RU149717U1

RU149717U1 - HYDRO POWER PLANT

Info

Publication number: RU149717U1
Application number: RU2014119016/06U
Authority: RU
Inventors: Юрий Ульянович ЖИНГЕЛЬ
Original assignee: Частное торгово-производственное унитарное предприятие "Ульянис"
Priority date: 2013-11-15
Filing date: 2014-05-12
Publication date: 2015-01-20

Abstract

Гидроэлектростанция, содержащая гидроэнергетический блок преобразования энергии и водовод, отличающаяся тем, что водовод выполнен в виде наклонного желоба с крышкой в верхней части, по длине которого перпендикулярно его продольной оси размещены рычажно-лопатковые турбины, валы которых опираются на стороны желоба, при этом указанный желоб в верхней своей части закреплен в снабженном гидрозатвором отверстии плотины, размещенной на пороге водоема, а рычажно-лопатковые турбины установлены с возможностью передачи вращающего момента на валы электрогенераторов гидроэнергетического блока преобразования энергии.A hydroelectric power station containing a hydropower energy conversion unit and a water conduit, characterized in that the water conduit is made in the form of an inclined gutter with a cover in the upper part, along the length of which lever-blade turbines are located perpendicular to its longitudinal axis, the shafts of which rest on the sides of the gutter, while the said gutter in its upper part, it is fixed in a dam hole equipped with a water seal, located on the threshold of the reservoir, and lever-blade turbines are installed with the possibility of transmitting torque to the shafts of electric generators of the hydroelectric power conversion unit.

Description

Полезная модель относится к области электроэнергетики и может быть использована при строительстве речных гидроэлектростанций для получения электрической энергии путем преобразования энергии водного потока.The utility model relates to the field of electric power and can be used in the construction of river hydroelectric power plants to produce electric energy by converting the energy of a water stream.

Известна русловая бесплотинная электростанция [RU 2131993 C1, 20.06.1999], в которой река разделяется на два потока вертикальной стенкой-разделителем высотой несколько выше максимального уровня воды в реке в половодье. Стенка-разделитель сооружена под некоторым углом, например, 30-35° к направлению потока и образует сужающееся русло, по которому вода устремляется к гидроагрегату. Гидроагрегат установлен неподвижно, а ось гидротурбины расположена горизонтально и перпендикулярно направлению потока либо на металлическом понтоне, либо на двух противоположно расположенных бетонных основаниях, образующих прямоугольный открытый для протоки воды короб. Понтон имеет возможность вертикального перемещения вверх-вниз в этом коробе одновременно с подъемом или понижением уровня воды в реке.Known channel damless power station [RU 2131993 C1, 06/20/1999], in which the river is divided into two streams by a vertical wall-separator with a height slightly higher than the maximum water level in the river in high water. The separator wall is constructed at a certain angle, for example, 30-35 ° to the direction of flow and forms a tapering channel along which water rushes to the hydraulic unit. The hydraulic unit is installed motionlessly, and the axis of the hydraulic turbine is located horizontally and perpendicular to the direction of flow either on a metal pontoon or on two opposite concrete bases, forming a rectangular box open for water flow. Pontoon has the ability to move vertically up and down in this box simultaneously with the rise or fall of the water level in the river.

Недостатком данного технического решения является невысокая величина генерируемой электрической мощности.The disadvantage of this technical solution is the low value of the generated electric power.

Известна речная гидроэлектростанция [RU 2023806 C1, 30.11.1994], содержащая обводной канал и турбины, соединенные с генераторами. Она снабжена щитками и прямолинейными трубами, соединяющими русло реки с обводным каналом. Щитки и трубы расположены горизонтально или наклонно. Обводной канал расположен на берегу параллельно руслу реки, а турбины размещены в концевых участках труб или за выходными сечениями труб. При этом щитки установлены в русле реки поперек потока за входными сечениями труб ниже по течению реки.Known river hydroelectric power station [RU 2023806 C1, 11/30/1994] containing a bypass channel and turbines connected to generators. It is equipped with shields and straight pipes connecting the riverbed with a bypass channel. Shields and pipes are horizontal or inclined. The bypass channel is located on the shore parallel to the riverbed, and the turbines are located in the end sections of the pipes or behind the outlet sections of the pipes. At the same time, shields are installed in the river channel across the stream behind the inlet pipe sections downstream of the river.

Эта гидроэлектростанция имеет недостаточно высокий КПД, излишне конструктивно сложна и дорога в изготовлении и монтаже, ограниченно применима при небольших перепадах высот, недостаточно технологична в эксплуатации.This hydroelectric power station has insufficient efficiency, is unnecessarily structurally complex and expensive to manufacture and install, is limitedly applicable at small elevation changes, and is not technologically advanced in operation.

Наиболее близкой по технической сущности к заявленному решению является гидроэлектростанция [RU 25014 U1, 10.09.2002], содержащая гидроэнергетический блок преобразования энергии и трубопровод, предназначенный для подачи воды в гидроэнергетический блок и снабженный закрывающимся всасывающим патрубком. Патрубок, установленный на входе трубопровода и погруженный в воду, закрывается заливочной горловиной. Выход трубопровода соединен с регулирующим дросселем, размещенным на входе гидроэнергетического блока. Трубопровод выполнен с возможностью укладки наружным способом, а заливочная горловина вмонтирована в трубопровод в точке максимального превышения.The closest in technical essence to the claimed solution is a hydroelectric power plant [RU 25014 U1, 09/10/2002] containing a hydropower energy conversion unit and a pipeline designed to supply water to the hydropower unit and equipped with a closing suction pipe. A pipe installed at the inlet of the pipeline and immersed in water is closed by a filler neck. The pipeline outlet is connected to a control throttle located at the inlet of the hydropower unit. The pipeline is arranged to be installed externally, and the filler neck is mounted in the pipeline at the point of maximum excess.

Недостатком такого устройства является высокая трудоемкость в эксплуатации вследствие необходимости заполнения водой всего трубопровода и установки горловины в максимальной точке превышения. Кроме того, возникают большие сложности в момент пуска гидроэлектростанции. Это обусловлено тем, что при пуске необходимо одновременно открыть управляющий дроссель и всасывающий патрубок, находящиеся на противоположных концах трубопровода.The disadvantage of this device is the high complexity in operation due to the need to fill the entire pipeline with water and install the neck at the maximum excess point. In addition, there are great difficulties at the time of the launch of the hydroelectric power station. This is due to the fact that during start-up it is necessary to simultaneously open the control throttle and the suction pipe located at opposite ends of the pipeline.

Задачей полезной модели является снижение конструктивной сложности, металлоемкости и стоимости изготовления гидроэлектростанции, повышение технологичности ее изготовления, монтажа и эксплуатации и, как следствие, повышение КПД.The objective of the utility model is to reduce the structural complexity, metal consumption and manufacturing cost of a hydroelectric power station, increase the manufacturability of its manufacture, installation and operation and, as a result, increase the efficiency.

Поставленная задача решается созданием гидроэлектростанции, содержащей гидроэнергетический блок преобразования энергии и водовод. Новым является то, что водовод выполнен в виде наклонного желоба с крышкой в верхней части, по длине которого перпендикулярно его продольной оси размещены рычажно-лопатковые турбины, валы которых опираются на стороны желоба, при этом указанный желоб в верхней своей части закреплен в снабженном гидрозатвором отверстии плотины, размещенной на пороге водоема, а рычажно-лопатковые турбины установлены с возможностью передачи вращающего момента на валы электрогенераторов гидроэнергетического блока преобразования энергии.The problem is solved by creating a hydroelectric power station containing a hydropower energy conversion unit and a water conduit. New is that the water conduit is made in the form of an inclined gutter with a cover in the upper part, along the length of which perpendicular to its longitudinal axis are lever-blade turbines, whose shafts rest on the sides of the gutter, while the specified gutter is fixed in its upper part in an opening equipped with a water seal dams located on the threshold of the reservoir, and lever-blade turbines are installed with the possibility of transmitting torque to the shafts of the electric generators of the hydropower energy conversion unit.

На представленном чертеже показан общий вид предложенной электростанции.The drawing shows a General view of the proposed power plant.

Русло реки 1, имеющее порог 2, перегорожено плотиной 3, которая ориентирована перпендикулярно направлению течения реки, и укреплена боковыми стенками 4 и 5. В результате образован водоем 6. В нижней части плотины 3 проделано отверстие, в котором установлен наклонный желоб 8, закрытый в своей верхней части крышкой 7. Эта крышка 7 позволяет изменить направление скорости вытекающей из водоема 6 воды таким образом, чтобы она была направлена примерно параллельно образующей желоба 8. Для предотвращения аварийных ситуаций, связанных с непредвидимыми погодными условиями, а также для осуществления ремонтно-профилактических работ, отверстие плотины 3 снабжено гидрозатвором 9, позволяющими регулировать, а в некоторых случаях и полностью перекрывать слив воды через отверстие плотины и желоб 8. Кроме того, на весенний период предусмотрен регулируемый отводной канал для сброса избыточной воды, а для судоходных рек предусмотрены судопропускные шлюзы (на чертеже не показаны). В наклонном желобе 8 размещены рычажно-лопатковые турбины 10, валы которых установлены в подшипниках. Опорами для подшипников служат боковые стороны желоба 8. Рычажно-лопатковые турбины 10 установлены с возможностью передачи вращающего момента на валы электрогенераторов гидроэнергетического блока преобразования энергии (на чертеже не показано). Гидроэлектростанция работает следующим образом.The riverbed 1, with a threshold of 2, is blocked off by a dam 3, which is oriented perpendicular to the direction of the river flow, and reinforced by the side walls 4 and 5. As a result, a reservoir 6 is formed. A hole is made in the lower part of the dam 3, in which an inclined groove 8 is installed, closed in of its upper part by cover 7. This cover 7 allows you to change the direction of the speed of the water flowing out of the reservoir 6 so that it is directed approximately parallel to the generatrix of the groove 8. To prevent accidents associated with unforeseen situations suitable conditions, as well as for repair and maintenance work, the opening of the dam 3 is equipped with a water lock 9, which allows to regulate, and in some cases completely block the drainage of water through the opening of the dam and the gutter 8. In addition, an adjustable discharge channel is provided for the spring period excess water, and for navigable rivers, shipping locks are provided (not shown in the drawing). In the inclined groove 8 are placed lever-blade turbines 10, the shafts of which are mounted in bearings. The bearings are supported by the sides of the trough 8. The lever-blade turbines 10 are mounted with the possibility of transmitting torque to the shafts of the electric generators of the hydropower energy conversion unit (not shown). Hydroelectric power works as follows.

Вода, находящаяся под большим гидростатическим давлением, поступает в наклонный желоб 8 из водоема 6. С помощью крышки 7 направление движения воды изменяется и становится примерно параллельной (позиция 11) образующей наклонного желоба 8. Стекая по желобу 8, вода еще больше увеличивает свою скорость вследствие сил гравитации. Встречая на своем пути первую рычажно-лопатковую турбину 10, приводит ее во вращение, отдавая ей часть своей кинетической энергии. Продолжая движение по желобу, вода частично восстанавливает свою кинетическую энергию вследствие гравитационных сил. Далее вода приводит во вращение вторую турбину 10 и т.д. Рычажно-лопатковые турбины 10 передают вращающий момент на валы электрогенераторов гидроэнергетического блока преобразования энергии. Отработанная вода поступает в старое русло реки (позиция 12). Наличие нескольких турбин позволяют более полно использовать энергию водного потока и, как следствие, в разы повысить коэффициент полезного действия электростанции. Кроме того, снижается конструктивная сложность и металлоемкость, а также повышается технологичность изготовления, монтажа и эксплуатации оборудования.Water under high hydrostatic pressure enters the inclined groove 8 from the reservoir 6. Using the cover 7, the direction of water movement changes and becomes approximately parallel (position 11) forming the inclined groove 8. Flowing down the groove 8, the water increases its speed even more due to gravitational forces. Encountering on its way the first lever-blade turbine 10, it drives it into rotation, giving it part of its kinetic energy. Continuing movement along the gutter, water partially restores its kinetic energy due to gravitational forces. Further, the water drives the second turbine 10, etc. Lever-blade turbines 10 transmit torque to the shafts of the electric generators of the hydropower energy conversion unit. Wastewater flows into the old riverbed (position 12). The presence of several turbines makes it possible to more fully use the energy of the water stream and, as a result, significantly increase the efficiency of the power plant. In addition, the structural complexity and metal consumption are reduced, as well as the manufacturability of the manufacture, installation and operation of equipment is increased.

Claims

A hydroelectric power plant comprising a hydropower energy conversion unit and a water conduit, characterized in that the water conduit is made in the form of an inclined groove with a cover in the upper part, along the length of which perpendicular to its longitudinal axis are lever-blade turbines whose shafts rest on the sides of the groove, while the specified groove in its upper part it is fixed in a dam hole equipped with a water lock located on the threshold of a reservoir, and lever-blade turbines are installed with the possibility of transmitting torque to The power generators of a hydropower energy conversion unit.