Гидроэлектростанция Советский патент 1981 года по МПК E02B9/00 

(54) ГИДРОЭЛЕКТРОСТАНЦИЯ

Изобретение относится к энергетическому строительству, а именно к гидроэлектростанциям, предназначенным для преобразования энергии течения воды в электрическую. Известна ГЭС с погружными рабочими колесами, горизонтально расположенными в русле 1 . Недостатком такой ГЭС является снижение мощности из-за того, что полностью погруженное колесо теряет часть переданной ему энергии потока за счет преодоления сопротивления при движении против течения. Наиболее близким к изобретению техническим решением является ГЭС, включающая устои и гидроагрегат, а также собственно здание ГЭС, плотину и другие вспомогательные сооружения 2. Недостатками известной ГЭС являются сложность ее конструкции в целом, а также затопление полезных земель. Цель изобретения ;- упрощение конструкции ГЭС и исключение затопления земель. Поставленная цель достигается тем, что один из устоев образован криволинейной и прямолинейной стенками, расположенными соответственно на берегу и в русле, причем между стенками образовано углубление с основанием, имеющим уклон до 10° в сторону русла, а в центре основания установлен стакан с гидроагрегатом. Кроме того, рабочее колесо гидроагрегата может быть расположено параллельно основанию и снабжено катками и направляющими для них. На фиг. 1 показана ГЭС поперечное сечение; на фиг. 2 - то же, вид сверху. ГЭС включает береговой бетонный устой, образованный криволинейной стенкой 1 и прямолинейной со стороны русла стенкой 2. Основание углубления 3 выполнено с уклоном в сторону русла. В центре углубления перпендикулярно его основанию установлен стакан 4, выполненный бетонным. В углублении установлен гидроагрегат 5, рабочее колесо которого находится в полупогруженном состоянии. Внутри стакана размещен генератор 6. Рабочее колесо представляет собой разборную конструкцию в виде легких ферм. Требуемая мощность гидроагрегата достигается путем увеличения диаметра рабочего колеса до необходимых размеров, обоснованных соответствующими энергетическими и прочностными расчетами. Для обеспечения устойчивости рабочего колеса в его основании имеются катки 7, установленные в направляющих 8 основания 3. ГЭС работает следующим образом. Текущая вода поступает в бетонный береговой устой, в котором установлен гидроагрегат. Воздействие гидродинамического напора на лопасти рабочего колеса создает момент, обеспечивающий его вращение и связанного с ним ротора гидрогенератора 6. Гидрогенератор 6 размещен в центре углубления и рабочего колеса в бетонном стакане 4. Вращение рабочего колеса осуществляется на катках 7, установленных в направляющих 8 основания 3. Основание 3 имеет уклон в сторону реки, что обеспечивает размещение рабочего колеса в полупогруженном состоянии. При вращении колеса вследствие его наклонного расположения одни лопасти входят в воду, другие выходят из воды, что позволяет уменьщить сопротивление движению колеса. Прямолинейная стенка 2 устоя обеспечивает направление потока воды и безопасность проходящих по реке судов. Оценочные расчеты показывают, что угол наклона рабочего колеса el не превышает 10°. Например, для колеса d 200 м при oi 10° обеспечивается полное погружение лопасти высотой h 17 м. Использование изобретения позволяет получать электроэнергию в местах, географически неблагоприятных для строительства плотин. Мощность ГЭС определяется размерами рабочего колеса гидроагрегета И может достигать сотен тысяч киловатт, однако необходимо учесть, что количество таких колес вдоль русла реки может быть практически неограниченным. Вследствие наличия опорных катков рабочее колесо, несмотря на больщой диаметр, может быть выполнено из легких ферм и достаточно просто в изготовлении. При использовании ГЭС исключается вредное экологическое воздействие на окружающую среду. Формула изобретения 1.Гидроэлектростанция, включающая береговые устои и гидроагрегат, отличающаяся тем, что, с целью упрощения конструкции и исключения затопления земель, один из устоев образован криволинейной и прямолинейной стенками, расположенными соответственно на берегу и в русле, причем между стенками образовано углубление с основанием, имеющим уклон до 10° в сторону русла, а в центре основания установлен стакан с гидроагрегатом. 2.Гидроэлектростанция по п. 1, отличающаяся тем, что рабочее колесо гидроагрегата расположено параллельно основанию и снабжено катками и направляющими для них. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Берштейн Л. Б. Приливные электростанции, 1961, с. 17. 2.Губин Ф. Ф. Гидроэлектрические станции. 1972, с. 30-35.