Приливная электростанция с увеличенным циклом работы Российский патент 2024 года по МПК F03B13/26 E02B9/08 

Изобретение относится к гидротехническим сооружениям и может использоваться для увеличения выработки энергии за счет использования энергии приливов и отливов путем увеличения времени работы ГЭС между приливами.

Известна, например, «Бесплотинная приливная ГЭС» автора Попова А. И. по патенту РФ №2757047, МПК F03B 13/26; F02B 9/08.

Данная ГЭС содержит дополнительный резервуар, установленный на опоре в зоне водохранилища на верхнем уровне прилива, цилиндрическую емкость для перелива воды с двунаправленной гидравлической турбиной Уайта, накопительный резервуар для воды и регулирующие механизмы для управления потоками воды на турбину.

Недостатками этой приливной ГЭС является относительно небольшой объем воды, который может быть накоплен в дополнительном резервуаре, размещаемом на опоре и, соответственно, малый запас гидравлической мощности, который может быть преобразован в электрическую энергию.

Другим недостатком является необходимость использования турбины Уайта, имеющей низкий КПД преобразования гидравлической энергии в электрическую.

Известна так же «Приливная электростанция» автора Цгоева Р. С.по патенту РФ №2525622, МПК E02B 9/08, F03B 13/26.

Приливная электростанция содержит несколько водопропускных каналов со своими гидротурбинами и общим генератором. Все гидротурбины объединены единым валом, нагруженным на генератор, который выполнен на суммарную мощность всех гидротурбин группы.

Эффективность данной электростанции достигается за счет уменьшения ширины плотины и использования генератора большей мощности с лучшими технико-экономическими показателями.

Недостатком данного устройства является так же низкая эффективность из-за отсутствия каких-либо дополнительных накопителей воды, расширяющих диапазон регулирования выработки электрической энергии станцией.

Известна также «Приливная электростанция» авторов Недвига Ю. С.и Недвига Н. Ю. по изобретению СССР №1490223, МПК E02B 9/08.

Приливная электростанция содержит плотину, образующую водохранилище, разделенное ограждающими стенками на несколько бассейнов, соединенных с акваторией глубинными водоводами, здание электростанции с обратимыми гидроагрегатами и затворами в турбинных водоводах, причем станция снабжена трубопроводом с переключающими затворами, последовательно соединяющих бассейны с турбинными водоводами.

В данном устройстве повышена эффективность работы станции за счет расширения диапазона регулирования выработки электроэнергии путем создания нескольких бассейнов с запасами воды и поочередного выпуска воды через турбины, что удлиняет цикл работы приливной электростанции.

Недостатком этого технического решения является значительная сложность изготовления подобной плотины с бассейнами и необходимость автоматизации процесса управления затворами.

Такого рода плотины проектируют и сооружают только при новом строительстве, а улучшить технические характеристики существующих приливных станции не представляется возможным.

Наиболее близким техническим решением к заявляемому изобретению является «Приливная электростанция с дополнительным резервуаром» автора Попова А. И. по патенту РФ №2796337, МПК F02B 9/08; F03B 13/26.

Данная приливная ГЭС содержит размещенный в зоне водохранилища на понтонах резервуар, который наполняется насосной установкой во время прилива через трубу-магистраль, проложенную внутри плотины.

В процессе отлива после выхода воды из водохранилища через рабочие турбины резервуар на понтонах опускается, и вода из него так же через турбины выходит в акваторию моря.

Недостатком данной приливной ГЭС является малый объем воды, накапливаемый в резервуаре, и, следовательно, незначительная энергия дополнительно вырабатываемая электростанцией.

Задачей предлагаемого изобретения является создание универсального устройства, которое можно использовать для повышения эффективности существующих приливных станций.

Технической проблемой, которую решает настоящее изобретение, является создание универсального устройства, которое можно использовать для повышения эффективности существующих приливных станций путем выработки электроэнергии в период между приливами.

Технический результат заключается в том, что в приливной электростанции с удлиненным циклом работы, содержащим плотину, образующую отделенное от акватории моря водохранилище, здание электростанции, размещенные в плотине стандартные рабочие затворы, обратимые турбины с электрогенераторами, дополнительную гидротурбину с электрогенератором, размещенную в магистрали, проходящей через плотину, накопительный резервуар, размещенный в акватории моря, соединен с ней на уровне отлива обратным запорным клапаном и оснащен внутри в своей нижней части поворотным затвором, перекрывающим вход трубы, соединяющий резервуар с магистралью внутри плотины, причем поворотный затвор посредством троса другим концом троса подключен через блоки, установленные в верхней части резервуара и плотины, к поплавку, при этом поплавок и поворотный затвор оснащены дополнительными грузами, причем груз поплавка выполнен большим по весу.

На чертеже показана «Приливная электростанция с удлиненным циклом работы».

Устройство содержит плотину 1, образующую отделенную от акватории 2 моря водохранилище 3, здание электростанции, размещенные в плотине стандартные рабочие затворы, обратимые турбины с электрогенераторами, вырабатывающими электроэнергию в сети (не показаны на чертеже), дополнительную малую гидротурбину 4, размещенную в магистрали 5, проходящей через плотину, накопительный резервуар 6 для воды, размещенный в акватории моря, соединенный с ней на уровне отлива обратным запорным клапаном 7 и оснащенный внутри своей нижней части поворотным затвором 8, перекрывающим вход трубы 9, соединяющий резервуар с магистралью внутри плотины, причем поворотный затвор посредством троса 10 подключен через установленные в верхней части резервуара и плотины блоки 11 с поплавком 12, а поплавок и поворотный затвор оснащены, соответственно, дополнительным большим по весу грузом 13 и грузом 14. Поплавок с грузом в нижней зоне водохранилища размещается на подставке 15 определенной высоты.

«Приливная электростанция с увеличенным циклом работы» работает следующим образом.

На чертеже показано состояние электростанции после окончания отлива.

При наступлении прилива вода из акватории 2 моря через стандартные рабочие затворы поступает на обратимые турбины с электрогенераторами (не показано на чертеже) и происходит накопление водохранилища 3, при этом всплывает поплавок 12 с грузом 13, трос 10 перемещается в сторону резервуара 6 и груз 14, опускаясь, закрывает поворотный клапан 8. Одновременно с накоплением воды в водохранилище 3 производится заполнение водой резервуара 6 через обратный запорный клапан 7.

Работа обратимых турбин, размещенных в плотине, и выработка их генераторами электроэнергии для сетей, продолжается до достижения уровня прилива. Через некоторое время начинается процесс отлива, при этом вода из водохранилища 3 через обратимые турбины, вырабатывающие основную электроэнергию для сетей, выходит через стандартные рабочие затворы в акваторию моря, а поплавок 12 с грузом 13 начинает опускаться вниз. После достижения поплавком 12 уровня подставки 15, натягивается трос 10 большим по весу грузом 13 и открывается поворотный затвор 8. Накопленная вода в резервуаре 6 через трубу 9 поступает в магистраль 5 на дополнительную гидротурбину 4, электрогенератор которой (не показан на чертеже), вырабатывает дополнительную электроэнергию, а вода, поступившая в обезвоженное в настоящий момент водохранилище 3, далее выливается через неработающие обратимые турбины обратно в акваторию 2 моря.

Размеры резервуара 6 и, соответственно, объем накопленной в нем воды рассчитывается потребителями электроэнергии на время до следующего цикла прилива, в течение которого будет работать дополнительная гидротурбина 4 с генератором, вырабатывающим электроэнергию для собственных нужд станции или для снабжения небольшого поселения.

Таким образом, используя запас воды в дополнительном резервуаре, размещенным в акватории моря, представляется возможным увеличить производительность существующих приливных электростанций и обеспечить снабжение электроэнергией для собственных нужд станции во временном промежутке между приливами.

Изобретение относится к гидротехническим сооружениям. Приливная электростанция с удлиненным циклом работы содержит плотину 1, образующую отделенное от акватории моря 2 водохранилище 3, здание электростанции, размещенные в плотине 1 стандартные рабочие затворы, обратимые турбины с электрогенераторами, дополнительную гидротурбину 4 с электрогенератором, размещенную в магистрали 5, проходящей через плотину 1, накопительный резервуар 6. Резервуар 6 размещен в акватории 2, соединен с ней на уровне отлива обратным запорным клапаном 7 и оснащен внутри в своей нижней части поворотным затвором 8, перекрывающим вход трубы 9, соединяющий резервуар 6 с магистралью 5 внутри плотины 1. Затвор 8 соединен с концом троса 10, который другим концом подключен через блоки 11, установленные в верхней части резервуара 6 и плотины 1, к поплавку 12. Поплавок 12 и затвор 8 оснащены грузами 13 и 14 соответственно. Груз 13 выполнен большим по весу. Изобретение направлено на повышение эффективности приливной электростанции путем выработки электроэнергии в период между приливами. 1 ил.

Приливная электростанция с удлиненным циклом работы, содержащая плотину, образующую отделенное от акватории моря водохранилище, здание электростанции, размещенные в плотине стандартные рабочие затворы, обратимые турбины с электрогенераторами, дополнительную гидротурбину с электрогенератором, размещенную в магистрали, проходящей через плотину, накопительный резервуар, отличающаяся тем, что накопительный резервуар размещен в акватории моря, соединен с ней на уровне отлива обратным запорным клапаном и оснащен внутри в своей нижней части поворотным затвором, перекрывающим вход трубы, соединяющий резервуар с магистралью внутри плотины, причем поворотный затвор соединен с концом троса, который другим концом подключен через блоки, установленные в верхней части резервуара и плотины, к поплавку, при этом поплавок и поворотный затвор оснащены дополнительными грузами, причем груз поплавка выполнен большим по весу.