакустическому придавливанию ко дну и гидроакустическому поднятию на поверхность воды МПР и БПР с их последующем сносом течением воды мимо (снизу и сверху от ВЗО) ВЗО /Бахарев С.А. Способ очистки воды от водорослей и взвешенных веществ. - Патент РФ №2380181 от 2008 г., опубл. 10.02.2010, Бюл. 4/.

К недостаткам данного способа относятся:

1. Недостаточная эффективность физического удержания ПНД и самих ПД.

2. Невозможность механического удержания ННД.

3. Недостаточная эффективность вытеснения ПР.

4. Невозможность вытеснения MP.

5. Невозможность нелетального поражения ПД и обеспечения 100% безопасности ГТС.

6. Недостаточная эффективность защиты подводных конструкция и подводного оборудования от БОБ.

Задача, которая решается изобретением, заключается в разработке способа, свободного от перечисленных выше недостатков.

Технический результат предложенного способа заключается: в физическом задержании ННД, ПНД и самих ПД; в механическом задержании ННД; в многоэтапном и комбинированном акустическом вытеснении ПД; в многоэтапном и комбинированном нелетальном поражении ПД; в многоэтапном и комбинированном акустическом вытеснении ПР и MP, в том числе с ее естественным рыбоотводом на входе в ВПК; в очистке воды от МПР, МПР и БОБ на входе в ВПК; в многоэтапном и комбинированном акустическом обездвиживании и уничтожении БОБ; в акустической дегазации воды на входе в ВЗО относительно простым способом при минимальных временных и финансовых затратах, с соблюдением медицинской безопасности для персонала и экологической безопасности для окружающей природной среды.

Поставленную цель достигают тем, что в способе обеспечения безопасности ГТС АЭС осуществляют: физическое задержание - путем формирования на входе в ВПК ВПЗ и резкого уменьшения плотности водной среды, а также последующего проваливания на дно ННД - катера, ПНД - подводного аппарата, или непосредственно самого ПД; в механическом задержании ННД - путем установки поперек ВПК силового бонового заграждения и последующего повреждения корпуса ННД; в многоэтапном и комбинированном акустическом вытеснении ПД; в многоэтапном и комбинированном нелетальном поражении ПД; в многоэтапном и комбинированном вытеснении рыб, в том числе, молоди рыб; в комбинированной очистке воды от МПР, БПР и БОБ на входе в ВПК; в многоэтапном и комбинированном акустическом обездвиживании и акустическом уничтожении БОБ; в акустической дегазации воды на выходе из ВПК - в районе ВЗО.

На фиг.1 - фиг.7 представлена структурная схема устройства, реализующая разработанный способ обеспечения безопасности ГТС АЭС. При этом: на фиг.1 представлена структурная схема устройства применительно к общему принципу реализации разработанного способа; на фиг.2 представлена структурная схема устройства применительно к физическому задержанию ННД, ПНД и самих ПД; на фиг.3 представлена структурная схема устройства применительно к механическому задержанию ННД ПД, а также сбору и удалению грязной пены (водо-воздушная смесь, содержащая МПР, БПР и БОБ); на фиг.4 представлена структурная схема устройства применительно к акустическому вытеснению ПД на входе в ВПК и к нелетальному поражению ПД внутри ВПК; на фиг.5 представлена структурная схема устройства применительно к очистке воды от МПР, БПР и БОБ на входе в ВПК; на фиг.6 представлена структурная схема устройства применительно к акустическому обездвиживанию и акустическому уничтожению БОБ; на фиг.7 представлена структурная схема устройства применительно к акустической дегазации воды на выходе из ВПК - на входе в ВЗО.

Устройство, в простейшем случае, содержит: водоем-охладитель (1) и ВПК (2), являющийся одновременно выходом водоема-охладителя (1) и входом в ГТС (3) АЭС, представляющие собой последовательно функционально соединенные: ВЗО (4) с механическими защитными (МЗР) решетками (5), подводная камера (6) - водяной охладитель турбины (7) АЭС, водяной насос (8), горизонтальный водовод (9) и водоотводящий (ВОК) канал (10), являющийся одновременно выходом ГТС (3) АЭС и входом в водоем-охладитель (1).

Устройство также содержит: ПД (11), а также ННД (12): катер, моторная лодка и ПНД (13): подводный аппарат, подводный «мотоцикл», которые в исходном состоянии находятся в водоеме-охладителе (1) и могут быть залегендированы (замаскированы): ПД (11) - под дайвера, ННД (12) - под прогулочный катер или рыболовную лодку, ПНД (13) - под индивидуальное средство движения дайвера и т.д.

Устройство также, в простейшем случае, содержит: ПР (14), MP (15), БОБ (16): личинки дрейссены, мшанки и др.; МПР (17): частицы песка, глины и т.д., а также БПР (18): водоросли (например, сине-зеленые, красные и т.д.), пух деревьев (например, ивы, тополя и т.д.) и кустарников (например, камыша, чертополоха и т.д.). Устройство также содержит: модуль (19) физического удержания ННД (12), ПНД (13) и самого ПД (11); модуль (20) механического удержания ННД (12), а также сбора и удаления (в виде грязной пены) БОБ (16), МПР (17) и БПР (18); модуль (21) акустического вытеснения ПД (11); модуль (22) нелетального поражении ПД (И); модуль (23) очистки воды от БОБ (16), МПР (17) и БПР (18); модуль (24) акустического обездвиживания и акустического уничтожения БОБ (16); модуль (25) акустической дегазации воды.

При этом модуль (19) физического удержания ННД (12), ПНД (13) и самих ПД (11) содержит:

- блок (26) формирования комбинированной (пузырьки воздуха нескольких - не менее двух, размеров) воздушно-пузырьковой завесы (КВПЗ), включающий в себя, в простейшем случае, последовательно функционально соединенные первый компрессор (27), первый сплошной воздуховод (28), первый ресивер (29), а также: несколько (не менее двух) - в зависимости от протяженности рубежа, первых перфорированных воздуховодов (30) - с большой (более 1-2 мм) перфорацией и предназначенных для формирования в воде пузырьков воздуха с диаметром более 1-2 мм, способствующих проваливанию ПД (11), ННД (12), ПНД (13), ПР (14) и MP (15) - благодаря резкому уменьшению (из-за резкого повышения газосодержания) плотности водной среды, а также (другая функция) поднятию на поверхность воды БОБ (16), МПР (17) и БПР (18) - благодаря всплывающим пузырькам воздуха; несколько (не менее двух) - в зависимости от протяженности рубежа, вторых перфорированных воздуховодов (31) - с малой (менее 1-2 мм) перфорацией и предназначенных для формирования в воде пузырьков воздуха с диаметром менее 1-2 мм, также способствующих проваливанию ПД (11), ННД (12), ПНД (13), ПР (14) и MP (15), а также - удержанию на поверхности воды поднятых с помощью КВПЗ БОБ (16), МПР (17) и БПР (18); - первый блок (32) формирования и направленного - навстречу потоку воды в ВПК (2), а также во всю область КВПЗ, сформированной ранее с помощью блока (26), излучения гидроакустических сигналов ЗДЧ на частоте f1 - в диапазоне частот от 16 Гц до 16 кГц с амплитудой акустического давления не менее 103 Па на расстоянии 1 м от излучателя, и предназначенных для: акустической дезориентации ПД (11) и ПНД (13), акустического отпугивания ПР (14) и MP (15), а также для воздействия на сформированные в воде пузырьки воздуха с диаметром более 1-2 мм (сигналы ЗДЧ); формирования (наряду с формируемыми, всплывающими и схлопывающими на поверхности пузырьками воздуха) энергетических - не имеющих информационного значения, гидроакустических сигналов и включающего в себя последовательно электрически соединенные: первый многоканальный - не менее двух каналов, генератор (33) гидроакустических сигналов ЗДЧ на частоте f1, первый многоканальный УМ (34) ЗДЧ и несколько (не менее двух) идентичных друг другу первых направленных гидроакустических излучателей (34) ЗДЧ на частоте f1;

- первый блок (36) формирования и направленного - навстречу потоку воды в водоподводящем канале (2), а также во всю область КВПЗ, сформированной ранее с помощью блока (26), излучения гидроакустических сигналов ультразвукового диапазона частот (УЗДЧ) на частоте f2 - в диапазоне частот выше 16 кГц с амплитудой акустического давления от 103 Па и выше на расстоянии 1 м от излучателя, и предназначенных для: акустической дезориентации ПД (11) и ПНД (13), акустического отпугивания ПР (14) и MP (15), а также для воздействия на сформированные в воде пузырьки воздуха с диаметром менее 1-2 мм; для формирования (наряду с формируемыми, всплывающими и схлопывающимися на поверхности пузырьками воздуха) энергетических - не имеющих информационного значения, гидроакустических сигналов и включающего в себя последовательно электрически соединенные: первый многоканальный - не менее двух каналов, генератор (37) гидроакустических сигналов УЗДЧ на частоте f2, первый многоканальный УМ (38) УЗДЧ и несколько (не менее двух) идентичных друг другу первых направленных гидроакустических излучателей (39) УЗДЧ на частоте f2.

При этом модуль (20) механического удержания ННД (12), а также сбора и удаления (в виде грязной пены) БОБ (16), МПР (17) и БПР (18) в простейшем виде содержит функционально соединенные: несколько - не менее трех (один - в левой части ВПК, второй - в центральной части ВПК, а третий - в правой части ВПК) идентичных друг другу якорей (40), несколько - по числу якорей, идентичных друг другу якорных цепей (41) и несколько - не менее трех, идентичных друг другу стальных плавучестей (42) типа металлический буй, соединенных между собой первым стальным тросом (43), а также: гибкий сплошной щит (44), с ролами (45), второй стальной трос (46) с равномерно распределенными по его длине идентичными друг другу несколькими - не менее двух, механическими скребками (47), предназначенными для удаления грязной пены.

При этом модуль (21) акустического вытеснения ПД (11) содержит:

- второй блок (48) формирования и направленного - навстречу потоку воды в водоподводящем канале (2) излучения гидроакустических сигналов ЗДЧ на частоте f3 с амплитудой акустического давления от 105 Па и выше на расстоянии 1 м от излучателя, и предназначенных для энергетического воздействия на ПД и включающего в себя последовательно электрически соединенные: второй многоканальный - не менее двух каналов, генератор (49) гидроакустических сигналов ЗДЧ на частоте f3, второй многоканальный УМ (50) ЗДЧ и несколько (не менее двух) идентичных друг другу вторых направленных гидроакустических излучателей (51) ЗДЧ на частоте f3;

- первый блок (52) формирования и направленного - навстречу течению воды в водоподводящем канале (2) излучения гидроакустических сигналов инфразвукового диапазона частот (ИЗДЧ) - в диапазоне ниже 16 Гц, на частоте f4 с амплитудой акустического давления от 105 Па и выше на расстоянии 1 м от излучателя, и предназначенных для биорезонансного воздействия на живые клетки ПД и включающего в себя последовательно электрически соединенные: первый многоканальный - не менее двух каналов, генератор (53) гидроакустических сигналов ИЗДЧ на частоте f4, первый многоканальный УМ (54) ИЗДЧ и несколько (не менее двух) идентичных друг другу первых направленных гидроакустических излучателей (55) ИЗДЧ на частоте f4.

При этом модуль (22) нелетального поражении ПД (11) содержит последовательно функционально соединенные: второй компрессор (56), второй сплошной воздуховод (57), второй ресивер (58), а также: несколько (не менее двух) - в зависимости от протяженности рубежа, третьих сплошных воздуховодов (59), каждый из которых соединен с соответствующим ему пневмоизлучателем (60) и предназначенных для формирования в воде интенсивных - с амплитудой акустического давления на расстоянии 1 м от пневмоизлучателя (ПИ) не менее 105 Па, упругих колебаний в ИЗДЧ и низком звуковом диапазоне частот (НЗДЧ) - в диапазоне от 16 до 200 Гц на частоте f5.

При этом модуль (23) предварительно очистки воды от БОБ (16), МПР (17) и БПР (18) - на входе в ВПК (2) в простейшем случае содержит последовательно соединенные: приемный патрубок (61), первый гибкий водовод (62), шламовый насос (63), второй гибкий водовод (64), а также последовательно функционально соединенные: блок (65) акустико-гравитационного осветления воды и сгущения осадка, третий гибкий водовод (66), блок (67) акустико-гидродинамического осветления воды и сгущения осадка, а также четвертый гибкий водовод (68).

В свою очередь блок (65) акустико-гравитационного осветления воды и сгущения осадка в простейшем случае содержит: емкость (69) с устройством (70) равномерного слива осветленного слоя воды и устройством (71) равномерного удаления частично обезвоженного осадка; последовательно электрически соединенные: первый многоканальный - не менее двух каналов, генератор (72) гидроакустических сигналов ЗДЧ и УЗДЧ на частоте f6, первый многоканальный УМ (73) ЗДЧ и УЗДЧ, а также несколько (не менее двух) идентичных друг другу первых направленных - сверху вниз, гидроакустических излучателей (74) ЗДЧ и УЗДЧ на частоте f6, размещенных в верхнем слое воды и излучающих гидроакустические волны с амплитудой акустического давления не менее 103 Па на расстоянии 1 м от излучателя; последовательно электрически соединенные: второй многоканальный - не менее двух каналов, генератор (75) гидроакустических сигналов ЗДЧ и УЗДЧ на частоте f7, второй многоканальный УМ (76) ЗДЧ и УЗДЧ, а также несколько (не менее двух) идентичных друг другу вторых направленных - в вертикальной плоскости (но ненаправленных в горизонтальной плоскости), гидроакустических излучателей (77) ЗДЧ и УЗДЧ на частоте f7, размещенных в среднем слое воды и излучающих гидроакустические волны с амплитудой акустического давления не менее 103 Па на расстоянии 1 м от излучателя; последовательно электрически соединенные: третий многоканальный - не менее двух каналов, генератор (78) гидроакустических сигналов ЗДЧ и УЗДЧ на частоте f8, третий многоканальный УМ (79) ЗДЧ и УЗДЧ, а также несколько (не менее двух) идентичных друг другу третьих направленных гидроакустических излучателей (80) ЗДЧ и УЗДЧ на частоте f8, размещенных в нижнем слое воды и излучающих гидроакустические волны с амплитудой акустического давления не менее 103 Па на расстоянии 1 м от излучателя.

В свою очередь блок (67) акустико-гидродинамического осветления воды и сгущения осадка в простейшем случае содержит: акустический (81) гидроциклон (АГЦ) с рабочей камерой (82), устройством (83) равномерного слива очищенной воды и устройством (84) равномерного удаления обезвоженного осадка; четвертый многоканальный - не менее трех каналов, генератор (85) гидроакустических сигналов ЗДЧ и УЗДЧ на частоте f9, четвертый многоканальный УМ (86) ЗДЧ и УЗДЧ, а также несколько (не менее трех) идентичных друг другу четвертых направленных гидроакустических излучателей (87) ЗДЧ и УЗДЧ на частоте f9, размещенных в рабочей камере (82) АГЦ (81) на одинаковом угловом расстоянии друг от друга и излучающих гидроакустические волны с амплитудой акустического давления не менее 105 Па на расстоянии 1 м от излучателя.

При этом модуль (24) акустического обездвиживания и акустического уничтожения БОБ (16) содержит: пятый многоканальный - не менее 4-х каналов (по числу сторон ВЗО) генератор (88) ЗДЧ и УЗДЧ на частоте f10, пятый многоканальный УМ (89) ЗДЧ и УЗДЧ, а также несколько идентичных друг другу пятых направленных гидроакустических излучателей (90) ЗДЧ и УЗДЧ на частоте f10, размещенных на соответствующей стороне ВЗО (4) и излучающих гидроакустические волны с амплитудой акустического давления не менее 105 Па на расстоянии 1 м от излучателя.

При этом модуль (25) акустической дегазации воды содержит: шестой многоканальный - не менее 4-х каналов (по числу сторон ВЗО) генератор (91) ЗДЧ и УЗДЧ на частоте f11, шестой многоканальный УМ (92) ЗДЧ и УЗДЧ, а также несколько (не менее четырех) идентичных друг другу шестых направленных гидроакустических излучателей (93) ЗДЧ и УЗДЧ на частоте f11, размещенных на соответствующей стороне ВЗО (4) и излучающих гидроакустические волны с амплитудой акустического давления не менее 105 Па на расстоянии 1 м от излучателя.

Устройство, реализующее разработанный способ обеспечения безопасности ГТС АЭС функционирует следующим образом (фиг.1-фиг.7).

В процессе работы АЭС, требуется постоянно охлаждать турбины и другое оборудование. Для этого используют оборотную техническую воду постоянно циркулирующую, благодаря ВПК (2), водяному насосу (8), горизонтальному водоводу (9) и ВОК (10), в интересах ее охлаждения, через водоем-охладитель (1) естественного (например, природное озеро) или искусственного (например, водохранилище) происхождения.

Однако в определенные сезоны года (например, в жаркий период: июль-август) не обеспечивается (в том числе, из-за наличия в оборотной воде большого количества БОБ, МПР и БПР) требуемая степень (например, до 30° Цельсия) охлаждения оборотной технической воды, что снижает эффективность отвода тепла от турбин и другого оборудования АЭС. В результате понижается безопасность ГТС (3) АЭС.

Кроме того, в определенные сезоны (например, в теплое время года) или при других обстоятельствах (например, существенное уменьшение в водоеме-охладителе рыб - естественных хищников БОБ) в оборотной воде появляется большое количество БОБ (16): мшанка, личинки дрейссены и др., которые прикрепляются к поверхности подводных конструкции (например, ВЗО с МЗР) и оборудования, тем самым, существенно уменьшая их пропускную способность по воде.

Кроме того, в определенные сезоны года (например, в первой половине лета) вода загрязняется пухом деревьев (тополя, ивы и т.д.) и кустарников (чертополох, камыш и т.д.), который (пух) формирует во всей толще воды сплошную биомассу из БПР (15) с нулевой плавучестью, и практически полностью забивает мелкоячеистую - диаметр ячеи 4 мм, МЗР (5) ВЗО (4). В результате многократно уменьшается ее (МЗР) пропускная (фильтрационная) способность, и существенно снижается безопасность ГТС (3) АЭС.

Кроме того, в определенные сезоны года: в весенне-осенние периоды (интенсивное ветровое волнение и т.д.) и в летний период (дноуглубительные работы и т.д.) вода, находящаяся в озере-охладителе (1) загрязняется МПР (17): частицами глины и т.д., что может вызвать (например, при концентрации МПР в воде более 40 мг/л) автоматическую остановку насосов и, как следствие, что снижает безопасность ГТС (3) АЭС.

Кроме того, в весенне-осенний период - во время ската MP (15) их концентрации существенно увеличивается в районе ВЗО (4) - из-за прижимного (к ВЗО) гидродинамического потока, и их тушки забивают мелкоячеистую МЗР (5) ВЗО (4). В результате многократно уменьшается их (МЗР) пропускная (фильтрационная) способность, и существенно снижается безопасность ГТС (3) АЭС.

Кроме того: из-за природных инстинктов (особенно в периоды питания и нереста) половозрелые рыбы (14) стремятся зайти в ВПК (2) ВОК (10) с активно-перемешиваемой, водой и провоцируют местное население к незаконной ловле рыбы на закрытой территории АЭС, что затрудняет охранным подразделениям противостояние террористам, в том числи ПД (11), легендирующихся под рыбаков.

Кроме того, ГТС (3) АЭС в настоящее время является, благодаря уязвимости, «мишенью» для террористов, способных самостоятельно - ПД (11), в том числе с использованием ННД (12) или на ПНД (13) доставить необходимое количество взрывчатого вещества к месту диверсии, и произвести террористический акт, в том числе, замаскированы под техногенную катастрофу. При этом, турбулизация потока воды в ВПК (2), наличие большого количества планктона и бентоса, скопления ПР (14) и MP (15), а также БОБ (16), МПР (17) и БПР (18) существенно (на порядок и более) увеличивает нелинейность водной среды, и делает малоэффективным - в иду многократного сокращения дальности действия, использование традиционных (линейных) активных гидроакустических средств специального назначения (ГАССН) для заблаговременного обнаружения ПД (11), ННД (12) и ПНД (13).

Поэтому, для обеспечения безопасности ГТС (3) АЭС в современных условиях, на выходе водоема-охладителя (1) - входе в ВПК (2) последовательно друг за другом устанавливают: модуль (19) физического задержания ННД (12) и ПН Д(13), а также самих ПД (11); модуль (20) механического задержания ННД (12), а также сбора и удаления (в виде грязной пены) БОБ (16), МПР (17) и БПР (18); модуль (21) акустического вытеснения ПД (11) - на входе в ВПК (2).

При этом с помощью последовательно функционально соединенных: первого компрессора (27), первого сплошного воздуховода (28), первого ресивера (29), а также: нескольких (не менее двух) - в зависимости от протяженности рубежа, первых перфорированных воздуховодов (30) - с большой (более 1-2 мм) перфорацией блока (26) формирования КВПЗ модуля (19) физического задержания ННД (12) и ПНД (13), а также самих ПД (11) осуществляют формирование в воде пузырьков воздуха с диаметром более 1-2 мм. Благодаря течению воды - по направлению к ВЗО (4) и расположению первых перфорированных воздуховодов (30) в придонной части ВПК (2), в толще воды формируют воздушно-пузырьковый шлейф, активно поднимающий на поверхность воды БОБ (16), МПР (17) и БПР (18), а также резко и существенно понижающий плотность воды. В результате последнего, ПД (11), ННД (12), ПНД (13), ПР (14) и MP (15) проваливаются на дно в самом начале (где минимальные скорости потока воды) ВПК (2). При этом: основная (более 50%) часть ПР (14) и MP (15) разворачивается и выходит из ВПК (2) в водоем-охладитель (1) и, таким образом, осуществляют их естественный рыбоотвод; ННД (12) и ПНД (13) остаются лежать на дне; ПД (11) может, либо повернуть обратно, либо как-то попытаться преодолеть данный (первый по счету) условный рубеж безопасности ГТС (3) АЭС.

Одновременно с этим, при помощи последовательно функционально соединенных: первого компрессора (27), первого сплошного воздуховода (28), первого ресивера (29), а также: нескольких (не менее двух) - в зависимости от протяженности рубежа, первых перфорированных воздуховодов (31) - с малой (менее 1-2 мм) перфорацией блока (26) модуля (19) осуществляют формирование в воде пузырьков воздуха с диаметром менее 1-2 мм. Благодаря течению воды - по направлению к ВЗО (4) и расположению первых перфорированных воздуховодов (31) в придонной части ВПК (2), в толще воды формируют воздушно-пузырьковый шлейф, удерживающий (благодаря более продолжительному времени жизни пузырьков) на поверхности воды БОБ (16), МПР (17) и БПР (18), а также резко и существенно понижающий плотность воды. В результате последнего, ПД (11), ННД (12), ПНД (13), ПР (14) и MP (15) еще более интенсивнее проваливаются на дно в самом начале ВПК (2). При этом: дополнительная (к основной части) часть ПР (14) и MP (15) разворачиваются и выходят из него в водоем-охладитель (1) и, таким образом, осуществляют их дополнительный естественный рыбоотвод; ННД (12) и ПНД (13) остаются лежать на дне; ПД (11) может, либо повернуть обратно, либо как-то попытаться преодолеть данный условный рубеж безопасности ГТС (3) АЭС.

При этом с помощью последовательно электрически соединенных: первого многоканального - не менее двух каналов, генератора (33) гидроакустических сигналов ЗДЧ на частоте f1, первого многоканального УМ (34) ЗДЧ и нескольких (не менее двух) идентичных друг другу первых направленных гидроакустических излучателей (34) ЗДЧ на частоте f1 первого блока (32) модуля (19) осуществляют формирование, усиление и направленное - навстречу течению воды в ВПК (2), а также во всю область КВПЗ, сформированной ранее с помощью блока (26), излучения гидроакустических сигналов ЗДЧ на частоте f1 с амплитудой акустического давления не менее 103 Па на расстоянии 1 м от излучателя.

В результате: осуществляют акустическую дезориентацию ПД (11), и он не может выбрать правильное направления движения; акустически подавляют навигационный канал ПНД (13), и он не может выбрать правильное направление движения; акустическое воздействие на ПР (15), и они более активно разворачиваются и выходят из ВПК (2); повышают активность и прочность прикрепления к всплывающим пузырькам (преимущественно, большого - более 1.-2 мм, диаметра) воздуха БОБ (16), МПР (17) и БПР (18), а также формируют (наряду с формируемыми, всплывающими и схлопывающими на поверхности пузырьками воздуха) энергетические - не имеющие информационного значения, гидроакустические сигналы.

Одновременно с этим, с помощью последовательно электрически соединенных: первого многоканального - не менее двух каналов, генератора (37) гидроакустических сигналов УЗДЧ на частоте f2, первого многоканального УМ (38) УЗДЧ и нескольких (не менее двух) идентичных друг другу первых направленных гидроакустических излучателей (39) УЗДЧ на частоте f2 первого блока (36) формирования и направленного излучения гидроакустических сигналов ЗДЧ на частоте f1 модуля (19) осуществляют формирование, усиление и направленное - навстречу течению воды в водоподводящем канале (2), а также во всю область КВПЗ, сформированной ранее с помощью блока (26), излучения гидроакустических сигналов УЗДЧ на частоте f2 - в диапазоне частот выше 16 кГц с амплитудой акустического давления от 103 Па и выше на расстоянии 1 м от излучателя.

В результате дополнительно: осуществляют акустическую дезориентацию ПД (11); акустически подавляют навигационный канал ПНД (13); акустическое воздействие на ПР (15); повышают активность и прочность прикрепления к всплывающим пузырькам (преимущественно, малого - менее 1.-2 мм, диаметра) воздуха БОБ (16), МПР (17) и БПР (18).

Однако, ННД (12) может (на большой скорости) все-таки проскочить данный участок водной среды с пониженной плотностью - первый условный рубеж безопасности. Кроме того, необходимо сконцентрировать (например, в одном из двух углов силового бонового заграждения) и убрать (например, в виде грязной пены) БОБ (16), МПР (17) и БПР (18).

Для этого с помощью: нескольких - не менее трех (один - слева в ВПК, второй - в центре ВПК, третий - справа в ВПК) идентичных друг другу якорей (40), нескольких - по числу якорей, идентичных друг другу якорных цепей (41) и нескольких - по числу якорей, идентичных друг другу стальных плавучестей (42) типа металлический буй, соединенных между собой первым стальным тросом (43), строят модуль (20) механического задержания ННД (12), и таким образом, формируют второй условный рубеж безопасности ГТС (3) АЭС. В результате столкновения ННД (12), движущегося на большой (десятки км/ч) скорости, с одним из металлических буев (42), или первым стальным тросом (43), корпус ННД (12) повреждается (или даже разрушается), и он (ННД) не может двигаться дальше - внутрь ВПК (2).

Одновременно с этим, при помощи гибкого сплошного щита (44) задерживают грязную пену на поверхности воды, а благодаря вращающимся ролам (45), второму стальному тросу (46) с равномерно распределенными по его длине идентичными друг другу несколькими - не менее двух, механическими скребками (47) модуля (20), осуществляют сбор - в процессе непрерывного движения механических скребков (47) по гибкому сплошному щиту (44), в одном из его углов, благодаря установки на входе ВПК (2) модуля (20) под углом а (фиг.1), с последующим удалением (в виде грязной пены) БОБ (16), МПР (17) и БПР (18).

Однако хорошо подготовленный (в том числе, специально тренированный) для этих целей ПД (11) может все-таки преодолеть первый условный рубеж безопасности ГТС (3) АЭС, и продолжить движение к ВЗО (4) - конечной своей цели.

Для исключения этого с помощью последовательно электрически соединенных: второй многоканального - не менее двух каналов, генератора (49) гидроакустических сигналов ЗДЧ на частоте f3, второго многоканального УМ (50) ЗДЧ и нескольких (не менее двух) идентичных друг другу вторых направленных гидроакустических излучателей (51) ЗДЧ на частоте f3 второго блока (48) модуля (21) акустического вытеснения ПД (11) осуществляют формирование и направленное излучение гидроакустических сигналов ЗДЧ на частоте f3. Благодаря высокой амплитуде акустического давления - не менее 105 Па на расстоянии 1 м от излучателя, осуществляют энергетическое (болевое) воздействие на ПД (11) и травмируют его, в первую очередь, воздушные полости ПД (11): гайморовые пазухи, легкие, желудок и т.д., и, таким образом, формирую третий - на базе модуля (21), условный рубеж безопасности ГТС (3) АЭС. В результате даже специально плдготовленный ПД (11) теряет способность выполнить поставленную задачу, поворачивает обратно, или всплывает на поверхность воды.

Однако особо хорошо подготовленный ПД (11) все-таки теоретически сможет преодолеть данное энергетическое воздействие, и продолжить движение в направлении ВЗО (4).

Для исключения этого, с помощью последовательно электрически соединенных: первого многоканального - не менее двух каналов, генератора (53) гидроакустических сигналов ИЗДЧ на частоте f4, первого многоканального УМ (54) ИЗДЧ и нескольких (не менее двух) идентичных друг другу первых направленных гидроакустических излучателей (55) ИЗДЧ на частоте f4 первого блока (52) модуля (21) осуществляют формирование и направленное - навстречу течению воды в ВПК (2), излучение гидроакустических сигналов ИЗДЧ - в виде несущей частоты или (и) огибающей частоты на частоте f4 с амплитудой акустического давления не менее 103 Па на расстоянии 1 м от излучателя, и осуществляют биорезонансное воздействие на живые клетки ПД (11).

В результате частичного поражения (вызывающих, том числе, расстройство нервной системы) живых клеток, ПД (11) дополнительно теряет способность выполнить поставленную задачу, поворачивает (если еще сможет) обратно, или всплывает на поверхность воды.

Одновременно с этим, благодаря формированию в модуле (21) и излучению в водную среду навстречу движущемуся по водоподводящему каналу (2) потоку воды, гидроакустических сигналов ЗДЧ на частоте f3 и гидроакустических сигналов ИЗДЧ на частоте f4, дополнительно осуществляют энергетическое воздействие на ПР (14), MP (15) и БОБ (16). В результате: подавляющая (более 75%) часть рыбы (14) и молоди рыб (15) разворачивается и выходят из ВПК (2) в водоем-охладитель (1); существенную (более 50%) часть БОБ (16) обездвиживают, что не позволяет им в дальнейшем прикрепиться к подводным конструкциям или оборудованию, или акустически (физически) уничтожают.

Однако ПД (11) - смертник (шахид) все-таки теоретически сможет преодолеть третий условный рубеж безопасности ГТС (3) и продолжить движение в направлении ВЗО (4).

Для исключения этого с помощи последовательно функционально соединенных: второго компрессора (56), второго сплошного воздуховода (57), второго ресивера (58), а также с помощью нескольких (не менее двух) третьих сплошных воздуховодов (59) с соответствующим им ПИ (60) модуля (22) осуществляют формирование и излучение навстречу потоку воды внутри водоподводящего канала (2) интенсивных - с амплитудой акустического давления на расстоянии 1 м от ПИ не менее 105 Па, упругих колебаний в ИЗДЧ и НЗДЧ на частоте f5. И, таким образом, формируют четвертый условный рубеж безопасности ГТС (3) АЭС.

В результате нелетального поражения ПД (11) полностью теряет способность выполнить поставленную задачу, и обездвиженным всплывает на поверхность воды.

Параллельно с этим, применительно к сбору БОБ (16), МПР (17) и БПР (18), при помощи последовательно механически соединенных: приемного патрубка (61), первого гибкого водовода (62), шламового насоса (63) и второго гибкого водовода (64) модуля (23), осуществляют сбор (например, на одном берегу ВПК) и транспортировку (в виде грязной пены) на вход блока (65) акустико-гравитационного осветления воды и сгущения осадка, БОБ (16), МПР (17) и БПР (18) - в емкость (69) с устройством (70) равномерного слива осветленного слоя воды и устройством (71) равномерного удаления частично обезвоженного осадка.

Одновременно с этим, при помощи последовательно электрически соединенных:

- первого многоканального - не менее двух каналов, генератора (72) гидроакустических сигналов ЗДЧ и УЗДЧ на частоте первого многоканального УМ (73) ЗДЧ и УЗДЧ, а также нескольких (не менее двух) идентичных друг другу первых направленных гидроакустических излучателей (74) ЗДЧ и УЗДЧ на частоте f6 модуля (23), размещенных в верхнем слое воды емкости (69), осуществляют формирование, усиление и направленное - сверху-вниз излучение гидроакустических волн ЗДЧ и УЗДЧ на частоте f6 с амплитудой акустического давления не менее 103 Па на расстоянии 1 м от излучателя. Под воздействием фронта бегущей сверху-вниз гидроакустической волны осуществляют: акустическое укрупнение (акустическую коагуляцию) БОБ (16), МПР (17), БПР (18) и формирование новых агрегоров (более крупных по размеру и массе, а также обладающих более значительной силой тяжести), которые значительно быстрее выпадают в осадок; акустическое придавливание ко дну емкости (принудительное осаждение на дно емкости исходных БОБ (16), МПР (17), БПР (18) и акустически сформированных новых агрегоров; акустическое вытеснение воды из пространства между БОБ (16), МПР (17) и БПР (18), находящимися на дне, и уплотняют осадок на дне емкости (69). В результате верхний слой воды в емкости (69) становится более чистым (содержит меньшее количество БОБ, МПР и БПР), а осадок в емкости (69) становится более плотным (содержит в единице объема большее количество БОБ, МПР и БПР);

- при помощи последовательно электрически соединенных: второго многоканального - не менее двух каналов, генератора (75) гидроакустических сигналов ЗДЧ и УЗДЧ на частоте f7, второго многоканального УМ (76) ЗДЧ и УЗДЧ, а также нескольких (не менее двух) идентичных друг другу вторых направленных гидроакустических излучателей (77) ЗДЧ и УЗДЧ на частоте f7 модуля (23), размещенных в среднем слое воды емкости (69), осуществляют формирование, усиление и направленное - в вертикальной плоскости, но не направленное в горизонтальной плоскости, излучение гидроакустических волн ЗДЧ и УЗДЧ на частоте f7 с амплитудой акустического давления не менее 103 Па на расстоянии 1 м от излучателя. С помощью упругого фронта цилиндрической гидроакустической волны более мелкие (и более подвижные) частицы примесей (из числа БОБ, МПР и БПР) прибивают к более крупным (но менее подвижным) частицам примесей (из числа БОБ, МПР и БПР), и, таким образом, формируют новые агрегоры (более крупные по размеру и массе, а также обладающие более значительной силой тяжести), которые значительно быстрее выпадают в осадок. В результате верхний и средний слои воды в емкости (69) становятся более чистыми (содержат в единице объема меньшее количество БОБ, МПР и БПР); - последовательно электрически соединенных: третьего многоканального - не менее двух каналов, генератора (78) гидроакустических сигналов ЗДЧ и УЗДЧ на частоте f8, третьего многоканального УМ (79) ЗДЧ и УЗДЧ, а также нескольких (не менее двух) идентичных друг другу третьих направленных гидроакустических излучателей (80) ЗДЧ и УЗДЧ на частоте f8 модуля (23), размещенных в нижнем слое воды емкости (69), осуществляют формирование, усиление и направленное - в вертикальной плоскости (но ненаправленное в горизонтальной плоскости) излучение гидроакустических волн с амплитудой акустического давления не менее 103 Па на расстоянии 1 м от излучателя. В результате осуществляют вытеснение воды из пространства между БОБ (16), МПР (17) и БПР (18), находящимися на дне, и уплотняют осадок на дне емкости (69). В результате осадок в емкости (69) становится более плотным (содержит большее количество БОБ, МПР и БПР).

Затем из емкости (69), с помощью устройства (70) и третьего гибкого водовода (66), осуществляют равномерный слив осветленного (верхнего) слоя воды и его (верхнего слоя) подачу (перелив) в рабочую камеру (82) АГЦ (81) блока (67) акустико-гидродинамического осветления воды и сгущения осадка модуля (23), а благодаря устройству (71) осуществляют равномерное удаление частично обезвоженного осадка.

Одновременно с этим, при помощи последовательно электрически соединенных: четвертого многоканального - не менее трех каналов, генератора (85) гидроакустических сигналов ЗДЧ и УЗДЧ на частоте f9, четвертого многоканального УМ (86) ЗДЧ и УЗДЧ, а также нескольких (не менее трех) идентичных друг другу четвертых направленных - внутрь рабочей камеры (82) АГЦ (81), гидроакустических излучателей (87) ЗДЧ и УЗДЧ на частоте f9, размещенных в рабочей камере (82) АГЦ (81) на одинаковом угловом расстоянии друг от друга, осуществляют формирование, усиление и излучение внутрь рабочей камеры (82) АГЦ (81) гидроакустических волн ЗДЧ и УЗДЧ на частоте f9 с амплитудой акустического давления не менее 105 Па на расстоянии 1 м от излучателя.

Под воздействием гидроакустических волн ЗДЧ и УЗДЧ на частоте f9 осуществляют: акустическое (физическое) уничтожение БОБ, дегазацию очищаемой воды, акустическую коагуляцию (акустическое укрупнение) примесей (БОБ, МПР и БПР), а под воздействием интенсивного гидродинамического потока очищаемой воды - прижатие укрупненных примесей к внутренней поверхности рабочей камеры (82) АГЦ (81).

В результате: полностью очищенную воду из рабочей камеры (82) АГЦ (81) с помощью устройства (83) равномерного слива очищенной воды по четвертому гибкому водоводу (68) направляют в ВПК (2), а благодаря устройству (84) - осуществляют равномерное удаление обезвоженного осадка для его последующей транспортировки потребителю (например, для изготовления удобрения и т.д.).

Однако в воде, подаваемой по ВПК (2) на ВЗО (4) с МЗР (5) еще находится значительное - более 50%, количество БОБ (16), которых на входе в ВЗО (4) необходимо акустически обездвижить или акустически уничтожить. Для этого с помощью последовательно электрически соединенных: пятого многоканальный - не менее 4-х каналов (по числу сторон ВЗО) генератора (88) ЗДЧ и УЗДЧ на частоте f10, пятого многоканального УМ (89) ЗДЧ и УЗДЧ, а также нескольких (не менее четырех) идентичных друг другу пятых направленных гидроакустических излучателей (90) ЗДЧ и УЗДЧ на частоте f10 модуля (24), размещенных на соответствующей (например, правый излучатель - на правой стороне ВЗО и т.д.) стороне ВЗО (4), осуществляют формирование, усиление и направленное - навстречу движущемуся потоку воды, излучение гидроакустических волн ЗДЧ и УЗДЧ на частоте f10 с амплитудой акустического давления не менее 105 Па на расстоянии 1 м от излучателя.

Благодаря линейным (знакопеременное акустическое давление и др.) и нелинейным (акустическая кавитация и др.) гидроакустическим эффектам осуществляют акустическое обездвиживание и акустическое уничтожение всех БОБ (16), попадающих в ВЗО (4) вместе с водой, и, тем самым, предотвращают биообрастание подводных конструкций и оборудование. Кроме того, дополнительно (для подстраховки - «контрольный выстрел») осуществляют дополнительное нелетальное поражение ПД (11).

В результате вблизи ВЗО (4) формируют пятый условный рубеж безопасности ГТС (3) АЭС.

Однако в воде всегда находятся (в растворенном или нерастворенном состоянии) пузырьки газа. Кроме того в воде могут находиться пузырьки воздуха, образовавшиеся: в результате ветрового волнения в водоеме-охладителе (1), гидродинамического перемешивания слоев воды в ВПК (2), специально сформированных в модуле (19) и т.д. В результате возможен выход из строя (в результате гидродинамической кавитации) элементов конструкции (лопастей и др.) водяного насоса (8).

Для исключения этого, при помощи последовательно электрически соединенных: шестого многоканального - не менее 4-х каналов (по числу сторон водозаборного окна) генератора (91) ЗДЧ и УЗДЧ на частоте f11, шестого многоканального УМ (92) ЗДЧ и УЗДЧ, а также нескольких (не менее четырех) идентичных друг другу шестых направленных - перпендикулярно потоку воды, гидроакустических излучателей (93) ЗДЧ и УЗДЧ на частоте f11 модуля (25), размещенных на соответствующей стороне ВЗО (4), осуществляют формирование, усиление и излучение внутрь ВЗО - перпендикулярно потоку воды, гидроакустических волн ЗДЧ и УЗДЧ на частоте f11 с амплитудой акустического давления не менее 105 Па на расстоянии 1 м от излучателя. В результате вблизи ВЗО (4) формируют шестой условный рубеж безопасности ГТС (3) АЭС.

Под воздействием гидроакустических волн ЗДЧ и УЗДЧ на частоте f11 с амплитудой акустического давления не менее 105 Па, в режиме управляемой акустической кавитации осуществляют акустическую дегазацию воды (формирование - при нахождении газа в растворенном состоянии, рост и охлопывание газовых пузырьков). Кроме того, дополнительно (для надежности) осуществляют акустическое обездвиживание и акустическое уничтожение всех оставшихся БОБ (16), попадающих в ВЗО (4) вместе с водой.

При этом:

1. Физическое задержание ННД, ПНД и ПД обеспечивают за счет того, что:

- искусственно формируют ВПЗ, и резко понижаю плотность воды;

- ВПЗ формируют из пузырьков с несколькими (не менее двух) различными диаметрами;

- ННД, ПНД или сам ПД проваливается на дно и остается там (исключение - специально тренированный ПД, который все-таки может преодолеть данный условный рубеж безопасности) и т.д.

2. Механическое (на СБЗ) удержание ННД обеспечивают за счет того, что:

- поперек и под острым - не более 10-15°, углом (для сбора грязной пены в одном месте) устанавливают несколько (не менее трех) идентичных друг другу якорей, которые при помощи якорных цепей крепят соответствующим стальным плавучестям;

- стальные плавучести соединяют между собой первым стальным тросом, и, таким образом, формируют силовое боновое заграждение;

- дополнительно используют второй стальной трос, двигающийся - благодаря ролам, по гибкому сплошному щиту с равномерно распределенными по его длине механическими скребками и т.д.

3. Многоэтапное и комбинированное акустическое вытеснение ПД обеспечивают за счет того, что:

- на входе в ВПК устанавливают гидроакустические излучатели, а внутри ВПК устанавливают пневмоакустические излучатели;

- осуществляют излучение энергетических и биорезонансных акустических сигналов и т.д.

4. Многоэтапное и комбинированное нелетальное поражение ПД обеспечивают за счет того, что:

- внутри ВПК устанавливают пневмоакустические излучатели, а вблизи ВЗО устанавливают гидроакустические излучатели интенсивных - с амплитудой акустического давления не менее 105 Па на расстоянии 1 м от излучателя, акустических колебаний;

- используют частоты гидроакустических сигналов близкие к резонансным частотам воздушных полостей ПД (легких и т.д.) и т.д.

5. Многоэтапное и комбинированное акустическое вытеснение ПР обеспечивают за счет того, что;

- на самом входе в ВПК осуществляют акустико-пузырьковое воздействие;

- на входе в ВПК осуществляют гидроакустическое воздействие;

- внутри ВПК осуществляют пневмоакустическое воздействие и т.д.

6. Очистку воды от БОБ, МПР и БПР обеспечивают за счет того, что

- искусственно формируют ВПЗ;

- ВПЗ формируют из пузырьков с несколькими (не менее двух) различными диаметрами: более крупными - для понятия примесей на поверхность; более мелкими - для удержания примесей на поверхности;

- на все пузырьки (более крупные и более мелкие) воздействуют гидроакустическими волнами, и заставляют все пузырьки совершать колебания монопольного типа (сжиматься и разжиматься);

- акустические пульсирующие (колеблющиеся) пузырьки активно и прочно цепляют различные примеси на свои поверхности;

- для сбора на поверхности воды БОБ, МПР и БПР (в виде грязной пены) дополнительно используют: второй стальной трос, двигающийся - благодаря ролам, по гибкому сплошному щиту с равномерно распределенными по его длине идентичными друг другу несколькими - не менее двух, механическими скребками;

- удаляют все (БОБ, МПР и БПР) примеси с поверхности воды, в виде грязной пены, и подают их (в виде грязной пены) на модули очистки воды;

- очищенную от всех примесей воду снова направляют в ВПК и т.д.

7. Многоэтапное и комбинированное акустическое обездвиживание и акустическое уничтожение БОБ обеспечивают за счет того, что:

- на входе ВПК воздействуют гидроакустическими сигналами;

- внутри ВПК воздействуют пнемоакустическими сигналами;

- на выходе из ВПК - в районе ВЗО, воздействуют гидроакустическими сигналами большой амплитуды - с амплитудой акустического давления не менее 105 Па на расстоянии 1 м от излучателя;

- дополнительно внутри ВЗО воздействуют гидроакустическими сигналами большой амплитуды, применяемыми (в первую очередь) для акустической дегазации воды и т.д.

8. Акустическую дегазацию воды на выходе из ВПК обеспечивают за счет того, что:

- на воду воздействуют гидроакустическими сигналами большой амплитуды;

- дополнительно воздействуют гидроакустическими сигналами большой амплитуды, применяемыми (в первую очередь) для акустического обездвиживания и акустического уничтожения БОБ и т.д.

9. Относительную простоту способа обеспечивают за счет того, что:

- используют, при незначительной модернизации, существующие боновые заграждения;

- используют только физические (акустические, пузырьковые) способы воздействия на водную среду;

- используют, при незначительной модернизации, снятые с вооружения военно-морского флота РФ, антенные устройства;

- используют, при незначительной модернизации, серийно выпускаемые источники сейсмических колебаний;

- не требуется постоянного наличие операторов и не предъявляются к ним специфические требования и т.д.

10. Минимальные временные и финансовые затраты обеспечивают за счет того, что:

- используют, при незначительной модернизации, существующие боновые заграждения;

- используют только физические способы воздействия на водную среду;

- используют, при незначительной модернизации, снятые с вооружения военно-морского флота РФ антенные устройства;

- используют, при незначительной модернизации, серийно выпускаемые источники сейсмических колебаний;

- не требуется постоянного наличие операторов и не предъявляются к ним специфические требования;

- нано-технологии позволяют изготавливать дешевые блоки и т.д.

11. Соблюдение медицинской безопасности для персонала обеспечивают за счет того, что:

- используют серийно выпускаемое и сертифицированное оборудование;

- используют только физические способы воздействия на водную среду;

- используют направленное излучение гидроакустических сигналов;

- параметры гидроакустических сигналов (частота, уровень и т.д.) являются медицински безопасными;

- не требуется постоянное наличие операторов и т.д.

12. Обеспечение экологической безопасности для окружающей природной среды обеспечивают за счет того, что:

- используют серийно выпускаемое и сертифицированное оборудование;

- используют только физические способы воздействия на водную среду;

- используют направленное излучение гидроакустических сигналов;

- параметры гидроакустических сигналов (частота, уровень и т.д.) являются экологически безопасными и т.д.

Отличительными признаками заявляемого способа являются:

1. Физическое (в КВПЗ) задержание ННД, ПНД и самих ПД.

2. Механическое (на СБЗ) удержание ННД.

3. Комбинированное - не менее двух физических механизмов, и многоэтапное - не менее двух этапов, акустическое вытеснение рыб.

4. Комбинированное и многоэтапное вытеснение ПД.

5. Комбинированное и многоэтапное поражение ПД.

6. Очистка воды от БОБ, МПР и БПР на входе в ВПК.

7. Комбинированное и многоэтапное акустическое обездвиживание и акустическое уничтожение БОБ.

8. Акустическая дегазация воды на выходе из ВПК.

Наличие отличительных от прототипа признаков позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого способа критерию "новизна".

Анализ известных технических решений с целью обнаружения в них указанных отличительных признаков, показал следующее.

Признаки: 1, 6 и 7 являются новыми и неизвестно их использование для обеспечения безопасности ГТС АЭС.

Признаки 3, 4, 5, 8 и 9 является новыми и не известно их использование для обеспечения безопасности ГТС АЭС.

В то же время известно использование: признака 3 - для защиты водозаборов от попадания ПР и MP; признаков 4 и 5 - для физической (антитеррористической) защиты объекта повышенного риска; признака 8 -для акустической дегазации воды в медицинской промышленности и т.д.

Таким образом, наличие новых признаков, в совокупности с известными, обеспечивает появление у заявляемого решения нового свойства, не совпадающего со свойствами известных технических решений - обеспечить надежную безопасность ГТС АЭС путем: физического - в КВПЗ, задержания ННД, ПНД и самих ПД на входе в ВПК; механического - на СБЗ, задержания ННД на входе в ВПК; комбинированного и многоэтапного акустического вытеснения ПД; комбинированного и многоэтапного акустического вытеснения рыб, в том числе MP, из ВПК с одновременным их естественным рыбоотводом; комбинированного и многоэтапного акустического нелетального поражения ПД; комбинированного и многоэтапного акустического акустического обездвиживания и акустического уничтожения БОБ; акустико-пузырьковой очистке воды от БОБ, МПР и БПР на входе в ВПК; акустической дегазации воды на выходе из ВПК, относительно простым способом при минимальных временных и финансовых затратах, с соблюдением медицинской безопасности для персонала и экологической безопасности для окружающей природной среды.

В данном случае мы имеем новую совокупность признаков и их новую взаимосвязь, причем не простое объединение новых признаков и уже известных в гидроакустике, а именно выполнение операций в предложенной последовательности и приводит к качественно новому эффекту.

Данное обстоятельство позволяет сделать вывод о соответствии разработанного способа критерию "существенные отличия".

Пример реализации способа:

Вначале следует заметить, что биологическое воздействие акустических колебаний на организм человека целенаправленно исследовался специалистами НИИ «Промышленной и морской медицины» Российской Военно-медицинской академии. В результате многолетний исследований было установлено, что частота 4 Гц неблагоприятно сказывается на работе сердца, частоты 6…7 Гц оказывают отрицательное влияние на работу головного мозга, 13 Гц вызывает расстройство желудка и т.д. /Довгуша В.В., Тихонов М.Н.. Кудрин И.Д. Биологическое действие низкоинтенсивных экологических факторов на организм человека. - Экологические системы и приборы. - №1, 2002, с.37-39/.

Работа выполнялась в период с 1983 по 2013 гг., в том числе: с 1983 по 1999 гг. - на охраняемых морских объектах ВМФ СССР и России; с 1999 по 2007 г. в Южной Кореи, в том числе в интересах АЭС «Кори-1»; с 2008 по 2010 гг. - во Вьетнаме, в том числе в интересах строящейся АЭС; с 2011 по 2013 гг.- в России: на калининской АЭС и на краснояровской ГЭС.

На фиг.8-фиг.11 представлены результаты использования разработанного способа обеспечения безопасности ГТС АЭС.

При этом на фиг.8, в виде гистограмм, представлены среднеарифметические значения эффективности рыбозащиты на выходах различных условных рубежей безопасности: I - за модулем физического задержания ПД (11), ННД (12) и ПНД (13); II - за модулем акустического вытеснения ПД (11); III - за модулем акустического (нелетального) поражения ПД (11). При этом: сплошными линиями выделены гистограммы для ПР (14) у разработанного способа, пунктирными линиями выделены гистограммы для MP (15) для разработанного способа, а точками выделены гистограммы для ближайшего аналога. Следует отметить, что согласно требованиям СНиП 2.06.07-87 «Подпорные стены, судоходные шлюзы, рыбопропускные и рыбозащитные сооружения», эффективность рыбозащиты (в том числе для MP) должна быть обеспечена с эффективностью не менее 70%.

Как видно из фиг.8 выигрыши (+) в эффективности рыбозащиты после первого, второго и третьего (римские цифры: I, II, III на фиг.8) условных рубежей безопасности, соответственно, составляют:

- по ПР:+21% (76% и 55%),+29% (94% и 65%) и +24% (99% и 75%);

- по MP:+16% (71% и 55%),+23% (88% и 65%) и +21% (96% и 75%).

При этом, заданная (не менее 70%) эффективность рыбозащиты у ближайшего аналога достигается только после третьего условного рубежа безопасности, в то время как разработанный способ позволяет обеспечить требуемую эффективность рыбозащиты уже после первого условного рубежа безопасности.

На фиг.9, в виде гистограмм, представлены среднеарифметические значения эффективности физической защиты от ПД на выходах различных условных рубежей безопасности: I - за модулем физического задержания ПД (11), ННД (12) и ПНД (13); II - за модулем акустического вытеснения ПД (11); III - за модулем акустического (нелетального) поражения ПД (11). При этом: сплошными линиями выделены гистограммы для разработанного способа, а пунктирными линиями - гистограммы для ближайшего аналога.

Как видно из фиг.9 выигрыши (+) в эффективности физической защиты от ПД (11) у разработанного способа после первого, второго и третьего (римские цифры: I, II, III на фиг.8) условных рубежей безопасности, соответственно, составляют: +25% (50% и 25%), +55% (95% и 40%) и +50% (100%) и 50%). При этом, заданная (100%) эффективность физической защиты от ПД (11) у ближайшего аналога не достигается, в то время как разработанный способ позволяет обеспечить требуемую эффективность после третьего условного рубежа безопасности.

На фиг.10, в виде гистограмм, представлены среднеарифметические значения содержания МПР (17) и БПР (18) в воде (мг/л) на входе в ВПК (индекс «0»), а также на выходах различных условных рубежей безопасности: I - за модулем физического задержания ПД (11), ННД (12) и ПНД (13); II - за модулем акустического вытеснения ПД (11). При этом: сплошными линиями выделены гистограммы для разработанного способа, а пунктирными линиями - гистограммы для ближайшего аналога.

Как видно из фиг.10 эффективность очистки воды от МПР (17) и БПР (18) у ближайшего аналога составляет: после первого условного рубежа - 33% (33 и 22 мг/л); после первого и второго условных рубежей - 39% (33 и 20 мг/л). В то время как у разработанного способа эффективность очистки воды от МПР (17) и БПР (18) составляет: после первого условного рубежа - 78,5% (33 и 7 мг/л), а выигрыш в эффективности - 45,5%; после первого и второго условных рубежей - 84,5% (33 и 5 мг/л), а выигрыш в эффективности 45,5%.

На фиг.11, в виде гистограмм, представлены среднеарифметические значения содержания (млн.шт./м3) в воде (июль-август): живых и подвижных БОБ (сплошная линия); живых, но неподвижных БОБ (пунктирная линия) и мертвых БОБ (точечная линия) для разработанного способа на различных рубежах безопасности: 0 - вход в ВПК; I - за модулем акустического (нелетального) поражения ПД (11); II - за модулем акустического обездвиживания и акустического уничтожения БОБ (16).

Как видно из фиг.11 в озере-охладителе (1) общее содержание БОБ составляло 50 млн.шт./м3. Из них: 37 млн.шт./м3 - живых и подвижных БОБ; 10 млн.шт./м3 - живых, но неподвижных (не способных прикрепиться к подводному оборудованию) БОБ и 3 млн.шт./м3 - мертвых БОБ. То есть эффективность естественной защиты от биообрастания (очистки воды от живых и подвижных БОБ) составила 26%. При этом в процессе реализации разработанного способа содержание БОБ за:

- модулем акустического (нелетального) поражения ПД (11) составило: 20 млн.шт./м3 - живых и подвижных БОБ; 30 млн.шт./м3 - живых, но малопод-вижных БОБ и 10 млн.шт./м3 - мертвых БОБ, т.е. эффективность физической (без химии) защиты от биообрастания составила 80% (выигрыш по сравнению с естественным обездвиживанием и гибелью БОБ - 54%);

- за модулем акустического обездвиживания и акустического уничтожения БОБ (16) составило: 1 млн.шт./м3 - живых и подвижных БОБ; 20 млн.шт./м3 - живых, но малоподвижных БОБ и 29 млн.шт./м3 - мертвых БОБ, т.е. эффективность физической защиты от биообрастания составила 98% (выигрыш по сравнению с естественным обездвиживанием и гибелью БОБ - 72%).

При этом:

1. Физическое задержание ННД, ПНД и ПД обеспечили за счет того, что:

- искусственно формировали ВПЗ, и резко понижали плотность воды;

- ВПЗ формировали из пузырьков с несколькими (не менее двух) различными диаметрами;

- ННД, ПНД или сам ПД проваливалось на дно и оставалось там (исключение - специально тренированный ПД, который все-таки смог преодолеть данный условный рубеж безопасности).

2. Механическое (на СБЗ) удержание ННД обеспечили за счет того, что:

- поперек и под острым - не более 10-15°, углом (для сбора грязной пены в одном месте) устанавливали несколько (не менее трех) идентичных друг другу якорей, которые при помощи якорных цепей крепили к соответствующим стальным плавучестям;

- стальные плавучести соединяли между собой первым стальным тросом, и, таким образом, формировали силовое боновое заграждение;

- дополнительно использовали второй стальной трос, двигающийся - благодаря ролам, по гибкому сплошному щиту с равномерно распределенными по его длине механическими скребками.

3. Многоэтапное и комбинированное акустическое вытеснение ПД обеспечили за счет того, что:

- на входе в ВПК устанавливали гидроакустические излучатели, а внутри ВПК устанавливали пневмоакустические излучатели;

- осуществляли излучение энергетических и биорезонансных акустических сигналов.

4. Многоэтапное и комбинированное нелетальное поражение ПД обеспечили за счет того, что:

- внутри ВПК устанавливали пневмоакустические излучатели, а вблизи ВЗО устанавливали гидроакустические излучатели интенсивных - с амплитудой акустического давления не менее 105 Па на расстоянии 1 м от излучателя, акустических колебаний;

- использовали частоты гидроакустических сигналов близкие к резонансным частотам воздушных полостей ПД (легких и т.д.) и т.д.

5. Многоэтапное и комбинированное акустическое вытеснение ПР обеспечили за счет того, что;

- на самом входе в ВПК осуществляли акустико-пузырьковое воздействие;

- на входе в ВПК осуществляли гидроакустическое воздействие;

- внутри ВПК осуществляли пневмоакустическое воздействие.

6. Очистку воды от БОБ, МПР и БПР обеспечили за счет того, что

- искусственно формировали ВПЗ;

- ВПЗ формировали из пузырьков с несколькими (не менее двух) различными диаметрами: более крупными - для понятия примесей на поверхность; более мелкими - для удержания примесей на поверхности;

- на все пузырьки (более крупные и более мелкие) воздействовали гидроакустическими волнами, и заставляли все пузырьки совершать колебания монопольного типа (сжиматься и разжиматься);

- акустические пульсирующие (колеблющиеся) пузырьки активно и прочно цепляли различные примеси на свои поверхности;

- для сбора на поверхности воды БОБ, МПР и БПР (в виде грязной пены) дополнительно использовали: второй стальной трос, двигающийся - благодаря ролам, по гибкому сплошному щиту с равномерно распределенными по его длине идентичными друг другу несколькими - не менее двух, механическими скребками;

- удаляли все (БОБ, МПР и БПР) примеси с поверхности воды, в виде грязной пены, и подавали их (в виде грязной пены) на модули очистки воды;

- очищенную от всех примесей воду снова направляли в ВПК.

7. Многоэтапное и комбинированное акустическое обездвиживание и акустическое уничтожение БОБ обеспечивали за счет того, что:

- на входе ВПК воздействовали гидроакустическими сигналами;

- внутри ВПК воздействовали пнемоакустическими сигналами;

- на выходе из ВПК воздействовали гидроакустическими сигналами большой амплитуды - с амплитудой акустического давления не менее 105 Па на расстоянии 1 м от излучателя;

- дополнительно внутри ВЗО воздействовали гидроакустическими сигналами большой амплитуды, применяемыми (в первую очередь) для акустической дегазации воды и т.д.

8. Акустическую дегазацию воды на выходе из ВПК обеспечивали за счет того, что:

- на воду воздействовали гидроакустическими сигналами большой амплитуды;

- дополнительно воздействовали гидроакустическими сигналами большой амплитуды, применяемыми (в первую очередь) для акустического обездвиживания и акустического уничтожения БОБ и т.д.

9. Относительную простоту способа обеспечивали за счет того, что:

- использовали, при незначительной модернизации, существующие боновые заграждения;

- использовали только физические (акустические, пузырьковые) способы воздействия на водную среду;

- использовали, при незначительной модернизации, снятые с вооружения военно-морского флота РФ, антенные устройства;

- использовали, при незначительной модернизации, серийно выпускаемые источники сейсмических колебаний;

- не требовалось постоянное наличие операторов и не предъявлялись к ним специфические требования.

10. Минимальные временные и финансовые затраты обеспечивали за счет того, что:

- использовали, при незначительной модернизации, существующие боновые заграждения;

- использовали только физические (акустические, пузырьковые) способы воздействия на водную среду;

- использовали, при незначительной модернизации, снятые с вооружения военно-морского флота РФ, антенные устройства;

- использовали, при незначительной модернизации, серийно выпускаемые источники сейсмических колебаний;

- не требовалось постоянное наличие операторов и не предъявлялись к ним специфические требования.

- нано-технологии позволяли изготавливать дешевые блоки.

11. Соблюдение медицинской безопасности для персонала обеспечивали за счет того, что:

- использовали серийно выпускаемое и сертифицированное оборудование;

- использовали только физические способы воздействия на водную среду;

- использовали направленное излучение гидроакустических сигналов;

- параметры гидроакустических сигналов (частота, уровень и т.д.) являлись медицински безопасными;

- не требовалось постоянное наличие операторов и т.д.

12. Обеспечение экологической безопасности для окружающей природной среды обеспечили за счет того, что:

- использовали серийно выпускаемое и сертифицированное оборудование;

- использовали только физические способы воздействия на водную среду;

- использовали направленное излучение гидроакустических сигналов;

- параметры гидроакустических сигналов (частота, уровень и т.д.) являлись экологически безопасными.

Способ обеспечения безопасности гидротехнического сооружения атомной электростанции, заключающийся в физическом задержании - путем формирования на входе в водоподводящий канал комбинированной воздушно-пузырьковой завесы, резкого уменьшения плотности водной среды и последующего проваливания на дно надводного носителя диверсанта, подводного носителя диверсанта или непосредственно самого подводного диверсанта, в механическом задержании надводного носителя диверсанта - путем установки на входе и поперек водоподводящего канала силового бонового заграждения и последующего повреждения корпуса надводного носителя диверсанта, в многоэтапном и комбинированном акустическом вытеснении подводного диверсанта; в многоэтапном и комбинированном нелетальном поражении подводного диверсанта; в многоэтапном и комбинированном вытеснении рыб, в том числе, молоди рыб; в комбинированной очистке воды от механических примесей, биологических примесей и биообрастателей на входе в водоподводящий канал; в многоэтапном и комбинированном акустическом обездвиживании и акустическом уничтожении биообрастателей; в акустической дегазации воды на выходе из водоподводящего канала - в районе водозаборного окна.



 

Похожие патенты:

Балка (8) крепления обтекателя (2) гидроэнергетической установки (1) имеет сечение в плоскости, перпендикулярной к продольной оси (А8) балки (8), в виде параллелограмма. Балка (8) содержит, по меньшей мере, одну щель, которая в основном проходит параллельно продольной оси (A8) балки (8).

Изобретение относится к гидроэнергетике, а именно к способам использования водных ресурсов малых рек и техногенных потоков для генерирования электрической энергии.

Изобретение относится к области гидроэнергетики, в частности к строительству низконапорных гидроэлектростанций. При осуществлении способа строительства ОПЭС, совмещенной с СПК 1, все составляющие строящегося объекта в виде готовых железобетонных или металлических блоков от завода до места сборки доставляют наплавным способом.

Изобретение относится к области гидроэнергетики. Гидроаккумулирующая электростанция на равнинных реках содержит русловые гидроэнергоагрегаты, включающие осевые насосы, приводящиеся во вращение русловыми гидроколесами через мультипликаторы.

Способ заключается в сужении прилегающей ко всем водоподводящим каналам части водоема-охладителя 4 путем перегораживания его части искусственной дамбой. Способ включает создание первого 28 рубежа безопасности и первой физической защиты 36 от проникновения биологических подводных объектов (БПО) и средств их доставки, первой очистки оборотной технической воды 37 от механических (МПР) и биологических (БПР) примесей, первой защиты рыб, в том числе ее молоди, первого охлаждения оборотной технической воды.

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.

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 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.

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 относится к гидроэнергетике, а именно к гидроэлектростанциям. Русловая гидроэлектростанция 2 установлена на фундаменте 26 и содержит несколько жестких, непроницаемых для воды, имеющих эллиптическое поперечное сечение корпусов 6 с турбинными модулями 8, расположенными с возможностью передачи вращения с валов 13, заключенных в кольцо 27, турбин 12 через обгонные муфты 14 общему валу 15, проходящему через береговой колодец 21 с циркулирующей в нем донной речной водой, через редуктор 16 к валу ротора электрогенератора 17, установленного на берегу 3. В каждом из турбинных модулей 8 плоскость вращения лопастей турбины 12 наклонена под углом к продольной оси потока 1, в зоне ступицы 18 турбины 12, к которой крепятся лопасти. На расположенной перед турбиной 12 направляющей решетке 11 установлено острием навстречу потоку конусообразное тело 25. С задней стороны на ступице 18 турбины 12 установлено полусферическое тело 19. Перед турбинным модулем 8 и за ним установлено запорное устройство 7. Изобретение направлено на обеспечение съема максимально возможной части кинетической энергии воды, естественно текущей в реке, для преобразования ее в электроэнергию. 20 з.п. ф-лы, 9 ил.

Изобретение относится к гидроэнергетике, в частности к устройствам для преобразования энергии потока текучей среды в электрическую. Гидроэлектростанция конвейерного типа содержит направляющий канал, рабочий орган с гибким элементом в виде замкнутой цепной передачи, состоящей из связанных между собой звеньев-кареток с блоками лопастей, каждый из которых содержит по меньшей мере две симметричные пары лопастей. Направляющий канал содержит основной и по меньшей мере один вспомогательный канал, выход которого оснащен заслонкой. Каждый канал разделен на конфузорную, рабочую и диффузорную части. Каждая пара лопастей включает вертикально ориентированные малую и большую лопасти. Большие лопасти закреплены на осях, снабженных роликами, а малые связаны между собой и с большими лопастями посредством горизонтально ориентированной дугообразной лопасти-перемычки. При этом если направляющий канал содержит один вспомогательный канал, то последний располагается над рабочим органом, а если несколько, то последние располагаются вдоль основного канала с обеих сторон. Вспомогательные каналы соединены между собой и с основным каналом посредством сужающихся отводов и окон, снабженных заслонками и направляющими перегородками, служащими для направления потока в основной канал и установленными перед окнами внутри основного канала под углом к корпусу. Изобретение направлено на повышение мощности гидроэлектростанции. 2 з.п. ф-лы, 9 ил.

Изобретение относится к области гидротехнического строительства и может быть использовано при строительстве гидравлических и гидроаккумулирующих электростанций (ГЭС и ГАЭС). Энергетический комплекс ГЭС-ГАЭС состоит из ГЭС и ГАЭС с турбинными гидроагрегатами 5 и обратимыми гидроагрегатами, размещенными в одном здании, верхнего и нижнего бассейнов 1 и 7 и напорных водоводов 3. Комплекс имеет отдельный нижний бассейн ГАЭС 8, гидравлически не связанный с естественным руслом реки, и соответствующий водоприемник. Бассейны 7 и 8 расположены на разных уровнях. Водоводы 3 бассейна 1 соединены с турбинными гидроагрегатами 5 и обратимыми гидроагрегатами. Гидроагрегаты 5 выполнены в виде гидротурбин с генераторами. Обратимые гидроагрегаты выполнены в виде обратимых гидромашин с генераторами-двигателями. Водоводы нижнего бассейна ГАЭС проложены под или над нижним бассейном ГЭС для гидравлического соединения нижнего бассейна ГАЭС с обратимыми гидроагрегатами, подающими воду в бассейн 1. Изобретение направлено на увеличение мощности энергетического комплекса и эффективности его работы в энергосистеме и минимизации строительно-монтажных работ путем обеспечения возможности заглубления турбинных и обратимых гидроагрегатов на разных уровнях при применении их однотипной компоновки. 4 ил.
Изобретение относится к гидроэнергетике, а именно к способам использования водных ресурсов малых рек и техногенных потоков для генерирования электрической энергии. Способ включает сооружение гидротаранов с питающими водоводами. Питающие водоводы гидротаранов целиком выполняют из пьезоэлектрических материалов, при упругой деформации которых, за счет повышения давления воды при гидравлическом ударе в питающих водоводах, в пьезоэлектрических материалах генерируется электрическая энергия. Использование заявленного технического решения упрощает конструкцию и обеспечивает выработку электроэнергии с низконапорных природных и техногенных водотоков путем прямого преобразования механической энергии воды, воздействующей на стенки питающих водоводов из пьезоэлектрических материалов гидротаранных установок, в электрическую мощность.

Предлагаемое изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано для утилизации потенциальной энергии воды глубоководных водоемов, а именно для трансформации энергии гидростатического давления воды в электрическую. Подводная гидростатическая электростанция содержит прикрепленный к дну водоема разделенный на отсеки цилиндрический корпус, закрытый с торцов крышками с входным и выходным патрубками, снабженными оградительными сетками и клапанами. Внутри цилиндрического корпуса по ходу движения воды последовательно расположены: фильтрационный отсек, в котором помещен перфорированный контейнер, заполненный фильтрующей загрузкой; буферный отсек, заполненный отфильтрованной водой; отсек электрогенератора, в котором расположен электрогенератор, электроразъемы, электрокабели, автоматическая аппаратура управления и контроля, регулирующий трансформатор, стартовый аккумулятор и напорные трубы; турбинный отсек, в котором расположена гидротурбина с горизонтальным валом и отсасывающей трубой, соединенная через вал с ротором электрогенератора и через напорные трубы с буферным отсеком; отсек удаления отработавшей воды, в котором помещен перфорированный контейнер, заполненный пористым, механически прочным, коррозионно-стойким материалом, и решетчатый электронагреватель воды, расположенный у кромки выходного торца перфорированного контейнера. Техническим результатом является повышение эффективности подводной гидростатической электростанции при утилизации потенциальной энергии воды глубоководных водоемов. 3 ил.

Изобретение относится к гидроэнергетике, а именно к способам использования водных ресурсов равнинных рек, и может быть использовано при строительстве малых гидроэлектростанций. Способ включает строительство на пологом берегу 2 вдоль дамбы 11 водоотводного канала 3, сопряженного в нижнем бьефе с рекой 1. На крутом берегу 7 в местах нежелательных подтоплений территорий строят защитные дамбы 10 и системы водостоков и канализаций 8, которые связывают с водоотводным каналом 3 полого берега 2 посредством трубопроводов 6, проложенных по дну реки 1, тем завершая подготовку к строительству сплошной дамбы 11 на сужение русла реки 1. Строят плотину 14 и завершают строительство дамбы 11, сопрягая в нижнем бьефе с плотиной 14. После чего завершают строительство плотины 14 и здания гидроэлектростанции. Изобретение позволяет снизить площади отчуждаемых территорий, что уменьшает экологические нарушения в бассейне рек, а также обеспечивает выработку гидроэлектроэнергии на больших реках с использованием их проток или специально сооруженных каналов при минимальном ущербе для прилегающих к реке территорий и ускорение сроков возведения равнинных гидроэлектростанций. 3 ил.

Группа изобретений относится к области гидротехнического строительства. По предлагаемому способу монолитное железобетонное тело гравитационной плотины высотой Н0 (см) выполняют выпуклым в сторону водохранилища в виде арочного перекрытия русла реки. Тело плотины по высоте Н0 проектируют и изготавливают в продольных горизонтальных сечениях радиусом R (м). Бетонное тело плотины армируют металлическими стальными прутками, которые сваривают в пространственные решетки. Тело плотины снабжают эксплуатационными сливными водоводами с высоты НВ (см) верхнего бьефа воды в водохранилище до высоты НН (см) нижнего бьефа. Турбины генераторов электрического тока устанавливают на уровне НГ воды в реке за телом плотины в ее водопропускном канале. На входе эксплуатационный водосброс снабжают подвижными гидрозатворами. Статор генератора электрического тока замоноличивают в гнезде тела плотины, а ротор генератора крепят в статоре через крышку посредством резьбового соединения болтов и гаек. Горизонтальный угол контакта тела арочной плотины на уровне верхнего бьефа НВ воды в водохранилище принимают на основании модельных испытаний равным . При этом угол контакта тела арочной плотины в продольных горизонтальных сечениях с водой водохранилища выдерживают постоянным - const по всей высоте Н0 тела плотины, а радиус арочного тела плотины со стороны водохранилища выполняют переменным и равным - varir, где - расстояние между берегами в продольном вертикальном сечении по высоте Н0 тела плотины, заполненной водой, - угол внутреннего трения воды. Резьбовое соединение крышки ротора со стаканом статора генератора электрического тока и монолитное крепление стакана статора в теле плотины рассчитывают на усилие отрыва Nmax , которое рассчитывают по математической формуле. Угол контакта подошвы фундамента арочной плотины с материалом подстилающего основания в поперечных и, по возможности, в продольных вертикальных сечениях выдерживают постоянным - const, где - угол внутреннего трения материала основания. При равномерном распределении контактных напряжений на боковых сторонах тела плотины при контакте с водой водохранилища и воздухом атмосферы принимают глубину h погружения тела плотины без гравитационного бокового трещинообразования от верхнего бьефа НВ воды в водохранилище равной h В ≥ p В к р п / γ Б (см), где (кГ/см2) - предельно критическое разрушающее бетонное тело плотины давление, которое рассчитывают по математической формуле, и без гравитационного трещинообразования от верхнего среза тела плотины с противоположной стороны тела плотины от водохранилища - на глубине h Н ≥ p В к р п / ( γ Б + γ В ) (см), где γB=0,001 (кГ/см3) - удельный вес воды, а за условие отсутствия поверхностного трещинообразования на теле плотины на глубинах h>hB и h>hH соответственно со стороны водохранилища и с обратной стороны тела плотины принимают зависимость , где [σT]ст - допускаемое напряжение текучести при растяжении металла арматуры, для выполнения которого бетонное тело плотины армируют предварительно натянутыми стальными прутками. Заявленный способ и получаемое в процессе его осуществления устройство предотвращают аварийность гидроэлектростанции при водосбросе воды в водохранилище путем предотвращения на теле плотины развивающегося поверхностного и глубинного трещинообразования. 2 н.п. ф-лы, 6 ил.

Изобретение относится к области энергетики. Гравитационно-гидравлическая электростанция (ГГЭ) состоит из воронки, сифона, водяной турбины, генератора электрического тока. Воронка ГГЭ установлена в водоеме на глубину ∆ и связана с нижним переходником водопровода в виде сифона, который установлен на опору ГГЭ и связан с вертикальным водопроводом, который связан с одной стороны с нижним переходником водопровода в виде сифона, с другой стороны связан с верхним переходником водопровода в виде сифона, который гидравлически связан с водяной турбиной, которая связана с генератором электрического тока. Оптимальные условия для стационарного напора воды ∆H (м): угол внешний наклона конуса воронки =45°; h=R Δ H = G ″ S a ′ − a ′ γ = G ″ γ π r 2   ( м ) , G ″ = G − G ′ = γ π h 3 [ R ( R + r ) − 2 r 2 ] cos 2 α     ( к г ) , где ∆H - оптимальный уровень подъема воды, выдавливаемой весом воды G'' (м); S a' - a' - сечение на уровне верхней поверхности воронки; S a' - a' = πr2 ; - удельный вес воды, равный 1000 (кг/м3); r - нижний радиус воронки (м); G - вес воды в объеме воронки (кг); G' - вес цилиндра круглого прямого высотой h (кг); h - высота воронки, h=R (м); R - верхний радиус воронки (м); - угол воронки ГГЭ. Способ получения электроэнергии осуществляется с помощью вышеприведенной гравитационно-гидравлической электростанции. Технический результат состоит в реализации заявленной группой изобретений своего назначения. 2 н.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к гидротехническим сооружениям для выработки электроэнергии и одновременной защиты побережья от штормов. Волновой энергетический комплекс размещен в воде со свойствами электролита в зоне движения волн. Комплекс содержит преобразующие элементы 1, электрически связанные друг с другом параллельно. Каждый элемент 1 выполнен как магнитогидродинамический генератор электрического тока и содержит несущее основание 3, магнитную систему, сформированную из постоянных магнитов 2, размещенных на основании 3, защитную пластину 4, токосъемник и токосъемные шины 5. Токосъемник выполнен в виде контактно-выпрямительного модуля 6 c парными соединительными клеммами, выполненными с возможностью соединения с клеммами соседних элементов 1, совпадающей полярности. Магнитная система сверху закрыта пластиной 4 из диэлектрика с размещенными на ней шинами 5. Концы одной шины 5 связаны с клеммами положительной полярности модуля 6, а концы второй шины 5 связаны с клеммами отрицательной полярности. Полярность магнитов 2, размещенных вдоль кромок основания 3 и ориентированных вдоль продольных осей шин 5, одинакова и противоположна полярности магнитов 2, расположенных между шинами 5. Изобретение направлено на упрощение конструкции и обеспечение прямого преобразования энергии волн в электрическую. 3 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к области гидроэнергетики и конкретно к гидроэлектростанциям. Предлагаемое техническое решение речных ГЭС для малых и средних рек отличается тем, что устанавливаемые на них активные гидротурбины вырабатывают энергию за счет скоростного напора. Создание скоростного напора осуществляется сужением русла реки грунтовой перемычкой в форме усеченного конуса 1. Для предотвращения размыва новые берега реки и дно в пределах усеченного конуса укрепляются. На выходном отверстии усеченного конуса устанавливается водоприемник 2, имеющий также форму усеченного конуса. К водоприемнику подключается турбинный трубопровод 3, соединенный с отводами 4 к соплам ковшевой гидротурбины. При пересечении рек автомобильными или железными дорогами, когда вместо мостов устанавливаются для пропуска потока воды реки трубы, что также приводит к сужению русла, повышению скорости потока воды и концентрации кинетической энергии, к выходным отверстиям устанавливается водоприемник в форме усеченного конуса и с подключенным к нему турбинным трубопроводом, соединенным с отводами сопел ковшевой турбины. При кратковременном повышении уровня воды в реке в результате ливня, паводка, снижении нагрузки, аварийной ситуации излишний расход воды сливается в русло реки, минуя водоприемник. На протяжении длины реки на некотором расстоянии могут устанавливаться несколько ГЭС (каскад) с автоматическим управлением с одного диспетчерского пульта. Такие ГЭС могут подключаться как к сети, так и работать в автономном режиме. Увеличение скорости потока воды в результате концентрации обеспечивает работу малых ГЭС круглогодично. 4 ил.

Изобретение относится к области физики и может быть использовано в прикладной гидроакустике для обеспечения безопасности гидротехнических сооружений объектов повышенного риска: атомных электростанций, гидроэлектростанций, тепловых электростанций, приливо-отливных электростанций, морских нефтегазовых платформ и т.д. В частности для: защиты от проникновения в водоподводящий канал 2 надводных 12 и подводных 13 носителей диверсантов, а также самих подводных диверсантов 11; защиты половозрелых рыб 14 и молоди рыб 15 от попадания в водоподводящий канала 2 и непосредственно в водозаборное окно 4; очистки воды от механических 17 и биологических 18 примесей и биообрастателей 16; акустической дегазации воды. Способ заключается в физическом задержании ННД, ПНД и ПД путем формирования на входе в водоподводящий канал 2 комбинированной воздушно-пузырьковой завесы, резкого уменьшения плотности водной среды и последующего проваливания на дно ННД 12, ПНД 13 или непосредственно самого ПД 11. Механическое задержание ННД 12 осуществляют путем установки на входе и поперек водоподводящего канала 2 силового бонового заграждения и последующего повреждения корпуса ННД 12. Осуществляют многоэтапное и комбинированное акустическое вытеснение ПД 11 и многоэтапное и комбинированное нелетальное поражение ПД 11, а также многоэтапное и комбинированное вытеснение рыб 14, в том числе молоди рыб 15. Осуществляют комбинированную очистку воды от механических примесей 17, биологических примесей 18 и биообрастателей 16 на входе в водоподводящий канал 2 и многоэтапное и комбинированное акустическое обездвиживание и акустическое уничтожение биообрастателей 16. Способ также включает акустическую дегазацию воды на выходе из водоподводящего канала 2 - в районе водозаборного окна 4. Таким образом, обеспечивают требуемую безопасность ГТС АЭС. 11 ил.

Наверх