Завантажити PDF файл.

Формула / Реферат

1. Безгребельна гідроелектростанція на вільному потоці, яка складається із монтажних модулів у кількості, відповідній встановленій потужності станції, шарнірно сполучених між собою у вигляді гірлянд, занурюваних у ріку або у морську акваторію з підводною течією, привідної гідротурбіни і сполученого з нею електрогенератора, систем контролю, керування та стабілізації гідравлічних і електричних параметрів станції, встановлених на плавучій або змонтованій на березі платформі, яка відрізняється тим, що кожен модуль складається з каркаса, виконаного з труб великого діаметра, який виконує роль первинного накопичувача річкової чи морської води, що нагнітається в нього гідронасосами, двох понтонів і набору гідроприводів, співвісно сполучених з гідронасосами, а всі гірлянди за допомогою гнучкого водоводу з'єднані з вторинним накопичувачем - приймальним колектором, розміщеним у прибережній частині водойми або на її березі та з’єднаним через напірний колектор з привідною турбіною електростанції.

2. Гідроелектростанція за п. 1, яка відрізняється тим, що приймальний колектор разом з приєднаними до нього гірляндами модулів за допомогою гнучких водоводів сполучений, з одного боку, з напірним колектором, змонтованим разом з привідною гідротурбіною електростанції на плавучій або встановленій на березі платформі, а з другого - зі стабілізуючим колектором напору і витрати води на турбіну, виконаним у вигляді водонапірної башти або труби чи трубопроводу, похило на опорах або вертикально на фундаменті змонтованих на березі водойми і оснащених на заданій від рівня води у водоймі висоті дренажним отвором та зворотним трубопроводом, змонтованим аналогічно і спрямованим у водойму для скидання надлишкової води і попередження підвищення напору на турбіну.

3. Гідроелектростанція за п. 1, яка відрізняється тим, що за відсутності у місці встановлення гідроелектростанції високих берегів для встановлення на них стабілізуючого колектора на приймальному або напірному колекторі встановлений один або декілька порогових клапанів для обмеження максимального напору води на турбіну, створюваного гідронасосами модулів через приймальний та напірний колектори.

Текст

1 Безгреблева гідроелектростанція на вільному потоці, яка складається із монтажних модулів у КІЛЬКОСТІ, ВІДПОВІДНІЙ встановленій по тужності станції, шарнірно сполучених між собою у вигляді гірлянд, занурюваних у річку або у морську акваторію з підводною течією, яка відрізняється тим, що кожен модуль складається з каркаса, виконаного з труб великого діаметра, який виконує роль первинного накопичувача річкової чи морської води, що нагнітається в нього гідронасосами, двох понтонів і набору пдроприводів, СПІВВІСНО сполучених з гідронасосами, а всі гірлянди за допомогою гнучкого водоводу з'єднані з вторинним накопичувачем - приймальним колектором, розміщеним у прибережній частині водойми або на и березі 2 Гідроелектростанція за п 1 , яка відрізняється тим, що приймальний колектор разом з приєднаними до нього гірляндами модулів за допомогою гнучких водоводів сполучений з одного боку з напірним колектором, змонтованим разом з головною гідротурбіною електростанції, СПІВВІСНО з'єднаною з електрогенератором, на плавучій або встановленій на березі платформі, а з другого боку - із стабілізуючим колектором напору і витрат води на турбіну, виконаним у вигляді водонапірної башти або труби, чи трубопровода, похило на опорах або вертикально на фундаменті змонтованих на березі водойми і оснащених на заданій від урізу води у водоймі висоті дренажним отвором (клапаном) та зворотним трубопроводом, змонтованим аналогічно і спрямованим у водойму для скидання надлишкової води і, тим самим, для попередження підвищення напору на турбіну З Гідроелектростанція за п 1 , яка відрізняється тим, що при відсутності високих берегів у МІСЦІ встановлення гідроелектростанції стабілізуючий колектор може бути замінений на один або декілька порогових клапанів, встановлених на приймальному або на напірному колекторах для обмеження максимального напору води на турбіну, створюваного гідронасосами модулів через приймальний та напірний колектори 00 Винахід відноситься до області нетрадиційної енергетики і може бути використаний для електропостачання як в стаціонарному варіанті, так і в якості потужних пересувних резервних енергоджерел для підприємств, житлово-комунального сектору і для інших споживачів у містах і в селах, розміщених на берегах рік, глибина яких дозволяє сплав модулів, або в прибережній морській зоні, де існують ПІДВОДНІ або поверхневі течи Відомо безліч низьконапірних пдродвигунів, які агрегатуються з різноманітними по потужності і призначенню електрогенераторами і створюють так звані МІНІ-ГЕС Але, через малу потужність та низьку якість отримуваної від них електроенергії (рівень і стабільність частоти та напруги) вони не отримали широкого розповсюдження, особливо в поєднанні з державними енергомережами Найбільш близькою до даного винаходу по своїй конструктивній схемі є пропозиція створення безгреблевої ГЕС на Гольфстрімі [журнал «Техника молодежи» №11/12 за 1998 рік] Головними недоліками такої ГЕС є необхідність використання великої КІЛЬКОСТІ надмірно дорогих електрогенераторів та складнощі в об'єднанні і узгодженні параметрів отримуваної від них електроенергії в одне потужне джерело кондиційного електричного струму Вбачається помилковість уявлень авторів ідеї про те, що усі пдроприводи усіх гірлянд, оснащених однаковими електрогенераторами, будуть обертатись з однаковою частотою і виробляти однакову потужність та ще й при однакових параметрах електричного струму В зв'язку з тим, що при обтіканні течією безгреблевої ГЕС енергія, необхідна для ю 58294 відхилення потоку, значно менша ніж енергія, необхідна для обертання усіх гідротурбін з генераторами, більшість гідротурбін виявиться в застійній або, навіть, у мертвій зоні і не буде працювати взагалі Частота обертання решти електрогенераторів буде коливатись від розрахункової до нульової В основу винаходу поставлена задача створення екологічно чистої електростанції, яка, використовуючи енергію вільного потоку ріки або течи іншої водойми, не вимагає спорудження греблі, має модульну конструкцію, що не заважає ні судноплавству, ні проходу риби, і яка має потужність, достатню для забезпечення конкретно взятого підприємства або населеного пункту (міста чи села) кондиційною і дешевою електроенергією як в стаціонарному варіанті, так і з можливістю транспортування и по акваторії в будь яке місце для використання в якості резервного (аварійного) джерела енергії Поставлена задача вирішується тим, що безгреблева ГЕС на вільному потоці складається із монтажних модулів у КІЛЬКОСТІ, ВІДПОВІДНІЙ встановленій потужності станції, шарнірно сполучених між собою у вигляді гірлянд, занурюваних у ріку або у морську акваторію з підводною течією, а кожен модуль складається з каркаса, виконаного з труб великого діаметра, який виконує роль первинного накопичувача річкової чи морської води, що нагнітається в нього гідронасосами, двох понтонів і набору пдроприводів, СПІВВІСНО сполучених з гідронасосами, а всі гірлянди за допомогою гнучкого водоводу з'єднані з вторинним накопичувачем - приймальним колектором, розміщеним у прибережній частині водойми або на її березі Крім того, приймальний колектор разом з приєднаними до нього гірляндами модулів, сполучений за допомогою гнучких водоводів, з одного боку, з напірним колектором, змонтованим разом з головною гідротурбіною електростанції, СПІВВІСНО з'єднаною з електрогенератором, на плавучій або встановленій на березі платформі, а з другого - із стабілізуючим колектором напору води на турбіну і и витрат, виконаним у вигляді водонапірної башти, або труби чи трубопровода, похило на опорах або вертикально на фундаменті змонтованих на березі водойми і оснащених на заданій від урізу води у водоймі висоті дренажним отвором (клапаном) та зворотним трубопроводом, змонтованим аналогічно і спрямованим у водойму для скидання надлишкової води і, тим самим, для попередження небажаного підвищення напору на турбіну, а при відсутності високих берегів у МІСЦІ встановлення гідроелектростанції, заміненим одним або декількома пороговими клапанами, встановленими на приймальному або на напірному колекторах для обмеження максимального напору води на турбіну, створюваного гідронасосами модулів через приймальний та напірний колектори Завдяки тому, що конструкція ГЕС модульна, вона містить у собі велику КІЛЬКІСТЬ уніфікованих (однакових) вузлів і деталей, що дає змогу поточного їх виробництва одночасно на декількох підприємствах металообробного або машинобудівного профілів і, ВІДПОВІДНО, мати невисоку їх собівартість та невеликі терміни створення і окуп ності потужних установок, порівняно з традиційними гідро- і теплоелектростанціями однакової потужності Монтажні модулі й елементи пдродвигунів мають конструкцію, яка дозволяє їх виготовлення з пластикових матеріалів, що значно скорочує витрати на спорудження електростанції Наявність на модулях понтонів дозволить сплавляти їх на місце призначення, на мілководдя або поймову частину ріки під час повені для виконання ремонту чи регламенту технічного обслуговування після спаду повені в більш сприятливих умовах, впритул до атмосферних, що значно знизить витрати коштів на ці операції та обсяги необхідних водолазних робіт Великі ріки мають швидку течію і практично на всьому протязі придатні для установки на них передбачуваних ГЕС При широкому застосуванні безгреблевих ГЕС питома енергоємність ріки (сумарна КІЛЬКІСТЬ отриманої електроенергії, віднесена до довжини використаної ділянки) в тисячі разів перевищує аналогічний показник для традиційних ГЕС (потужність ГЕС, віднесена до довжини водосховища), що може дозволити здійснювати енергозабезпечення цілих регіонів з одночасним зменшенням питомої ваги теплових електростанцій і теплоелектроцентралей Згідно винаходу, низьконапірні пдродвигуни застосовуються для приведення в дію роторних насосів, встановлених на елементах монтажних модулів, які виготовлені з труб великого діаметра і які виконують роль первинних колекторів для прийняття від насосів і подачі через гнучкі водоводи в приймальний колектор і на гідротурбіну води під заданим напором з регулюванням, при необхідності і, як правило, в автоматичному режимі, напору і витрат води на турбіну шляхом використання стабілізуючого колектора і його систем контролю і управління Суть передбачуваного винаходу пояснюється малюнками, на яких зображена схема безгреблевоі ГЕС (фіг 1,2) і схема монтажного модуля (фіг 3,4) Безгреблева гідроелектростанція включає до свого складу шарнірно з'єднані між собою монтажні модулі 1 з понтонами 16, які за допомогою грунтозачепів 15 і розтяжок 13 закріплюються на дні ріки На елементах монтажних модулів змонтовані роторні насоси 2 з пдроприводами 3 За допомогою сферичних шарнірів 14 монтажні модулі сполучені між собою, а через гнучкі водоводи 4-з приймальним колектором 5 Приймальний колектор гнучкими водоводами сполучений з напірним колектором 6, змонтованим спільно з осьовою гідротурбіною 7 і електрогенератором 8 на плавучій платформі 9 До приймального колектора за допомогою гнучкого водоводу приєднаний стабілізуючий колектор 10, який, у вигляді трубопровода на опорах 12 або у вигляді труби чи водонапірної башти на фундаменті, розміщений на високому березі ріки таким чином, що його вільний кінець або найвища точка з дренажним отвором або клапаном 17 на 60-80 метрів (розрахунковий напір води в приймальному колекторі) перевищує рівень платформи з гідротурбіною Спільно з трубопроводом стабілізуючого колектора на опорах 58294 укладена зливна труба 11, призначена для скидання надлишків води у водойму При відсутності високого берега в районі установки гідроелектростанції, можливе виключення із схеми стабілізуючого колектора при умові установки на приймальному колекторі необхідної КІЛЬКОСТІ перепускних клапанів надлишкового тиску Безгреблева гідроелектростанція на вільному потоці працює наступним чином З зануренням монтажних модулів 1 з гідронасосами 2 і пдроприводами 3 під воду, пдроприводи приводять у дію роторні насоси, які закачують воду всередину трубчатих конструкцій модулів Через трубчаті конструкції модулів, сферичні шарніри 14 і водоводи 4 вода від усіх насосів надходить в приймальний колектор 5 В цей час в стабілізуючому колекторі 10 вода встановлюється на рівні верхньої, наперед заданої, точки Зсумовуючись в приймальному колекторі, вода від нього по водоводам під заданим напором надходить в напірний колектор 6 і на турбіну 7 СПІВВІСНО Комп'ютерна верстка Н Лисенко з'єднану з електрогенератором 8, забезпечуючи тим самим обертання генератора з заданою частотою навіть в період самого низького рівня води в ріці При підвищенні рівня води у водоймі або збільшенні швидкості течи ріки, а значить і збільшенні напору, який завдяки цьому можуть забезпечити насоси всередині приймального колектора, в першу чергу починає підвищуватись рівень води в стабілізуючому колекторі Досягши верхньої або наперед заданої точки, вода переливається через край стабілізуючого колектора або через отвір чи клапан в ньому на заданому рівні, попадає в зливну трубу 11 і по ній скидається у водойму, чим забезпечується сталість напору води і, ВІДПОВІДНО, частоти обертання турбіни, а значить і ротора електрогенератора Тим самим гарантується ВІДПОВІДНІСТЬ параметрів електричного струму, який виробляє запропонована гідроелектростанція на вільному потоці, Державним стандартам України і міжнародним стандартам Підписано до друку 05 08 2003 Тираж39 прим Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, Львівська площа, 8, м Київ, МСП, 04655, Україна ТОВ "Міжнародний науковий комітет", вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна

Дивитися

Додаткова інформація

Назва патенту англійською

Dam-less hydroelectric power plant on free flow

Автори англійською

Kravchenko Ihor Pavlovych, Dolinskyi Anatolii Andriiovych, Shurchkov Anatolii Vasyliovych

Назва патенту російською

Бесплотинная гидроэлектростанция на свободном потоке

Автори російською

Кравченко Игорь Павлович, Долинский Анатолий Андреевич, Шурчков Анатолий Васильевич

МПК / Мітки

МПК: F03B 13/00, E02B 9/00

Мітки: потоці, безгреблева, вільному, гідроелектростанція

Код посилання

<a href="http://uapatents.com/3-58294-bezgrebleva-gidroelektrostanciya-na-vilnomu-potoci.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Безгреблева гідроелектростанція на вільному потоці</a>

Подібні патенти