Бесплотинная гидроэлектростанция

Изобретение относится к гидроэнергетике, в частности к бесплотинным гидроэлектростанциям, которые могут быть установлены на различной глубине и работать в любое время года. Гидроэлектростанция содержит гидроколесо c лопастями 1, водозабор, рабочие катушки 7 и источник возбуждения 8. Водозабор выполнен в виде секций. Верхняя секция выполнена в виде чередующихся прямых магнитопроводов 5 и немагнитных промежутков 6. Боковые секции выполнены в виде чередующихся L-образных магнитопроводов 9 и немагнитных промежутков. Нижняя секция выполнена сплошной. Верхние участки магнитопроводов 5, 9 снабжены рабочими катушками 7 и источниками возбуждения 8. Лопасти 1 снабжены ферромагнитными роторными элементами 2. Изобретение направлено на упрощение конструкции и на повышение надежности. 3 ил.

 

Изобретение относится к гидроэнергетике, в частности к гидроэлектростанциям которые могут быть установлены на различной глубине и работать в любое время года.

Известна «Малая ГЭС с активной турбиной» (Патент РФ 2305793. Заявка 2005140717/06(045344), от 26.12.2005 г). Малая ГЭС с активной турбиной, включает в себя плотину водозабора, конус водозабора, напорный водовод, активную турбину, генератор тока с приводом. В ее состав входит: конус водозабора, выполненный только в горизонтальной плоскости, вход в донный водосброс и вход в конус водозабора располагаются в одной плоскости и над ними на гребне плотины водозабора установлено теплое помещение, стенка которого, обращенная в сторону водохранилища, располагается перед плотиной, а ее нижняя кромка заглублена на величину промерзания водохранилища, активная турбина выполнена в виде диска, закрепленного на валу турбины, по обеим сторонам которого, по его периферии закреплены ковши, выполненные в виде улиток, закручивающих падающую на них струю воды из сопел напорного водовода таким образом, чтобы отработанная струя воды падала мимо основной струи, каждое сопло напорного водовода выполнено в виде конуса, связанного с задвижкой напорного водовода через промежуточное звено водовода, а в качестве тормозной системы, для стабилизации числа оборотов колеса турбины и, следовательно, частоты тока, при изменяющихся в процессе работы станции параметрах напора и нагрузок на генератор от потребителей тока, применен дополнительный генератора и на обмотку возбуждения которого жестко связана с валом основного генератора и на обмотку возбуждения которого через диодный мост подается ток из основной, трехфазной сети основного генератора, кроме того, в схеме управления обмоткой возбуждения основного генератора применен реостат, предназначенный для изменения силы тока в его обмотке возбуждения, управляемый центробежным толкателем, например, системы Уатта.

Недостатком данного устройства является наличие напорного водовода, который требует плотину обычного водозабора.

Наиболее близким по технической сущности является бесплотинная всесезонная гидроэлектростанция (гидроагрегат) RU 2549754 С1, 27.04.2015 F03B 13/10.

В состав гидроагрегата входят гидротурбина и электрогенератор. Канал корпуса гидроагрегата образован поверхностью канала ротора электрогенератора, с которым жестко скреплены концы лопаток ротора гидротурбины. Ротор электрогенератора содержит обечайку с цилиндрическим выступом, в котором выполнен кольцевой паз с магнитной системой. Внешняя поверхность ротора образует рабочий зазор с поверхностью полости шихтованного сердечника статора, снабженный пазами, в которых уложены катушки обмотки, зафиксированные клиньями. Статор с обмотками размещен в герметичной полости корпуса. Рабочий зазор ротора герметично отделен от названной полости корпуса. Корпус включает щиты, разъемно и герметично скрепленные с цилиндрическим корпусом, при этом его внутренняя поверхность снабжена пазом, в котором размещен пакет сердечников статора, снабженный по торцам нажимными листами и зафиксированный разрезным кольцом. Между боковыми стенками цилиндрического выступа и поверхностям щитов установлены упорные подшипники. Между концевыми поверхностями ротора и поверхностями цилиндрических отверстий щитов установлены радиальные подшипники. Объем, в котором установлены радиальные подшипники, герметизирован со стороны зазора между подводящим и отводящим каналами и каналом корпуса.

Недостатком гидроэлектростанции является сложность конструкции и пониженная надежность.

Изобретение направлено на упрощение конструкции, на повышение надежности.

Это достигается тем что, в бесплотинной гидроэлектростанции, содержащей гидроколесо c лопастями, водозабор, рабочие катушки и источник возбуждения, согласно изобретению, водозабор выполнен в виде секций, причем верхняя секция выполнена в виде чередующихся прямых магнитопроводов и немагнитных промежутков, боковые секции выполнены в виде чередующихся L-образных магнитопроводов и немагнитных промежутков, нижняя секция выполнена сплошной, а верхние участки магнитопроводов снабжены рабочими катушками и источниками возбуждения, а лопасти гидроколеса снабжены ферромагнитными роторными элементами.

Сущность конструкции иллюстрируется чертежами где на фиг 1 показана гидроэлектростанция, вид с поперечным разрезе спереди, на фиг 2 показан вид в осевом разрезе, на фиг 3 - вид спереди.

Гидроэлектростанция состоит из гидроколеса, с лопастями 1, на них укреплены ферромагнитные роторные элементы 2, ступицы 3, гидроколесо укреплено на стойке 4, имеет 4-х секционный водозабор, верхняя секция его выполнена в виде чередующихся прямых магнитопроводов 5, со скосами и немагнитного промежутка 6. Каждый магнитопровод охвачен рабочими катушками 7, верхние торцы магнитопроводов перемыкаются источниками возбуждения 8, (постоянными магнитами для случая ГЭС малой мощности, магнитопроводами с катушками возбуждения случай ГЭС повышенной мощности).

Боковые секции водозабора выполнены в виде L-образных магнитопроводов 9, между их вертикальными участками так же установлены немагнитные прокладки 10, исполняющие роль немагнитных промежутков. Вся конструкция стянута магнитными стяжками 11, и прикреплена к стойке 4. Горизонтальные участки 12 магнитопроводов примыкают к зазору. Нижняя секция 13, водозабора выполнена сплошной, также возможна плавающая установка с помощью поплавков 15, возможна установка на дне реки 14.

Бесплотинная гидроэлектростанция работает следующим образом

Напор воды воздействует на лопасти 1, приводя гидроколесо во вращение. При этом ферромагнитные элементы 2, поочередно замыкают магнитные цепи как верхних секций, так и двух боковых.

Например, магнитная цепь верхних секций состоит из первого магнитопровода 5, зазора элемента 2. (в случае нахождения его под скосами) второго магнитопровода 5 и источника возбуждения 8. Немагнитный промежуток может быть заполнен немагнитным материалом.

В результате коммутации наводится ЭДС в рабочих катушках 7. Принцип работы боковых секции такой же, за исключением того, что скосы выполнены не на вертикальных, а на горизонтальных участках 12.

Технико-экономическое преимущество данной гидроэлектростанции состоит в том, что у нее отсутствует редуктор, что упрощает конструкцию, и следовательно повышает надежность.

Бесплотинная гидроэлектростанция, содержащая гидроколесо c лопастями, водозабор, рабочие катушки и источник возбуждения, отличающаяся тем, что водозабор выполнен в виде секций, причем верхняя секция выполнена в виде чередующихся прямых магнитопроводов и немагнитных промежутков, боковые секции выполнены в виде чередующихся L-образных магнитопроводов и немагнитных промежутков, нижняя секция выполнена сплошной, а верхние участки магнитопроводов снабжены рабочими катушками и источниками возбуждения, а лопасти гидроколеса снабжены ферромагнитными роторными элементами.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области энергетического машиностроения при сооружении электростанций на потоках воды или воздуха. Шаровой ортогональный энергетический агрегат для круглого в поперечном сечении канала содержит ортогональную турбину с изогнутыми вдоль сферической поверхности лопастями, концы которых с каждой стороны закреплены в ступице, и электрогенератор, при этом каждая ступица соединена с валом или со своим концевым полувалом, вал электрогенератора соединен с валом или с полувалом ортогональной турбины, при этом полувалы ортогональной турбины расположены вдоль одной оси вращения, ориентированной поперек потока, набегающего на ортогональную турбину, лопасти выполнены по винтовой линии, концевые участки каждой лопасти имеют в поперечном сечении профиль лопасти активной турбины, средняя часть каждой лопасти выполнена в поперечном сечении с аэродинамическим профилем, а в месте перехода одного профиля лопасти в другой и в центральной части лопасти установлены плоские тонкие выступы, перпендикулярные оси вращения ортогональной турбины.

Изобретение относится к области энергетического машиностроения. Ортогональный энергетический агрегат двойного действия содержит ортогональную турбину с одной или несколькими лопастями аэродинамического профиля, установленными посредством траверс на концевых полувалах, и электрогенератор, вал которого соединен с одним из полувалов ортогональной турбины, при этом полувалы расположены соосно, а лопасти и оси полувалов ориентированы поперек потока, набегающего на ортогональную турбину, при этом каждая лопасть, выполненная с аэродинамическим профилем, снабжена симметрично относительно оси вращения указанной лопасти лопастью с профилем лопасти активной турбины, также ориентированной поперек потока, набегающего на ортогональную турбину, и расположенную от оси вращения лопасти, выполненной с аэродинамическим профилем на расстоянии, составляющем от 0,35 до 0,5 от расстояния, на котором расположена от оси вращения лопасть с аэродинамическим профилем, причем все лопасти выполнены с выступающими над наружной поверхностью лопастей перегородками, ориентированными перпендикулярно оси вращения ортогональной турбины.

Изобретение относится к энергетике, гидравлике и может быть использовано в области преобразования энергии потока жидкости во вращательное движение, с целью передачи на электрогенератор или ее аккумулирования.

Способ, система и устройство для создания тяги с помощью вращающегося колеса с использованием насоса. Способ, система и устройство могут включать в себя топливо, которое может быть ускорено в одно или несколько отверстий на вращающемся колесе.

Изобретение относится к береговой гидроэлектрической установке для генерирования электрической энергии. Установка расположена над потоком и содержит корпусную секцию, секцию водяного колеса, подвижную секцию передачи энергии, соединенную с водяным колесом, и секцию генерирования электрической энергии.

Изобретение относится к гидроэнергетике и может быть использовано для выработки электроэнергии без строительства плотин. Гидроэлектростанция содержит идентичные блоки.

Изобретение относится к плавсредствам, предназначенным для использования на реках. Плавсредство на реке состоит из нескольких плавсредств с закреплёнными на них турбинами для отбора кинетической энергии из течения реки.

Изобретение относится к гидроэнергетике и может быть использовано при производстве электроэнергии на реках. Гидроэлектростанция состоит из одного и более рядов цепочек плавучих гидротурбинных модулей, приводящих во вращение электрогенератор.

Изобретение относится к конструкциям для получения электроэнергии из возобновляемых источников. Альтернативная гидроэлектростанция содержит водохранилище верхнего бьефа 2, конструкцию для его размещения на необходимой высоте, в которую включено здание с машинным залом, гидротурбину, устройство подвода воды к гидротурбине, ветродвигатель 7 с вертикальной осью вращения, водохранилище нижнего бьефа 1.

Преобразователь энергии содержит плотину с уровнем воды, которая содержит по меньшей мере одно окно, которое соединяет наливную емкость с выпускной емкостью через кран.

Изобретение относится к двунаправленному устройству генерации энергии посредством прилива. Устройство содержит множество канальных дамб 10, расположенных на расстоянии друг от друга для образования канала 14 постоянной ширины, содержащих множество установочных канавок 10а, каждая из которых выполнена посредством выемок на поверхности, обращенной к каналу 14, первый и второй водозаборники 11 и 12, а также модуль 20 водяного колеса, вставленный в канавку 10а и выполненный с возможностью вырабатывать электроэнергию с использованием движения приливно-отливного течения.

Изобретение относится к области ветро-гидро-энергетики. Модуль выработки электроэнергии, включающий ось, на которой установлены вращающиеся втулки с прикрепленным к ним ветровым колесом, ротор и статор электрогенератора, дополнительно снабжен гидроколесом, на наружной цилиндрической поверхности которого закреплены лопасти, ось выполнена полой, статор электрогенератора герметично закреплен на оси, вращающиеся втулки установлены на оси по обе стороны от статора, на втулках закреплены охватывающий статор герметичный ротор и охватывающее ротор гидроколесо, на втулке, расположенной с противоположной от гидроколеса стороны оси, закреплено ветроколесо с лопастями, причем гидроколесо и ветроколесо установлены с возможностью демонтажа.

Изобретение относится к сооружениям для получения электроэнергии при ограниченном объеме энергоносителя. Погружная гидроэлектростанция включает водохранилище, выполненное в виде закрытого бассейна 1, по крайней мере одну раму, которая жестко закреплена на дне бассейна 1 и выполнена в виде вертикальных и горизонтальных стоек 4, 5 корпус 7, баллоны 10 и 27, заполняемые сжатым воздухом от компрессора 38.

Изобретение относится к гидроэнергетике и предназначено для преобразования энергии водных потоков рек в электрическую энергию. Гидротурбина включает закрепленные с двух торцов лопасти 1, одна из которых закреплена на валу 6, две конгруэнтно установленные друг относительно друга кольцевые насадки 3, 4 с разными диаметрами, выбранными из условия вхождения одной части в другую.

Изобретение относится к вертикально-осевой ветровой и гидравлической турбине с регулированием потока ветра или жидкости. Турбина содержит правильную шестиугольную структуру (7) радиуса R, в форме параллелепипеда, внутри которой ротор (6) с тремя или более лопатками вращается на вертикальной оси.

Изобретение относится к береговой гидроэлектрической установке для генерирования электрической энергии. Установка расположена над потоком и содержит корпусную секцию, секцию водяного колеса, подвижную секцию передачи энергии, соединенную с водяным колесом, и секцию генерирования электрической энергии.

Изобретение относится к способу эксплуатации гидроэлектрической турбинной системы. Способ содержит следующие этапы: размещают турбину 12 на морском дне в зоне водоема, подверженной действию приливов и отливов; прокладывают электрический кабель для передачи электрической энергии от турбины 12 к удаленному пункту; обеспечивают возможность вращения турбины 12 и выработки электрической энергии за счет энергии приливно-отливного потока воды, проходящего через турбину 12; и перед электрическим соединением кабеля с турбиной 12 поглощают электрическую энергию посредством блока нагрузки 16.

Мини-электростанция относится к машиностроению, в части массовой электрификации сельского хозяйства и быта сельского населения, проживающего у берегов горных рек с большими уклонами и небольшими расходами воды.

Изобретение относится к машиностроению и, в частности, к роторным машинам, работающим в режиме гидродвигателя. Роторная машина включает в себя статор 1, цилиндрический ротор 2, установленный в нем и заполняемый жидкостью с возможностью вращения ее с одинаковой с ротором 2 угловой скоростью.

Изобретение относится к области энергомашиностроения, в частности к гидротурбинным установкам. Реактивная гидротурбина состоит из нижнего корпуса, который соединен с верхним корпусом, трубовала, закрепленного на нижнем корпусе, гидравлического коллектора, выполненного в виде герметичной камеры с лопатками первой турбины.

Изобретение относится к гидравлическим энергетическим установкам. Установка содержит лопастную гидротурбину 1, гидронасосы 6, гидроаккумулятор 2, пневмодвигатель 23, пусковой гидронасос 7 с приводом от электродвигателя 10, связанного с автономным источником энергии 9, дополнительный гидронасос 24 и преобразователи энергии.

Изобретение относится к гидроэнергетике, в частности к бесплотинным гидроэлектростанциям, которые могут быть установлены на различной глубине и работать в любое время года. Гидроэлектростанция содержит гидроколесо c лопастями 1, водозабор, рабочие катушки 7 и источник возбуждения 8. Водозабор выполнен в виде секций. Верхняя секция выполнена в виде чередующихся прямых магнитопроводов 5 и немагнитных промежутков 6. Боковые секции выполнены в виде чередующихся L-образных магнитопроводов 9 и немагнитных промежутков. Нижняя секция выполнена сплошной. Верхние участки магнитопроводов 5, 9 снабжены рабочими катушками 7 и источниками возбуждения 8. Лопасти 1 снабжены ферромагнитными роторными элементами 2. Изобретение направлено на упрощение конструкции и на повышение надежности. 3 ил.

Наверх