ИЗОБРЕТЕНИЕ
Патент Российской Федерации RU2045617
РУСЛОВАЯ ГИДРОЭЛЕКТРОСТАНЦИЯ
Имя изобретателя: Камышников Игорь Григорьевич; Папулов Владимир Ильич; Папулов Андрей Владимирович; Карташов Евгений Петрович; Камышников Олег Григорьевич
Имя патентообладателя: Камышников Игорь Григорьевич; Папулов Владимир Ильич; Папулов Андрей Владимирович; Карташов Евгений Петрович; Камышников Олег Григорьевич
Адрес для переписки:
Дата начала действия патента: 1992.12.14
Использование: в гидротехническом строительстве, в частности в создании
русловой электростанции для производства электроэнергии в русловых потоках малых рек.
Сущность изобретения: гидроэлектростанция содержит понтоны 1, торцовые части которых
соединены шарнирно, и домкраты с тягами, установленными на понтонах для изменения их
взаимного расположения в потоке. В проеме между торцами понтонов 1 расположены
гидротурбины 18, валы 17 которых соединены через редукторы 8 с валами генераторов 7,
размещенных на подвижной палубе 5, находящейся над поверхностью потока и опирающейся
на понтоны 1. Последние имеют регулируемую плавучесть и прикреплены удерживающими
канатами 11 к якорям.
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Изобретение относится к гидроэнергетике и может быть использовано для
производства электроэнергии в русловых потоках малых рек.
Известна русловая гидроэлектростанция, включающая установленный в потоке
несущий понтон регулируемой плавучести, приспособление удержания понтона в потоке,
водозаборный узел, гидротурбину и генератор тока, размещенные на понтоне [1]
Основным недостатком данной гидроэлектростанции является малая эффективность
съема гидроэнергии за счет фиксированной величины поверхностного водозахвата.
Известна также русловая гидроэлектростанция, принятая за прототип, включающая
установленные в потоке под углом друг к другу и соединенные своими торцовыми частями
понтоны регулируемой плавучести с вентиляционной горловиной, приспособления для
регулирования угла раскрытия и удержания понтонов в потоке, водозаборный узел,
соединенный с напорным водоводом для подачи воды на гидротурбину, соединенную с
генератором и размещенную между торцами понтонов, и гибкий эластичный экран [2]
Основным недостатком данной гидроэлектростанции является малая эффективность
производства электроэнергии за счет больших технологических простоев всей станции
при ремонте и замене основного оборудования внутри каждого из понтонов, малого КПД при
работе основного оборудования станции в наклонном по поперечному профилю погружном на
дно режиме и низких комфортных условий обслуживания станции внутри понтонов.
Стояла задача разработать такую русловую гидроэлектростанцию, которая обеспечивала
бы большую эффективность производства электроэнергии при большем КПД основного
оборудования станции в погружном на дно режиме, при меньших технологических простоях
станции, связанных с ремонтом и заменой основного оборудования каждого из понтонов, а
также с лучшими комфортными условиями ее обслуживания.
Существенным для решения поставленной задачи является то, что русловая
гидроэлектростанция, включающая установлен- ные в потоке под углом друг к другу и
соединенные своими торцовыми частями понтоны регулируемой плавучести с
вентиляционной горловиной, приспособления для регулирования угла раскрытия и
удержания понтонов в потоке, водозаборный узел, соединенный с напорным водоводом для
подачи воды на гидротурбину, соединенную с генератором и размещенную между торцами
понтонов, и гибкий эластичный экран, снабжена незатопляемой подвижной палубой,
опирающейся на понтоны с возможностью изменения своего положения относительно
понтонов, причем генератор установлен на подвижной палубе, а водозаборный узел
размещен между понтонами и выполнен в виде водозаборной трубы, врезанной в жесткий
водонепроницаемый экран, расположенный поперек потока, при этом боковые грани
жесткого экрана соединены гибким экраном с понтонами.
|
На фиг. 1 представлен общий вид предлагаемой гидроэлектростанции в плане; на фиг. 2
разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 разрез Б-Б на фиг. 1; на фиг. 4 понтон с вентиляционной
горловиной; на фиг. 5 гидроэлектростанция, вид спереди в погружном на дно рабочем режиме.
|
Гидроэлектростанция содержит понтоны 1, соединенные между собой торцами посредством
шарниров 26, домкраты 2 с тягами, установленными на понтонах (для изменения угла их
раскрытия потоку); заднюю и переднюю опорные балки 3 и 10 для фиксации на них опорных
стояков 23, поддерживающих подвижную палубу 5 в надводном положении; вентиляционные
горловины 4, верхние концы которых расположены над поверхностью водоема, а нижние
связаны с полостями понтонов 1; отсасывающие трубы 6 отвода отработанной воды из
гидротурбин 18, расположенных в потоке между торцами понтонов 1; генераторы 7 тока с
редукторами 8, расположенные и закрепленные жестко на палубе 5, валы которых связаны с
валами 17 рабочих колес гидротурбин 18; крановое оборудование 9 для обеспечения
ремонтных и вспомогательных работ на палубе 5 станции; удерживающие канаты 11,
прикрепленные со стороны верхнего бьефа к понтонам 1, а другой стороной к якорям,
анкерам; балластные палубные цистерны 12; трансформаторы 13 электрической энергии;
насосное оборудование 14 подачи (откачки) воды в понтоны 1 и систему охлаждения
генераторов 7; домкраты 15 подъема (опускания) палубы 5; предохранительные трубы 16 вокруг
валов 17 гидротурбин 18; напорные водоводы 119 гидротурбин 18; направляющие водозаборные
трубы 20, зев которых с одной стороны крепится к жесткому экрану 25 между понтонами 1 в
нижней их части, а с другой посредством сквозного шарнирного соединения 29 направлен в
напорные водоводы 19; шиберные заслонки 21 регулирования сечения водозабора; эластичные
экраны 22, прикрепленные с одной стороны к экрану 25, а с другой к понтонам 1; шланги 27
подачи (откачки) балластной воды 28 через вентиляционные горловины 4 в понтоны 1. Дно реки
30 и уровень 31 воды в ней в верхнем бьефе (ВБ) показаны на фиг. 5.
ПРИНЦИП ПРИМЕНЕНИЯ ГИДРОЭЛЕКТРОСТАНЦИИ СОСТОИТ В СЛЕДУЮЩЕМ
На берегу полностью монтируется гидроэлектростанция, включая доставленные раздельно
основные модули: шарнирно связываемые торцами понтоны 1 (могут быть выполнены также в
виде батареи герметичных труб большого диаметра) с расчетными параметрами по высоте,
длине и плавучести (т.е. и по ширине); водозаборный узел в нижней части между понтонами 1
на экране 25 с направляющими водозаборными трубами 20 и шиберными заслонками 21; основное
электромеханическое оборудование, включающее генераторы 7 подвесного типа с
редукторами 8 (или гидрогенераторы без редуктора) на подвижной палубе 5, опирающейся на
понтоны 1 посредством опорных балок 3 и 10 и стояков 23 со стороны верхнего бьефа и
монтируемой на высоте не менее 2 м; гидротурбины 18, устанавливаемые в потоке у подошвы
понтонов 1 между торцами со стороны нижнего бьефа, валы 17 которых жестко связаны с
валами редукторов 8; приспособление регулирования угла раскрытия со стороны верхнего
бьефа, включающее домкраты 2 с тягами на обоих понтонах 1; приспособление регулирования
плавучести понтонов 1, включающее насосное оборудование 14 на палубе 5 и шланги 27,
опущенные через вентиляционные горловины 4 в полости понтонов 1; приспособление для
подъема палубы 5, включающее шарниры 24 и домкраты 15, установленные на стояках 23.
Спускают станцию на воду. При этом станцию удерживают в русловом потоке за счет
заякорных (анкерованных) со стороны верхнего бьефа канатов 11, прикрепленных другими
концами к понтонам 1. Далее устанавливают посредством домкратов 2 расчетный угол
раскрытия понтонов 1 в потоке и из потока по шлангам 27 (вследствие большего уровня
верхнего бьефа, чем дно в полости понтонов 1) в полость понтонов 1 подается балластная
вода 28, а понтоны 1 и вместе с ними вся станция постепенно погружаются, при этом уже
может работать один гидроагрегат и можно использовать для дальнейшего погружения
собственную электроэнергию, т.е. подачу балластной воды от насосного оборудования 14.
Таким образом, на небольших по расходу и глубине потока реках, понтоны 1 "садятся"
на криволинейное по поперечному профилю дно 30. Однако следует учесть, что глубину
погружения ограничивает надпалубная высота и высота вентиляционных горловин 4. Причем
крен палубы 5 при посадке на дно 30 понтонов 1 восстанавливают посредством домкратов 15 и
основное оборудование станции может вновь работать с оптимальным КПД.
В результате при ограждении потока в верхнем бьефе формируется временное
водохранилище, расчетно подъем уровня его не должен превышать паводкового уровня реки,
и статический и динамический, напоры в водохранилище с уровнем 31 срабатываются
гидротурбинами 18. В случае временного изменения расхода потока параметры оптимального
водозахвата регулируются глубиной погружения понтонов 1 путем откачки (подачи)
балластной воды 28 в понтонах насосным оборудованием 14, шиберными заслонками 21,
изменением угла раскрытия понтонов 1 домкратами 2 и количеством одновременно
работающих гидроагрегатов. Причем в результате выхода из строя одного из
гидроагрегатов, при проведении ремонтов и замены основного оборудования он может быть
заменен (отремонтирован) без остановки второго гидроагрегата и всплытия станции на
палубе. При этом увеличивается время продуктивной работы станции без дополнительных
технологических простоев двух агрегатов; улучшаются комфортные условия, условия
обслуживания агрегатов на палубе вне понтонов.
Таким образом, заявляемый объект обнаруживает следующие достоинства: повышается
эффективность производства электроэнергии за счет меньших технологических простоев;
улучшается комфортность обслуживания основного оборудования станции за счет
расположения основного оборудования на палубе над поверхностью водоема естественной
вентиляции, большого свободного рабочего пространства и большей безопасности; большую
простоту конструкций и монтажа оборудования станции на месте с возможностью
использования модульной доставки элементов станции и их замены; возможность
обеспечения большего глубинного водозахвата по поперечному профилю малых рек в
оптимальном режиме работы (по КПД) основного оборудования станции при погружении
понтонов на криволинейное дно за счет возможности фиксации подвижной палубы в
горизонтальном положении.
ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
РУСЛОВАЯ ГИДРОЭЛЕКТРОСТАНЦИЯ, включающая установленные в потоке под углом
друг к другу и соединенные своими торцевыми частями понтоны регулируемой плавучести
с вентиляционной горловиной, приспособления для регулирования угла раскрытия и
удержания понтонов в потоке, водозаборный узел, соединенный с напорным водоводом для
подачи воды на гидротурбину, соединенную с генератором и размещенную между торцами
понтонов, и гибкий эластичный экран, отличающаяся тем, что она снабжена
незатопляемой подвижной палубой, опирающейся на понтоны с возможностью изменения
своего положения относительно понтонов, причем генератор установлен на подвижной
палубе, а водозаборный узел размещен между понтонами и выполнен в виде водозаборной
трубы, врезанной в жесткий водонепроницаемый экран, расположенный поперек потока,
при этом боковые грани жесткого экрана соединены гибким эластичным экраном с
понтонами.
Версия для печати
Дата публикации 12.01.2007гг
вверх
|
