ПРИЛИВНАЯ ЭЛЕКТРОСТАНЦИЯ Российский патент 2009 года по МПК E02B9/08 F03B13/12 F03B13/26 

Изобретение относится к гидроэнергетике, к низконапорным течениям моря (приливы и отливы), рек и водосбросов гидроэлектростанций и водохранилищ.

Известна приливная электростанция (см. книгу Феликс Р. Патури. Зодчие XXI века, Москва: Прогресс, 1980, стр.68, ил.32), которая содержит горизонтальный капсюльный гидроагрегат с поворотными лопастями рабочего колеса с двухсторонней турбинной работой, в котором электрогенератор заключен в капсуле с каналами воздушного и водяного охлаждения и вмонтирован в шлюз-отверстие приливной плотины.

На данной приливной электростанции высокие затраты на возведение плотины с туннельными водотоками, высокая себестоимость электроэнергии, низкий КПД лопастей турбины, ограниченность применения электростанции.

Ближайшим аналогом данному изобретению является (см. кн. Л.Б.Бернштейн. Приливные электростанции в современной энергетике. М.: Госэнергоиздат, 1961, стр.34, рис.3-7). Данный агрегат содержит цилиндрический корпус обтекаемой формы тела вращения с хвостовой турбиной с длинными и узкими лопастями прямой стреловидности. Корпус в носовой части с редуктором и генератором - противовес турбине, вмонтирован на вертикальной оси в металлический каркас, который установлен на железобетонной раме на морском дне.

На данной электростанции высокие затраты на ее возведение и обслуживание на большой глубине, низкий КПД гидротурбины, ограничено применение.

Задачи, решаемые изобретением:

- уменьшить глубину погружения низконапорной электростанции;

- увеличить гидродинамическое качество лопастей гидротурбины;

- установить электростанцию на подвеску с периодическим ее подъемом из воды.

Сущность изобретения заключается в следующем. Приливная электростанция содержит цилиндрический корпус машинного отделения с редуктором и электрогенератором, хвостовую гидротурбину с лопастями, установленными на ее оси, и ось поворота, в верхнюю часть корпуса вмонтирован плоский пилон на конце с системой шарниров и осью поворота, при этом корпус подвешен на грузовой балке в пролете катамарана для подъема электростанции на уровень площадки обслуживания по пазам стоек-быков, соединенных аркой с механизмами подъема, катамаран выполнен с округлыми обводами и вместе с корпусом образует подводный пролет с конфузорными стенками для увеличения подпора потока в его кормовой части, а лопасти гидротурбины выполнены короткими и широкими с обратной стреловидностью по передней кромке и с вогнутой поверхностью в виде параболической кривой, а выпуклая поверхность хвостовой части перфорирована косыми щелями, щели в поперечном сечении имеют форму серпа-полумесяца и выполнены стреловидными по потоку, при этом на выпуклой поверхности перекрыты поперек ребром жесткости.

Чертежи

Фиг.1 - общий вид электростанции.

Фиг.2 - схема подвески электростанции на катамаране.

Фиг.3 - сечение по А-А.

Фиг.4 - вид по стрелке Б (развернуто).

Электростанция содержит корпус 1 (фиг.1), в него вмонтированы электрогенератор 2 и редуктор 3. В верхнюю часть корпуса вмонтирован пилон, направляющий аппарат с острым углом α обратной стреловидности по передней кромке. Электростанция на пилоне 4 при помощи осевого шарнира поворота и рыскания 5 и силовых шарниров подвешена на грузовой балке 6 в створе стоек-быков 7 в пролете катамарана 8 (фиг.2). На осевом шарнире 5 установлена кольцевая электромуфта 9 съема электротока с электрокабелем 10. В носовую часть корпуса вмонтирован поплавок 11, а в хвостовую часть гидротурбины - балласт 12, балансиры, обеспечивающие угол атаки корпуса к набегающему потоку. На ось гидротурбины вмонтирована лопасть 13 с острым углом β по концевой кромке со щелью 14 и ребром жесткости 15 (фиг.3). На фиг.4 обозначен ламинарный подслой 16, образующийся под давлением ядра потока на вогнутой поверхности в хвостовой части лопасти. На фиг.1 обозначено плечо рыскания Н корпуса электростанции в вертикальной плоскости по потоку.

Работа

Приливная электростанция вертикально системой механизмов погружена в воду. Торможение набегающего потока в турбине образует центр гидравлического давления с плечом рыскания Н ориентации электростанции по потоку и обеспечивает оптимальный угол атаки корпуса к набегающему потоку. Крутящий момент на оси турбины передается на ось электрогенератора. Охлаждение электрогенератора производится воздушной циркуляцией по каналам пилона.

Данная конструкция позволит обеспечить двухстороннюю работу электростанции и подвеску ее в пролете мостов, а также повысит гидродинамическое качество гидротурбины.

Изобретение относится к гидроэнергетике, к низконапорным течениям моря, рек и водосбросов гидроэлектростанций и водохранилищ. Приливная электростанция содержит цилиндрический корпус машинного отделения с редуктором и электрогенератором, хвостовую гидротурбину с лопастями, установленными на ее оси, и ось поворота. В верхнюю часть корпуса вмонтирован плоский пилон на конце с системой шарниров и осью поворота. Корпус подвешен на грузовой балке в пролете катамарана для подъема электростанции на уровень площадки обслуживания по пазам стоек-быков, соединенных аркой с механизмами подъема. Лопасти гидротурбины выполнены короткими и широкими с обратной стреловидностью по передней кромке и с вогнутой поверхностью в виде параболической кривой, а выпуклая поверхность хвостовой части перфорирована косыми щелями. Уменьшается глубина погружения низконапорной электростанции, увеличивается гидродинамическое качество лопастей гидротурбины, обеспечивается периодический подъем электростанции из воды. 2 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Приливная электростанция, содержащая цилиндрический корпус машинного отделения с редуктором и электрогенератором, хвостовую гидротурбину с лопастями, установленными на ее оси, и ось поворота, отличающаяся тем, что в верхнюю часть корпуса вмонтирован плоский пилон на конце с системой шарниров и осью поворота, при этом корпус подвешен на грузовой балке в пролете катамарана для подъема электростанции на уровень площадки обслуживания по пазам стоек-быков, соединенных аркой с механизмами подъема, а лопасти гидротурбины выполнены короткими и широкими с обратной стреловидностью по передней кромке и с вогнутой поверхностью в виде параболической кривой, а выпуклая поверхность хвостовой части перфорирована косыми щелями.

2. Электростанция по п.1, отличающаяся тем, что катамаран выполнен с округлыми обводами и вместе с корпусом образует подводный пролет с конфузорными стенками для увеличения подпора потока в его кормовой части.

3. Электростанция по п.1, отличающаяся тем, что щели в поперечном сечении имеют форму серпа-полумесяца и выполнены стреловидными по потоку, при этом на выпуклой поверхности перекрыты поперек ребром жесткости.