Изобретение относится к области гидростроения и может быть использовано в народном хозяйстве при строительстве электростанций без подъема воды в реке плотинами.
Известны энергетические устройства, преобразующие кинетическую энергию потока реки в электрическую. Такие установки для использования энергии текучей среды не дают полного использования энергии стержневого потока реки.
Самой близкой по техническому решению к изобретению является гидроэнергетическая установка для использования энергии потока воды, состоящая из плавучего основания и регулируемого водозаборника, выполненного в виде выдвижных щитов. Щиты погружаются в воду и могут поворачиваться вокруг шарнира. Регулятор устанавливает заданный угол раскрытия щитов и выдвигают щиты на определенную длину.
Недостатком этого устройства является плохая организация потока. Выдвижные щиты водозабора не могут выдержать широкого потока воды. Станции наплавной конструкции легко повреждаются весенними ледоходами, а также бревнами и другими плывущими предметами.
Указанный недостаток устраняется устройством для использования энергии потока воды, которое содержит основание с установленным на нем трапециевидным водозаборником ниже уровня поверхности воды, у которого в продолжающихся параллельных стенах водозаборника сделаны квадратные окна, к которым с внешней стороны под углом 30-45о установлены направляющие стены для боковых потоков.
На чертеже показано предлагаемое устройство.
Концентратор энергии потока реки состоит из фундамента 1 - железобетонной прямоугольной плиты, длина которой в три раза больше ширины, которую укладывают на дно реки. При этом ось симметрии по длине совпадает с направлением потока. Толщина плиты определяется расчетами на прочность для данной конструкции. Направляющие водозабора - это две железобетонные стены 2, установленные вертикально к фундаменту и под углом 30-45о к направлению потока, верхние концы стен подведены на расстояние ширины фундамента, нижние сведены внутрь, высота стен ниже уровня воды в самые маловодные сезонные периоды. Параллельные направляющие потока - это две железобетонные стены 3 с размерами по длине от концов стен до нижнего основания фундамента 1. Квадратные окна 4 в стенах 3 служат для пропуска воды боковых потоков, размеры их определяют величиной квадрата со стороной 1/3 высоты стены 3. Имеются также железобетонные направляющие 5 внешних потоков воды через окна 4 в поток между параллельными стенами 3.
Устройство работает следующим образом. Поток воды а с постоянной скоростью захватывается водозабором, образованным стенами 2, в котором на участке сужения он преобразуется в поток б, скорость которого увеличивается, в результате чего по закону Д.Бернулли давление в потоке начинает понижаться, и в канале, образованном параллельными направляющими, вакуум потока в достигает максимальной величины, в результате чего давление во внешних потоках г будет выше, чем в потоке в, и вода устремится через окна 4 в канал между параллельными стенами, произойдет суммирование энергии прямого потока а и потока г, поступающего через отверстия в параллельных стенах, что, в свою очередь, приведет к увеличению скорости потока в, потому что масса входящего потока протекает через канал с меньшим поперечным сечением. Таким образом, энергия потоков а и г большого поперечного сечения на входе согласно закону сохранения энергии будет равна энергии в выходном потоке, который в несколько раз меньше в поперечном сечении.
Энергия прямого и боковых потоков суммируется, скорость потока увеличивается и помещенная в этом потоке шнековая турбина с генератором вырабатывает электроэнергию.
Изобретение обеспечит работу гидроагрегатов путем использования кинетической энергии потока реки в ее природных берегах без подъема и накопления запасов воды в водохранилищах.
название | год | авторы | номер документа |
---|---|---|---|
РУСЛОВАЯ ГИДРОЭЛЕКТРОСТАНЦИЯ РУССКОГО ИНЖЕНЕРА ЖЕЛЕЗНЯКОВА СЕРГЕЯ ТИМОФЕЕВИЧА | 2013 |
|
RU2557836C2 |
Водозаборное сооружение для приема воды из горных и предгорных рек для малых ГЭС | 2018 |
|
RU2694189C2 |
ПЛАВУЧЕЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ГЕНЕРИРОВАНИЯ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ ЗА СЧЕТ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ КИНЕТИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ ВОДЫ | 1992 |
|
RU2049924C1 |
ГИДРОЭЛЕКТРОСТАНЦИЯ | 2006 |
|
RU2303707C1 |
ГИДРОЭЛЕКТРОСТАНЦИЯ | 2000 |
|
RU2171910C1 |
БЕСПЛОТИННАЯ ГИДРОЭЛЕКТРОСТАНЦИЯ | 2001 |
|
RU2221932C2 |
МНОГОЭТАЖНОЕ ЗДАНИЕ | 1992 |
|
RU2037615C1 |
ПРИЛИВНАЯ ЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ СИСТЕМА | 2004 |
|
RU2326264C2 |
БЕСПЛОТИННАЯ ГИДРОЭЛЕКТРОСТАНЦИЯ | 2007 |
|
RU2376492C2 |
МОСТОВАЯ ВИХРЕВАЯ ГЭС ФОМИНА | 1989 |
|
RU2012825C1 |
Использование: в н/х при строительстве электростанций без подъема воды в реке плотинами. Сущность изобретения: энергия потоков большого поперечного сечения на входе будет равна энергии в выходном потоке. 1 ил.
УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ЭНЕРГИИ ПОТОКА ЖИДКОСТИ, содержащее установленные на основании трапециевидный водозаборник, вертикальные боковые стенки и гидротурбину, установленную между вертикальными стенками, при этом в последних выполнены заборные отверстия с направляющими, установленными под углом к продольной стене устройства, отличающееся тем, что оно снабжено клапанами, установленными в заборных отверстиях, а угол установки боковых стенок составляет 30 - 45o.
Патент ФРГ N 3800192, кл | |||
Переносная печь для варки пищи и отопления в окопах, походных помещениях и т.п. | 1921 |
|
SU3A1 |
Механическая топочная решетка с наклонными частью подвижными, частью неподвижными колосниковыми элементами | 1917 |
|
SU1988A1 |
Авторы
Даты
1994-10-30—Публикация
1990-06-01—Подача