СПОСОБ СОЗДАНИЯ ЭЛЕКТРОСТАНЦИИ Российский патент 2010 года по МПК E02B9/00 

Изобретение относится к электроэнергетике и строительной технике.

Известно, что гидроэлектростанции получают электрическую энергию, используя кинетическую и потенциальную энергию стока реки в конкретном месте ее русла. Для этого в этом месте сооружают гидроузел и гидротехнические сооружения, состоящие из напорной плотины, расходного водохранилища, водосливной плотины, судоходных шлюзов, водоводов, затворов и электростанции, которую размещают, как правило, на фундаментной плите железобетонной плотины.

Применяют различные способы размещения электрогенераторов (электрических машин) в гидроэлектростанциях, но всегда каждому гидроагрегату предназначают отдельное установочное место в гидросооружении, при этом электрические машины в машинном зале устанавливают в горизонтальной плоскости, а гидротурбины с направляющим аппаратом и подводящими водоводами размещают в теле гидроузла.

Капсульные гидроагрегаты в гидроэлектростанциях размещают в горизонтальной плоскости при, этом оси вращения роторов электрических машин и гидропривода также горизонтальны (см. описание изобретения к А.С. СССР № 434182 «Гидроэлектростанция», М. кл. F03В 13/00.).

Известно также, что в мощных русловых электростанциях электрические машины размещают в закрытых машинных залах в горизонтальной плоскости в один ряд, при этом оси вращения их роторов вертикальны (см. описание изобретения к А.С. СССР №933916 «Здание электростанции», М. кл. Е04Н 5/00, а также описание изобретения к А.С. СССР №1 193 225 «Гидроэлектростанция», М. кл. Е02В 9/00, в которой гидроагрегаты размещены в горизонтальной плоскости.).

Недостатки таких электрических станций /гидроэлектростанций/, в которых применяют способ использования кинетической и потенциальной энергии стока воды русла реки общие: это прежде всего обязательная «привязка» их к руслу реки, прямая зависимость количества вырабатываемой электроэнергии от дебита воды в конкретном створе русла реки, значительное влияние климатических условий на бассейн реки, ограниченные возможности, по многим причинам, выбора места сооружения гидроэлектростанции, вывод из хозяйственного оборота земель сельскохозяйственного, лесного и индустриального фонда большой площади, созданием расходного водохранилища, повышение уровня грунтовых вод и подтопление фундаментов сооружений в прибрежной зоне водохранилища, необходимость строительства многопролетных магистральных мостов и других коммуникаций в акватории водохранилища и их высокая стоимость, высокая стоимость гидросооружений и длительность их строительства, индивидуальные проекты, схемы, расчеты, оборудование, условия эксплуатации для каждого гидроузла и электростанции - и это далеко не полный перечень недостатков гидроэлектростанций, их ограниченного применения.

Способ создания электростанции по настоящему техническому решению является новым в технике создания генерирующих мощностей по новой технологии, заключается в сооружении вертикальных электростанций на суше, т.е. сооружают конструкцию на которой по вертикали укрепляют электрогенераторы /электрические машины/ с явно выраженными полюсами и снабжают каждую из них аэроприводом.

Аэропривод - это источник механической энергии вращения, создающий кинетический момент вращения. Аэропривод содержит физический рычаг - водило, скрепленный в горизонтальной плоскости одним концом в центре вращения с валом потребителя кинетической энергии - ротором электрической машины перпендикулярно оси вращения ротора, а другой конец снабжен движителем - воздушным винтом, вектор тяги которого перпендикулярен водилу и перпендикулярен оси ротора, действует в горизонтальной плоскости. Аэропривод выполняют из двух или нескольких водил.

Пример. Допустим в некотором выбранном месте русла реки решено использовать возобновляемые природные ресурсы стока воды - применяют известный способ - строят гидроэлектростанцию, выходные параметры которой /мощность и количество вырабатываемой электроэнергии/ меньше энергии стока воды /скорость течения и массовый расход воды/.

Новый способ создания электростанции отличается тем, что электростанцию не «привязывают» к руслу реки и гидроузлу, сооружают на фундаментной плите одной электрической машины, на которой возводят вертикальные силовые колонны с равным промежутком по контуру цилиндра и соединяют их между собой по вертикали через интервал h по горизонтальным параллельным плоскостям силовыми фермами, образующими z вертикальных открытых машинных залов, в каждом из которых по оси цилиндра соосно устанавливают z электрических машин, скрепляют их с фермами и снабжают аэроприводами, электроснабжение тяговых двигателей которых обеспечивают посредством соединения их с контактными сетями открытых машинных залов, которые параллельно соединяют с автономным источником тока тяговых двигателей.

Экологические, технические, технологические, экономические, стратегические (непосредственное приближение электростанции к потребителю электроэнергии), временные преимущества заявляемого способа очевидны. Нелишне заметить также, что сооружение электростанций различной мощности по заявляемому способу выполняют по типовым проектам сериями.

Изобретение относится к нетрадиционной электроэнергетике и строительству электростанций с применением электрических машин с явно выраженными полюсами. В соответствии с предложенным способом электростанцию не «привязывают» ни к руслу реки, ни к гидроузлу, а сооружают отдельно, преимущественно в месте потребления электроэнергии. Для этого на фундаментной плите только одной электрической машины возводят сооружение из вертикальных силовых колонн, которые размещают по контуру цилиндра и затем соединяют их через некоторый интервал по вертикали в горизонтальных плоскостях силовыми фермами, на которые устанавливают электрические машины (электрогенераторы) и снабжают их аэроприводами, электроснабжение тяговых двигателей которых осуществляют от автономного источника тока.

Способ создания электростанции, характеризующийся тем, что электрическую машину не привязывают к руслу реки и к гидроузлу, вначале сооружают фундаментную плиту одной электрической машины, на которой возводят вертикальные силовые колонны с равным промежутком по контуру цилиндра и соединяют их между собой по вертикали через интервал h по горизонтальным параллельным плоскостям силовыми фермами, образующими z вертикальных открытых машинных залов, в каждом из которых по оси цилиндра соосно устанавливают z электрических машин, скрепляют их с фермами и снабжают аэроприводами, электроснабжение тяговых двигателей которых обеспечивают посредством соединения их с контактными сетями открытых машинных залов, которые параллельно соединяют с автономным источником тока тяговых двигателей.