ДОННАЯ ЭЛЕКТРОСТАНЦИЯ Российский патент 2001 года по МПК F03B17/00 

Изобретение относится к гидроэнергетикe, к строительству гидроэлектростанции донного типа, не требующей строительства плотины.

Известна свободнопоточная гирляндная гидросиловая установка, содержащая несколько параллельно расположенных гирлянд поперечных турбин. Каждая последующая гирлянда затяжеляется дополнительными грузами или весом конструкции турбин настолько, чтобы она погружалась в слой потока с энергией, не утилизированной предыдущей гирляндой (см. авторское свидетельство СССР N 1900284 A, МПК 7 F 03 В 17/00, 30.01.1967).

Данная установка нарушает судоходство по реке.

Известна свободнопоточная гидроэнергетическая установка, содержащая закрепленные на силовом тросе турбины. Динамическая опора установки выполнена в виде поперечного ротора, соединенного с трубчатым поворотным кожухом. На фронтальной опоре установлен кожух и мультипликатор, состоящий из шестерни и двух зубчатых колес. Трос пропущен через кожухи на фронтальной и конечной опорах и образует петлю с двумя параллельными ветвями. Концы троса закреплены на противоположных цапфах зубчатых колес. Турбины закреплены на силовом тросе с возможностью вращения в противоположные стороны на разных его ветвях. Шестерня мультипликатора соединена с генератором (см. патент Российской Федерации N 2049929 C1, МПК 7 F 03 В 17/00, 10.12.1995).

Однако и данная установка нарушает судоходство по реке в месте ее расположения.

Задачей изобретения является создание русловой гидроэлектростанции, не нарушающей судоходство по реке и ее экологию.

Данный технический результат достигается за счет того, что с помощью системы тросов (канатов) гидротурбины расположены около самого дна реки и равномерно рассредоточены от берега до берега, не нарушая судоходство реки и экологию.

Изобретение поясняется чертежом.

Гидротурбины 1 подобны по своей конструкции гребным винтам судов, но изготавливать их надо из легкого прочного материала. В центральной части гидротурбин 1 выполнены три отверстия. Трехтросовый гибкий вал 2 пропускается в эти отверстия через все гидротурбины 1. Между гидротурбинами 1 на гибкий вал 2 надо монтировать длинные втулки 3, изготовленные из прочного пенопласта, которые удерживают на плаву (без течения) все гибкие валы 2, но под действием течения воды они будут вращаться около самого дна реки.

Одни концы 4 всех гибких валов 2 привязаны к подшипникам 5 (т.е. каждый гибкий вал 2 привязан к своему подшипнику 5), а подшипники 5 соответственно скреплены с роликовыми блоками 6, а блоки 6 скреплены между собой отрезками тросов на равных расстояниях друг от друга на силовом тросе 7 и по всей его длине, т. е. от одного берега до другого. Концы этого силового троса 7 крепятся на береговых сваях - битенгах 8, забитых в дно искусственных заливчиков 9 и 10, сооруженных специально для битенгов 8. Глубина заливчиков 9 и 10 должна приближаться к уровню дна реки. Это необходимо для того, чтобы силовой трос 7 лежал на дне реки.

Другие концы 11 всех гибких валов 2 вращают тихоходные генераторы 12, установленные в здании 13 данной ГЭС. Монтировать гидротурбины 1 на гибкий вал 2 надо так, чтобы у любых двух соседних гибких валов 2 направление их вращения было противоположным, но для этого надо изготавливать гидротурбины 1 так, чтобы половина числа всех гидротурбин 1 были правого вращения (при четном числе гибких валов 2), а другая половина - левого вращения. Все гидротурбины 1 на гибком валу 2 отделены друг от друга длинными прочными втулками 3, и благодаря этому все гидротурбины 1 будут приподняты от дна. Таким образом, гидротурбины 1 будут захватывать всю ширину реки и всю длину данного участка реки с быстрым течением, т.е. захватывать половину кинетической энергии воды на данном участке реки. На каждом гибком валу 2 от осевого смещения по нему гидротурбин 1 в сторону течения воды зафиксирована зажимом 14 только одна гидротурбина 1, т.е. только первая, считая от здания ГЭС. Примерно от этого зажима 14 все гибкие валы 2 направлены к зданию ГЭС. Для вывоза всех гидротурбин 1 в воду и подъема их на берег предусмотрено устройство, состоящее из четырех лебедок. Одна лебедка 15 служит для вывоза всех гидротурбин 1 в воду, причем одновременного вывоза, так как все роликовые блоки 6 связаны между собою на одинаковом расстоянии друг от друга отрезками тросов 16, но на таком расстоянии, чтобы лопасти гидротурбин 1 любого гибкого вала 2 не касались лопастей гидротурбин 1 соседнего вала 2. Две лебедки 17 и 18 служат для одновременной швартовки к берегу всех гибких валов 2, лебедка 19 служит для подъема на берег всех гибких валов 2, но не всех одновременно, а по одному валу 2, начиная с ближнего.

Для того, чтобы гидротурбины 1, находящиеся вблизи силового троса r, не скребли дно реки надо, чтобы в этом месте находились легкие прочные трехгранные пирамиды 22 с продольно-осевыми отверстиями, в которые пропущены гибкие валы 2. Пирамиды 22 своими вершинами обращены навстречу течению воды. Пирамиды 22 лежат на дне, они не вращаются и поэтому трение гибкого вала 2 с пирамидой 22 должно быть очень малым.

В зимнее время надо предусмотреть подогрев воды бойлерами, но только в тех местах, где тросы соприкасаются с поверхностью воды. Для защиты ГЭС от весеннего ледохода надо соорудить земляную насыпь 20 и рядом с ней береговую стенку 21 для отвода льда от берега. Землю для насыпи 20 использовать ту, которая вынималась при сооружении заливчика 10.

Если на данном участке реки бывают ежегодные весенние заторы, то надо сооружать еще прибрежные ледоломы-ледорезы 23. Ролики 24 приближают тросы от лебедок 15, 17 и 19 к уровню дна заливчиков 9 и 10, а значит - и к уровню дна реки.

Весь берег реки, начиная от заливчика 10 до здания ГЭС, надо сгладить до пляжной формы.

Изобретение предназначено для преобразования энергии течения реки в электрическую энергию. Электростанция содержит несколько параллельно расположенных трехтросовых гибких валов с гидротурбинами, подобными гребным винтaм судов. Одни концы тросов привязаны к подшипникам, скрепленным с роликовыми блоками, установленными по всей длине силового троса, лежащего на дне реки, и связанными между собой отрезками тросов на равных расстояниях друг от друга без соприкосновения лопастей гидротурбин одного гибкого вала с лопастями гидротурбин соседнего вала. Концы силового троса закреплены на береговых сваях - битенгах, забитых в дно искусственных заливчиков. Другие концы гибких валов соединены с генераторами, установленными в здании гидроэлектростанции. Направления вращения двух соседних валов противоположны. Все гидротурбины на гибких валах отделены друг от друга втулками из пенопласта, обеспечивающими под действием течения реки расположение гидротурбин около дна реки. На каждом гибком валу зафиксирована только первая от здания гидроэлектростанции гидротурбина. Участки гибких валов, находящиеся вблизи силового троса, приподняты от дна реки для предотвращения контакта лопастей гидротурбин с дном реки посредством удлиненных трехгранных пирамид с продольно-осевыми отверстиями, в которые пропущены гибкие валы. Конструкция электростанции позволяет вырабатывать электроэнергию не нарушая речного судоходства. 1 ил.

Гидроэлектростанция, содержащая несколько параллельно расположенных трехтросовых гибких валов с гидротурбинами, подобным гребным винтам судов, одни концы которых привязаны к своим подшипникам, скрепленным с роликовыми блоками, установленными по всей длине силового троса, лежащего на дне реки, и связанными между собой отрезками тросов на равных расстояниях друг от друга без соприкосновения лопастей гидротурбин одного гибкого вала с лопастями гидротурбин соседнего вала, причем концы силового троса закреплены на береговых сваях - битенгах, забитых в дно искусственных заливчиков, другие концы гибких валов соединены с генераторами, установленными в здании гидроэлектростанции, при этом направления вращения двух соседних валов противоположны, все гидротурбины на гибких валах отделены друг от друга втулками из пенопласта, обеспечивающими под действием течения реки расположение гидротурбин около дна реки, причем на каждом гибком валу зафиксирована зажимом только первая от здания гидроэлектростанции турбина, участки гибких валов, находящиеся вблизи силового троса, приподняты от дна реки для предотвращения контакта лопастей гидротурбин с дном реки посредством удлиненных трехгранных пирамид с продольно-осевыми отверстиями, в которые пропущены гибкие валы.