Речная бесплотинная гидроэлектростанция со ступенчатым концентратором и вертикальной ковшевой ярусной гидротурбиной

Авторы патента:

F03B13/00 - Приспосабливание машин или двигателей для особых целей, агрегатирование машин или двигателей с приводимыми или приводящими устройствами (при преобладании отличительных признаков этих устройств см. классы, к которым отнесены эти устройства, например H02K 7/18); гидроэлектростанции и силовые установки или агрегаты (состоящие только из машин и двигателей объемного вытеснения F03C; гидротехнические сооружения E02B)

E02B9/00 - Гидроэлектростанции; их планировка, конструкция или оборудование; способы и устройства для их возведения (гидросиловые двигатели F03B)

Владельцы патента RU 2636971:

Кондратьев Михаил Николаевич (RU)

Изобретение относится к области гидроэнергетики и конкретно к гидроэлектростанциям. Предлагаемое техническое решение заключается в искусственном сужении грунтовой перемычкой русла реки и создании концентрации кинетической энергии потока воды и дальнейшем использовании в работе вертикальной ярусной ковшевой гидротурбины. Гидроэлектростанция состоит из гидротурбинного, генераторного, трансформаторного, вспомогательного и другого оборудования. Искусственное сужение русла реки достигается грунтовой перемычкой и водоприемником (1) в форме очертаний усеченного конуса или призмы. К водоприемнику (1) присоединяется турбинный трубопровод с промежуточными концентраторами (2) в форме очертаний усеченного конуса. Поток воды, пройдя через турбинный трубопровод с концентраторами (2), поступает в распределители и далее в сопла гидротурбины через отводы и имеет скорость и кинетическую энергию, необходимую для обеспечения работы вертикальной ковшевой ярусной гидротурбины установленной мощности. Для предотвращения попадания в турбинный трубопровод плывучего мусора, древесных и других отходов, перед водоприемником турбинного трубопровода устанавливаются защитные ограждения (3) в виде решеток, сетки и т.п., препятствующие проникновению мусора в турбинный трубопровод. Для обеспечения прохода рыбы на нерест параллельно турбинному трубопроводу устанавливается обвод (4) с началом перемычки, по которому рыба во время нереста минует ГЭС. На обводе может размещаться и рыбразвод. Входное отверстие обвода перекрывается щитами или другими устройствами, нормальное положение которых закрытое и открываются они только на период прохода рыбы во время нереста. Увеличение скорости потока воды обеспечивает работу ГЭС круглогодично. Кроме того, не будет отрицательного воздействия на экологию. 2 ил.

Изобретение относится к области гидроэнергетики и конкретно к гидроэлектростанциям. Известны гидроэлектростанции по использованию водяного источника и концентрации напора: речные приплотинные, деривационные, гидроаккумулирующие и приливные. Эти электростанции требуют создания плотин и водохранилищ. Последние выводят из использования большие площади земли сельскохозяйственного и лесного назначения, а крупные ГЭС оказывают влияние и на экологию.

В целях устранения перечисленных выше недостатков предлагается техническое решение речной бесплотинной гидроэлектростанции со ступенчатым концентратором и вертикальной ковшевой ярусной гидротурбиной (ГЭС). Аналогов заявленного изобретения нет.

Предлагаемое техническое решение заключается в искусственном сужении грунтовой перемычкой русла реки и создания концентрации кинетической энергии потока воды и дальнейшем использовании в работе ковшевой гидротурбины.

Гидроэлектростанции состоят из большого количества различного механического, гидромеханического, энергетического и другого оборудования, не показанного на Фиг. 1 и 2. На Фиг. 1 и 2 показано только то оборудование, которое имеет прямое отношение к заявке.

Ступенчатый концентратор Фиг. 1 состоит из водоприемника концентратора поз. 1, концентраторов поз. 2, расположенных по длине турбинного трубопровода, концентрирующих кинетическую энергию потока воды и повышающую скорость потока. Концентраторы имеют форму очертаний усеченного конуса или призмы.

Поток воды, пройдя через турбинный трубопровод с концентраторами, поступает в распределители и далее в сопла гидротурбины через отводы и имеет скорость и кинетическую энергию, необходимую для обеспечения работы вертикальной ковшевой ярусной гидротурбины установленной мощности.

Вертикальная ярусная ковшевая гидротурбина состоит из корпуса Фиг. 2 поз. 1, установленного на фундаменте поз. 2, слива поз. 3, нижнего направляющего подшипника поз. 4, вала турбины поз. 5 и с установленными на нем ковшевыми рабочими колесами поз. 10, кронштейнами поз. 6, отводами поз. 7 от турбинного трубопровода к распределителям поз. 11, сопл поз. 8, щитов-поддонов поз. 9, отводов к соплам поз. 12, верхнего направляющего подшипника поз. 13, генератора поз. 14.

При большой длине вала турбины могут устанавливаться, при необходимости, промежуточные направляющие подшипники.

Для предотвращения попадания в турбинный трубопровод плывучего мусора, древесных и других отходов, перед водоприемником турбинного трубопровода устанавливаются защитные ограждения Фиг. 1 поз. 3 в виде решеток, сетки и т.п., препятствующие проникновению мусора в турбинный трубопровод.

Для обеспечения прохода рыба на нерест параллельно турбинному трубопроводу устанавливается обвод (труба) поз. 4, по которому рыба во время нереста минует ГЭС.

На обводе может размещаться и рыбразвод. Это очень важно на реках, которые впадают в моря и океаны и по ним осуществляется нерест особо ценных рыб, как семга, кета, горбуша и др.

Во время нереста в места нерестилищ слетаются дикие водоплавающие птицы: утки, чайки, гуси и др., которые поедают икру и мальков, уменьшая воспроизводство рыбных богатств.

Входное отверстие обвода перекрывается щитами или другими устройствами, нормальное положение которых закрытое и открываются они только на период прохода рыбы во время нереста.

На протяжении реки на некотором расстоянии друг от друга может устанавливаться несколько ГЭС (каскад). ГЭС могут подключаться как к сети, так и работать в автономном режиме.

Увеличение скорости потока воды обеспечивает работу ГЭС круглогодично. Экономический эффект достигается за счет снижения стоимости кВт установленной мощности и кВт вырабатываемой электроэнергии.

Кроме того, не будет отрицательного воздействия на экологию.

Речная бесплотинная гидроэлектростанция со ступенчатым концентратором и вертикальной ковшевой ярусной гидротурбиной, отличающаяся тем, что в ее состав кроме гидротурбинного, генераторного, трансформаторного и вспомогательного оборудования входят искусственное сужение русла реки, которое достигается грунтовой перемычкой и водоприемником в форме очертаний усеченного конуса или призмы, к нему присоединяется турбинный трубопровод с промежуточными концентраторами в форме очертаний усеченного конуса, стыкуемой с отводами к соплам ковшевой турбины, перед входным отверстием водоприемника размещается устройство, препятствующее проникновению в турбинный трубопровод плавучего мусора, отходов древесины, для обеспечения прохода рыбы на нерест устанавливается обвод, по которому рыба во время нереста минует ГЭС, на обводе может размещаться рыбразвод, входное отверстие обвода перекрывается щитами, нормальное положение которых закрытое и открываются они только на период прохода рыбы во время нереста.

Похожие патенты:

Мини-электростанция // 2635750

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.

Роторная машина // 2632737

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.

Гидросиловая установка // 2631474

Изобретение относится к гидроэнергетике и может быть использовано для преобразования энергии потока воды в электрическую энергию. Гидросиловая установка содержит корпус 1 в виде двух камер 17, 18 с впускными и выпускными отверстиями 19-22 с затворами 23-26, поплавки 30, 31, установленные в камерах 17, 18, накопительный резервуар 8, рабочую магистраль 4, коленчатый вал 37 с шатунами, связанными с поплавками 30, 31.

Гидроаккумулирующая система // 2629350

Изобретение относится к гидравлическим системам. Гидроаккумулирующая система включает в себя рабочие механизмы, преобразующие движения различной природы в работу индивидуальных насосов высокого давления, закачивающих по водоводам воду из природного водоема в водохранилище, размещенное на уровне выше уровня расположения природного водоема, а также устройство преобразования давления потока воды, поступающей по водоводу из водохранилища, в энергию потребления для производства полезной работы.

Реактивная гидротурбина // 2622685

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.

Поплавковая блочная гидроэлектростанция на основе подливных водяных колес с активными лопастями // 2616333

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

Речная подледная гидроэнергетическая установка // 2597732

Изобретение относится к гидроэнергетике, в частности к конструкциям устройств для выработки электроэнергии за счет энергии гидравлического потока реки, покрытой льдом.

Альтернативная гидроэлектростанция // 2597378

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.

Бесплотинная гэс с принудительным разгоном текущего потока (варианты) // 2596478

Группа изобретений относится к области гидроэнергетики и может быть использована для получения электрической энергии от использования гидравлических потоков, в том числе с малой скоростью движения воды.

Расширительная турбина, работающая на основе криогенной жидкости // 2592691

Изобретение относится к расширительным турбинам, работающим на основе криогенной жидкости. Турбина содержит рабочее колесо (6) турбины, смонтированное на вращающемся валу (8), по меньшей мере один радиальный впуск (12) для криогенной жидкости, подлежащей расширению в расширительной турбине, и сухое газовое уплотняющее средство (30) в месте вдоль вращающегося вала (8) между рабочим колесом (6) турбины и подшипниками (20 и 22).

Альтернативная гидроэлектростанция // 2597378

Бесплотинная гэс с принудительным разгоном текущего потока (варианты) // 2596478

Речная гидроэлектростанция // 2588165

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.

Волновой энергетический комплекс // 2580994

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.

Гравитационно-гидравлическая электростанция и способ получения электроэнергии // 2579470

Изобретение относится к области энергетики. Гравитационно-гидравлическая электростанция (ГГЭ) состоит из воронки, сифона, водяной турбины, генератора электрического тока.

Способ е.н.хрусталева предотвращения аварийности гидроэлектростанции и устройство для его осуществления // 2576444

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.

Способ строительства малых гидроэлектростанций // 2575195

Изобретение относится к гидроэнергетике, а именно к способам использования водных ресурсов равнинных рек, и может быть использовано при строительстве малых гидроэлектростанций.

Подводная гидростатическая электростанция // 2574686

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.

Способ строительства малых гидроэлектростанций // 2567509

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

Энергетический комплекс гэс-гаэс // 2566210

Изобретение относится к области гидротехнического строительства и может быть использовано при строительстве гидравлических и гидроаккумулирующих электростанций (ГЭС и ГАЭС).

Способ определения местоположения повреждений и их контроль в днище бассейна суточного регулирования // 2644964

Изобретение относится к способам контроля целостности железобетонных гидротехнических резервуаров с помощью волоконно-оптической контрольно-измерительной аппаратуры и предназначено для определения местоположения повреждений в днище бассейнов суточного регулирования и контроля протечек через них. Способ определения местоположения повреждений и их контроль в днище бассейна суточного регулирования включает прокладку волоконно-оптического датчика 6 по всей площади бассейна суточного регулирования с шагом 3-5 м, отсыпку слоя крупнозернистого материала под днищем 5 бассейна суточного регулирования, устройство подземной дренажной галереи 10, примыкающей снаружи к бассейну суточного регулирования, поперечную разуклонку iпоп основания 1 выполняют от оси бассейна суточного регулирования к его краям, затем слой крупнозернистого материала, например щебня 2, покрывают геосинтетическим фильтрующим материалом 3, например дорнитом, для исключения суффозии/выноса песка 4 потоком воды, и отсыпают на него дополнительный слой из песка 4 для формирования купола растекания, получаемого протечками через днище 5 бассейна суточного регулирования, подключают волоконно-оптический датчик 6 к считывающему трансиверу, определяющему место повреждений и величину протечек. Продольную разуклонку iпрод основания 1 можно выполнять вдоль оси бассейна суточного регулирования величиной 0,010-0,035. Поперечные ребра, например железобетонные буртики, можно устанавливать по всей площади основания 1 с шагом 3-5 м для создания регулярных локальных зон контроля протечек. Волоконно-оптический датчик 6 можно прокладывать с верховой стороны железобетонных буртиков непрерывно по всем локальным зонам контроля протечек. Технический результат состоит в определении мест повреждений в днище бассейнов суточного регулирования, количественной оценке объема протечек через повреждения, снижении сроков и затрат на их обнаружение и устранение, и увеличении сроков эксплуатации бассейнов. 3 з.п. ф-лы, 5 ил.