СПОСОБ УВЕЛИЧЕНИЯ МОЩНОСТИ ГЭС И ГИДРОЭЛЕКТРОСТАНЦИЯ Российский патент 2009 года по МПК F03B13/00 

Изобретение относится к области гидроэнергетики, а именно к конструкциям гидроэлектростанций, и предназначено для увеличения мощности ГЭС.

Известна минигидроэлектростанция, содержащая установленный на плотине, по крайней мере, один сифонный трубопровод с всасывающей и сбрасывающей ветвями, во внутренней полости которого расположена энергетическая установка с приводным механизмом, систему запуска сифонного трубопровода, включающую на выходе регулируемую задвижку, причем приводной механизм энергетической установки расположен в сифонном трубопроводе между противокавитационным устройством, выполненным в виде входного раструба в форме сужающейся воронки, и регулируемой задвижкой (патент RU 2211944, кл. F03В 13/00, 10.09.2003).

Недостатком известной станции является ее малая мощность вследствие расположения энергетической установки на уровне верхнего бьефа, что не позволяет использовать потенциальную энергию водяного потока.

Известна гидроэлектростанция, содержащая расположенный на уровне верхнего бьефа водозаборный узел, подводящий водовод и, по меньшей мере, одну активную гидротурбину с лопастным рабочим колесом (патент RU 2137941, кл. F03В 13/00, 20.09.1999).

Недостатком этой станции также является ее малая мощность, обусловленная ограничением рабочего потока размерами водозаборного узла и уровнем воды в верхнем бьефе.

Задача изобретения - устранить указанные недостатки известных устройств. Техническим результатом является повышение мощности существующих гидроэлектростанций.

Поставленная задача решается, а технический результат достигается в части способа тем, что способ увеличения мощности ГЭС заключается в том, что гидроэлектростанцию, содержащую расположенный на уровне верхнего бьефа водозаборный узел, подводящий водовод и, по меньшей мере, одну активную гидротурбину с лопастным рабочим колесом, снабжают дополнительным U-образным водоводом, изогнутую часть которого перекидывают через край плотины, а ветви выполняют разными по длине, из которых короткую погружают в воду верхнего бьефа, подводящий водовод выполняют в виде открытого желоба, над верхней частью которого располагают торец длинной ветви дополнительного водовода, который снабжают устройством, создающим разрежение, и герметичной заслонкой на концевом участке.

Поставленная задача решается, а технический результат достигается в части устройства тем, что гидроэлектростанция, содержащая расположенный на уровне верхнего бьефа водозаборный узел, подводящий водовод и, по меньшей мере, одну активную гидротурбину с лопастным рабочим колесом, снабжена дополнительным U-образным водоводом, изогнутая часть которого перекинута через край плотины, а ветви выполнены разными по длине, из которых короткая погружена в воду верхнего бьефа, подводящий водовод выполнен в виде открытого желоба, над верхней частью которого расположен торец длинной ветви дополнительного водовода, снабженного устройством, создающим разрежение, и герметичной заслонкой на концевом участке.

На чертеже схематично изображена предложенная гидроэлектростанция.

Гидроэлектростанция содержит расположенный на уровне верхнего бьефа водозаборный узел 1, подводящий водовод 2 и активную гидротурбину 3 (или гидротурбины) с лопастным рабочим колесом. Подводящий водовод 2 выполнен в виде открытого желоба. Через плотину 4 перекинута изогнутая часть дополнительного U-образного водовода 5. Ветви дополнительного водовода 5 выполнены разными по длине. Торец короткой ветви водовода 5 погружен в воду верхнего бьефа, а торец длинной ветви расположен над верхней частью желоба (подводящего водовода 2). Кроме того, концевой участок длинной ветви снабжен создающим разрежение устройством 6 (например, насосом или помпой) и герметичной заслонкой 7.

Гидроэлектростанция работает следующим образом.

Вода из верхнего бьефа через водозаборный узел 1 поступает в подводящий водовод 2, где под действием силы тяжести поток набирает скорость и далее раскручивает рабочее колесо активной гидротурбины 3 (или колеса ряда последовательно расположенных гидротурбин), передавая лопастям при взаимодействии свою кинетическую энергию. Вал гидротурбины соединен с ротором электрогенератора (на чертеже не показан), при его вращении генератор вырабатывает электроэнергию, идущую на нужды потребителей.

Для увеличения мощности такой гидроэлектростанции при закрытой заслонке 7 включается устройство 6, создающее разрежение в дополнительном водоводе 5. За счет разности между пониженным давлением в водоводе 5 и атмосферным давлением волновод 5 заполняется водой из верхнего бьефа. Затем заслонку 7 открывают, и постольку торец длинной ветви расположен ниже торца верхней ветви, вода из верхнего бьефа по принципу сифона начинает переливаться в подводящий водовод 2. За счет пополнения потока дополнительным объемом воды увеличивается его мощность при разгоне гравитацией по желобу водовода 2. Как следствие увеличивается количество энергии, передаваемой турбине, а значит, и мощность, вырабатываемая электрогенератором.

Таким образом, изобретение позволяет увеличить мощность существующих ГЭС при сохранении разности уровней в верхнем и нижнем бьефах за счет более эффективного использования прибывающей в водохранилище массы воды.

Изобретение относится к области гидроэнергетики, а именно к конструкциям гидроэлектростанции, и предназначено для увеличения мощности ГЭС. Гидроэлектростанция содержит расположенный на уровне верхнего бьефа водозаборный узел, подводящий водовод и, по меньшей мере, одну активную гидротурбину с лопастным рабочим колесом. Согласно изобретению гидроэлектростанция снабжена дополнительным U-образным водоводом, изогнутая часть которого перекинута через край плотины, а ветви выполнены разными по длине, из которых короткая погружена в воду верхнего бьефа. Подводящий водовод выполнен в виде открытого желоба, над верхней частью которого расположен торец длинной ветви дополнительного водовода, снабженного устройством, создающим разрежение, и герметичной заслонкой на концевом участке. Изобретение позволяет увеличить мощность существующих ГЭС при сохранении разности уровней в верхнем и нижнем бьефах за счет более эффективного использования прибывающей в водохранилище массы воды. 2 н.п. ф-лы, 1 ил.

1. Способ увеличения мощности ГЭС, заключающийся в том, что гидроэлектростанцию, содержащую расположенный на уровне верхнего бьефа водозаборный узел, подводящий водовод и, по меньшей мере, одну активную гидротурбину с лопастным рабочим колесом, снабжают дополнительным U-образным водоводом, изогнутую часть которого перекидывают через край плотины, а ветви выполняют разными по длине, из которых короткую погружают в воду верхнего бьефа, подводящий водовод выполняют в виде открытого желоба, над верхней частью которого располагают торец длинной ветви дополнительного водовода, который снабжают устройством, создающим разрежение, и герметичной заслонкой на концевом участке.2. Гидроэлектростанция, содержащая расположенный на уровне верхнего бьефа водозаборный узел, подводящий водовод и, по меньшей мере, одну активную гидротурбину с лопастным рабочим колесом, отличающаяся тем, что она снабжена дополнительным U-образным водоводом, изогнутая часть которого перекинута через край плотины, а ветви выполнены разными по длине, из которых короткая погружена в воду верхнего бьефа, подводящий водовод выполнен в виде открытого желоба, над верхней частью которого расположен торец длинной ветви дополнительного водовода, снабженного устройством, создающим разрежение, и герметичной заслонкой на концевом участке.