ГИДРОЭЛЕКТРОСТАНЦИЯ Российский патент 1994 года по МПК E02B9/00 

Изобретение относится к электричеству и может использоваться в гидротехническом строительстве, в частности в гидроэлектростанциях, перегораживающих только часть русла реки.

Аналогом изобретения может служить любая плотинная гидроэлектростанция, перегораживающая реку, замедляющая течение, способствующая гниению и ухудшающая экология.

К недостаткам этой гидроэлектростанции можно отнести неиспользование потенциальных возможностей по повышению КПД и мощности.

Подача воды в вертикальном участке трубы приводит к гидропотерям, а трение в подшипниках между турбиной и генератором приводит к понижению КПД, выполнение гидротурбины и генератора в трубе усложняет конструкцию (кроме использования капсульного гидроагрегата).

Целью изобретения является повышение КПД и мощности гидроэлектростанции.

На фиг.1 изображена предлагаемая гидроэлектростанция; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1; на фиг.3 - разрез Б-Б на фиг.2.

Гидроэлектростанция в статическом состоянии состоит из П-образной плотины, установленной в русле реки 1 (фиг.1а), или Г-образной плотины (в этом случае одной из сторон плотины является берег реки - фиг.1б); труб 3, соединяющих русло реки и пространство внутри плотины, турбин 4, муфт 5, генераторов 6, фундаментов 7, удерживающих генераторы, муфты, направляющих щитков 8 и крыши 9.

П- или Г-образная плотина имеет высоту, превышающую максимальный уровень водной поверхности, и строится на значительную длину вдоль реки, во всяком случае на такую длину, что угол падения реки обеспечивает незатекание внутрь плотины воды со стороны, расположенной ниже по течению. В случае герметичности присоединения крыши 9 к плотине 2 эта гидроэлектростанция может выполняться подводной. В основном, такое применение возможно для несудоходных рек, но можно использовать и для судоходных.

Расположение труб 3 в вертикальной плоскости возможно по варианту, изображенному на фиг. 2, и определяет мощность гидроэлектростанции и размера внутриплотинного пространства, т.е. соотношение расхода воды, протекающей через трубы 3, и ширины плотины.

Вариант (фиг. 2а) может быть рассчитан на более мелкую глубину реки, вариант (фиг. 2б) - на более глубокую. Для увеличения мощности могут быть использованы оба варианта одновременно.

В вертикальной плоскости все трубы 3 должны располагаться ниже минимального уровня водной поверхности реки.

Свободное размещение турбин внутри плотины позволяет увеличить мощность турбин 4, также она может быть увеличена из-за расположения лопастей турбин под падающим потоком воды.

На фиг.2 изображена горизонтальная ковшовая турбина, но могут быть использованы и другие виды современных гидроагрегатов, включая капсульные, установленные непосредственно в трубе 3.

Преимуществом такой конструкции является то, что турбины 4 располагаются вне трубы 3, за исключением капсульного варианта, и поэтому при такой конструкции отсутствует трение в подшипниках в трубе по сравнению с прототипом.

Работа гидроэлектростанции осуществляется следующим образом.

Вода из реки под действием давления и скоростного напора благодаря наличию направляющего щитка 2 направляется в трубу 3 и из нее на лопатки турбины 4 могут (использоваться сопла различной конструкции). Вращение турбины 4 передается на генераторы 6 - вырабатывается электрический ток. Вода попадает во внутриплотинное пространство и по его дну вытекает вниз по течению.

Для увеличения мощности такую гидроэлектростанцию целесообразно устанавливать на наибольшей глубине реки.

Использование: в гидротехническом строительстве, в частности в устройствах гидроэлектростанций, перегораживающих только часть русла реки. Сущность изобретения: гидроэлектростанция включает П-образную или Г-образную плотину, обращенную торцовой частью навстречу потоку и расположенную в средней части русла реки или у ее берега. В плотине расположены прямолинейные водоводы в виде труб, на выходе из которых размещены турбины, соединенные с генераторами. Вода по прямолинейным трубам поступает на турбины, которые вращают генераторы, вырабатывающие электроэнергию. 3 ил.

ГИДРОЭЛЕКТРОСТАНЦИЯ, содержащая водоподпорное сооружение, размещенное в русле реки на его части, водоводы, расположенные в водоподпорном сооружении, турбины и генераторы, отличающаяся тем, что, с целью расширения области применения, она снабжена муфтами, а водоподпорное сооружение выполнено в плане в виде П-образной или Г-образной стенки, обращенной торцевой частью навстречу потоку и расположенной соответственно в средней части русла реки или у ее берега, причем водоводы выполнены в виде прямолинейных труб, расположенных горизонтально или наклонно, а турбины размещены в трубах или за выходными сечениями труб внутри водоподпорного сооружения, при этом турбины соединены муфтами с генераторами.