БЕСПЛОТИННАЯ ГИДРОЭЛЕКТРОСТАНЦИЯ Российский патент 1996 года по МПК E02B9/00 

Изобретение относится к строительству гидротехнических сооружений, гидроэлектростанций.

Известна идея подобного технического решения, как концентрация падения реки путем проведения деривации. Данная идея сводится к следующему, в начале используемого участка реки вода отводится из речного русла и проводится вдоль реки по склону долины специальным водоводом, называемым деривацией с уклоном, значительно меньшим, чем средний уклон используемого участка реки. В результате этого в конце используемого участка реки получается напор, который и используется для получения мощности. Конец деривации соединяется со зданием гидроэлектростанции, располагающемся в нижнем бьефе, напорным турбинным водоводом. Из турбины вода поступает опять в реку.

Недостатком данной идеи является то, что деривация строится вдоль русла реки под уклоном, тем самым теряется для использования напор, соответствующий падению деривации; деривационная схема не позволяет строить машинные залы с гидроагрегатами на любом участке прохождения деривации; строительство гидроэлектростанций по деривационной схеме сложно в техническом исполнении так, как требует определенных рельефных условий береговой суши, для строительства деривации: например, отсутствие скалистых берегов с возвышенностями.

Цель изобретения строительство бесплотинных гидроэлектростанций с меньшими материальными затратами, сохранение естественных путей миграции рыб на нерест, сохранение экологических, демографических, географических условий, слодившихся в прибрежных районах реки.

Поставленная цель достигается тем, что в бесплотинной гидроэлектростанции, включающей водовод, проходящий через машинный зал и соединенный входными участками с водотоком, и гидроагрегаты, размещенные на водоводе, водовод выполнен в виде сифона, снабженного заливным патрубком с крышкой, при этом гидроагрегаты расположены внутри сифона в пределах машинного зала, заливной патрубок расположен в верхней части сифона, а входной и выходной участки сифона оборудованы запорными вентилями и размещены на разных уровнях в водотоке.

На чертеже показана предлагаемая гидроэлектростанция.

Гидроэлектростанция содержит водовод 1, проходящий открыто через машинный зал 2. Концы водовода с установленными запорными вентилями 3 опущены в воду реки на разных уровнях. На самой верхней части водовода расположен заливной патрубок 4 с герметично закрываемой крышкой 5, в машинном зале внутри водовода расположены гидроагрегаты 6.

Гидроэлектростанция работает следующим образом.

Герметично закрываются запорные вентили 3, через патрубок 4 водовод полностью наполняется водой, патрубок герметично закрывается крышкой 5, открываются вентили 3 и водовод начинает работать как сифон, т.е. через водовод течет вода, забираемая из верхнего уровня реки в нижний уровень. В связи с тем, что перепад уровня реки по ее течению остается относительно стабильный, то один раз запущенный в работу сифон будет пропускать через себя воду, приводя в работу гидроагрегаты со стабильный скоростью и усилием. В связи с тем, что скорость прохождения и напор воды в сифоне на всем его протяжении одинаковы, то машинный зал или несколько машинных залов с гидроагрегатами можно построить на любом участке прохождения сифона, например, начиная от верхнего бьефа до нижнего уровня, в зависимости от экологических, например вдали от государственных заповедников, где нерестится рыба, климатических, например вдали от берега реки на возвышенности, которая не затапливается весной паводковой водой, демографических, например вблизи городов, чтобы сократить потери электроэнергии на линиях электропередач, и других объективных условий, сложившихся в данном регионе. Так как в природе не существуют реки с идеально прямыми руслами, то экономически целесообразно прокладывать сифон (водовод) до верхнего уровня реки в нижний уровень по относительно прямой линии, по суше, уровень которой намного может превышать уровень истока самой реки. Например, если проложить сифон по прямой линии от Пензы, где протекает Сура, до Саратова, где протекает Волга, или проложить сифон между Абу-Хамед и Вади-Хальфа, которые расположены на Ниле, то можно получить большой (напор) перепад уровней в сифоне, затратив намного меньше километров водовода (сифона), чем прокладывать его по руслу или по склону долины реки.

Из изложенного видно, что водовод представляет собой единый сифон, машинный зал или несколько машинных залов модно построить на любом участке прохождения сифона, заливной патрубок с крышкой располагается на самой верхней части сифона и не обязательно он должен располагаться в машинном зале, например, когда машинный зал расположен у населенного пункта на низине, а сифон проложен через возвышенность или горный перевал.

Использование: в гидроэнергетике при строительстве объектов, обеспечивающих сохранение естественного экологического состояния. Сущность изобретения: гидроэлектростанция содержит водовод 1, проходящий открыто через машинный зал 2, при этом в машинном зале 2 внутри водовода 1 расположены гидроагрегаты 6, а его входной и выходной участки соединены с водотоком и оборудованы запорными вентилями 3. В верхней части водовода 1, выполненного в виде сифона, расположен заливной патрубок 4 с герметично закрываемой крышкой 5. При закрытых вентилях 3 через патрубок 4 сифон заполняется водой, после чего закрывают патрубок 4 крышкой 5 и открывают вентили 3, обеспечивая движение воды по водоводу 1 и выработку электроэнергии на гидроагрегатах 6. 1 ил.

БЕСПЛОТИННАЯ ГИДРОЭЛЕКТРОСТАНЦИЯ, включающая водовод, проходящий через машинный вал и соединенный входным и выходным участками с водотоком, и гидроагрегаты, размещенные на водоводе, отличающаяся тем, что водовод выполнен в виде сифона, снабженного заливным патрубком с крышкой, при этом гидроагрегаты расположены внутри сифона в пределах машинного зала, заливной патрубок с крышкой расположен в верхней части сифона, а входной и выходной участки сифона оборудованы запорными вентилями и размещены на разных уровнях в водотоке.