БЕСПЛОТИННАЯ ГИДРОЭЛЕКТРОСТАНЦИЯ Российский патент 2009 года по МПК F03B13/10 

Описание патента на изобретение RU2376492C2

Изобретение относится к области использования энергии воды для получения электроэнергии, в частности к созданию бесплотинных гидроэлектростанций (ГЭС) на малых и больших реках, имеющих скорость течения от 0,5-1,0 м/с и выше, с возможностью соединения в блоки по течению или размещением в рассредоточенном виде по глубине потока.

Известны бесплотинные гидроэлектростанции (ГЭС), у которых несущей вращающейся частью (валом) является трос, соединенный с турбинками и перекинутый с одного берега на другой (см. заявка на изобретение RU 94024157).

Основным недостатком данных бесплотинных ГЭС является малая надежность и крайне низкая мощность, а также невозможность использования их в зимний период из-за образования ледового покрова.

Кроме того, к недостаткам всех известных бесплотинных ГЭС следует отнести невозможность их эксплуатации на крупных судоходных реках и использования энергии разных глубин (гидравлической энергии текущей воды) с включением их в общую энергетическую систему.

Известна бесплотинная ГЭС (см. а.с. №1442689, БИ №45 от 07.12.88), плавучее основание которой выполнено в виде катамарана. Устройство снабжено водозаборником в виде выдвижных щитов, щиты установлены с возможностью изменения угла раскрытия и связаны между собой при помощи телескопического пружинного регулятора, лопастной рабочий орган выполнен в виде транспортера, соединен с генератором.

Недостатком устройства является громоздкость, большое наличие механических связей. ГЭС по прототипу невозможно использовать на малых мелководных реках, на их разливах и на горных перекатах, также устройство не позволяет использовать гидравлическую энергию текущей воды с учетом разных скоростей по глубине потока.

Наиболее близкой к заявляемому устройству является бесплотинная ГЭС (см. патент WO 81/00595, МПК F03В 13/10, 17/06). Это устройство представляет собой турбинный агрегат, состоящий из одной или нескольких турбин и образующий закрытый элемент, закрепленные в потоке в свободном плавающем состоянии.

Недостатком прототипа является то, что устройство не позволяет использовать гидравлическую энергию текущей воды с учетом разных скоростей по глубине потока, а также водозаборник в виде закрытого элемента быстро выходит из строя.

Изобретение направлено на создание бесплотинной ГЭС, способной работать на малых мелководных реках и ее разливах, на горных перекатах, использовать гидравлическую энергию текущей воды с учетом разных скоростей по глубине потока как в автономном, так и виде каскада ГЭС для увеличения суммарной установочной мощности.

Результат достигается тем, что в бесплотинной гидроэлектростанции, содержащей плавучий регулируемый водозаборник, выполненный в виде двух направляющих, связанных между собой распорным устройством, установленных на глубине максимальной скорости потока воды, и гидротурбину, соединенную с глубинным генератором, согласно изобретения направляющие выполнены полуконфузорными и расположены под углом относительно друг друга, а распорное устройство выполнено в виде телескопического регулятора, установленного с возможностью изменения угла раскрытия полуконфузорных направляющих.

Защита бесплотинной ГЭС от замусоривания и попадания живых организмов достигается тем, что бесплотинная гидроэлектростанция снабжена ограждающим устройством в виде решетки-сетки.

Изобретение поясняется чертежами, на которых показаны виды бесплотинной ГЭС спереди (фиг.1), сбоку (фиг.2), сверху (фиг.3).

Бесплотинная гидроэлектростанция состоит из регулируемого водозаборника, выполненного в виде центральной стойки 1, закрепленных на ней двух полуконфузорных направляющих 2, расположенных под углом относительно друг друга с возможностью изменения угла раскрытия. Полуконфузорные направляющие 2 выполнены в форме половинок конфузора - сходящегося (сужающегося) насадка. Бесплотинная ГЭС имеет рабочий орган в виде гидротурбины 3, соединенной с глубинным генератором 4. Поплавки 5 поддерживают полуконфузорные направляющие 2 водозаборника через трос 6 в плавающем состоянии, якорь 7 фиксирует положение ГЭС. Бесплотинная ГЭС снабжена также ограждающим устройством 8 в виде решетки-сетки от мусора и живых организмов (рыб и т.п.). Полуконфузорные направляющие связаны между собой телескопическим регулятором 9, который выполняет роль распорного устройства двух конфузорных направляющих 2 против течения воды. С помощью телескопического регулятора 9 изменяют угол раскрытия конфузорных направляющих, что обеспечивает концентрирование и аккумулирование потока воды, увеличивая суммарную установочную мощность.

Бесплотинная гидроэлектростанция работает следующим образом. Вода, попадая через сетку 8 на полуконфузорные направляющие устройства 2, отклоняется ими и направляется на гидротурбину 3 и генератор 4. При прохождении в сужающихся полуконфузорных направляющих скорость водяного потока возрастает в 2-3 раза, увеличивая мощность генератора в 5-8 раз по сравнению с классическими ГЭС, что позволяет использовать ГЭС на любых реках с малыми скоростями течения воды.

Для стабилизации оборотов генератора при увеличении скорости воды служит телескопический регулятор 9, изменяющий угол атаки (раскрытия) двух полукофузорных направляющих. Бесплотинную ГЭС устанавливают на глубине максимальной скорости потока. В связи с неодинаковой скоростью течения потока по его глубине можно регулировать уровень установки ГЭС по глубине потока установкой поплавков 5 посредством троса 6 с целью использования максимальной гидравлической энергии потока воды.

Бесплотинная ГЭС может работать на общую энергетическую сеть без строительства дорогих плотин, шлюзов и водохранилищ с сохранением земельных угодий. ГЭС может работать как в автономном режиме, так и в виде каскада ГЭС для увеличения суммарной установочной мощности.

Похожие патенты RU2376492C2

название год авторы номер документа
Речная бесплотинная гидроэлектростанция со ступенчатым концентратором и вертикальной ковшевой ярусной гидротурбиной 2016
  • Кондратьев Михаил Николаевич
RU2636971C2
ГИДРОЭЛЕКТРОСТАНЦИЯ 1991
  • Витовский В.А.
RU2020262C1
Бесплотинная гидроэлектростанция с ковшовыми гидротурбинами (БПГЭС) 2017
  • Кондратьев Михаил Николаевич
RU2679411C2
БЕСПЛОТИННАЯ ГИДРОЭЛЕКТРОСТАНЦИЯ 2001
  • Артамонов А.С.
  • Колесниченко А.В.
  • Скляров В.Ф.
RU2221932C2
Бесплотинная гидроэлектростанция (БПГЭС) в нижнем бьефе приплотинной гидроэлектростанции (ГЭС) 2018
  • Кондратьев Михаил Николаевич
RU2709997C2
РУСЛОВАЯ ГИДРОЭЛЕКТРОСТАНЦИЯ 2006
  • Безруков Олег Юрьевич
RU2347935C2
РУСЛОВАЯ БЕСПЛОТИННАЯ ГИДРОЭЛЕКТРОСТАНЦИЯ 1997
  • Антонюк О.Б.
RU2131993C1
Бесплотинная гидроэлектростанция (БПГЭС) 2016
  • Кондратьев Михаил Николаевич
RU2657044C2
ДЕРИВАЦИОННАЯ СКВАЖИННАЯ ГИДРОЭЛЕКТРОСТАНЦИЯ 2010
  • Елисеев Александр Дмитриевич
  • Нескоромных Вячеслав Васильевич
  • Павлюкова Елена Николаевна
RU2431015C1
Автономная передвижная плавучая ГЭС 2023
  • Хозяинов Борис Петрович
RU2813937C1

Иллюстрации к изобретению RU 2 376 492 C2

Реферат патента 2009 года БЕСПЛОТИННАЯ ГИДРОЭЛЕКТРОСТАНЦИЯ

Изобретение относится к области использования энергии воды для получения электроэнергии, в частности к созданию бесплотинных гидроэлектростанций на малых и больших реках. Бесплотинная гидроэлектростанция содержит плавучий регулируемый водозаборник, выполненный в виде двух направляющих, связанных между собой распорным устройством, установленных на глубине максимальной скорости потока воды, и гидротурбину, соединенную с глубинным генератором. Направляющие выполнены полуконфузорными и расположены под углом относительно друг друга. Распорное устройство выполнено в виде телескопического регулятора, установленного с возможностью изменения угла раскрытия полуконфузорных направляющих. Изобретение направлено на создание бесплотинной гидроэлектростанции, способной работать на малых мелководных реках и ее разливах, на горных перекатах, использовать гидравлическую энергию текущей воды с учетом разных скоростей по глубине потока как в автономном, так и виде каскада ГЭС для увеличения суммарной установочной мощности. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

Формула изобретения RU 2 376 492 C2

1. Бесплотинная гидроэлектростанция, содержащая плавучий регулируемый водозаборник, выполненный в виде двух направляющих, связанных между собой распорным устройством, установленных на глубине максимальной скорости потока воды, и гидротурбину, соединенную с глубинным генератором, отличающаяся тем, что направляющие выполнены полуконфузорными и расположены под углом относительно друг друга, а распорное устройство выполнено в виде телескопического регулятора, установленного с возможностью изменения угла раскрытия полуконфузорных направляющих.

2. Бесплотинная гидроэлектростанция по п.1, отличающаяся тем, что она снабжена ограждающим устройством в виде решетки-сетки.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2009 года RU2376492C2

Горный компас 0
  • Подьяконов С.А.
SU81A1
Гидроэнергетическая установка для использования энергии потока воды 1986
  • Гендель Евгений Григорьевич
  • Гендель Вера Александровна
SU1442689A1
NL 7508142 A, 11.01.1977
US 4025220 A, 24.05.1977
US 7011501 B2, 14.05.2006.

RU 2 376 492 C2

Авторы

Азимов Юсуф Исмагилович

Штубов Константин Николаевич

Гильфанов Фарит Гильфанович

Мастюков Чингиз Исламович

Ольшевская Вера Трифоновна

Артамонов Анатолий Тимофеевич

Даты

2009-12-20Публикация

2007-11-29Подача