RU2849228C1 - Energy plant - Google Patents
Energy plantInfo
- Publication number
- RU2849228C1 RU2849228C1 RU2024133953A RU2024133953A RU2849228C1 RU 2849228 C1 RU2849228 C1 RU 2849228C1 RU 2024133953 A RU2024133953 A RU 2024133953A RU 2024133953 A RU2024133953 A RU 2024133953A RU 2849228 C1 RU2849228 C1 RU 2849228C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- pipeline
- energy
- turbine
- outlet
- module
- Prior art date
Links
Abstract
Description
Изобретение относится к гидравлическим энергетическим установкам и может быть использована для производства электроэнергии в отдаленных труднодоступных местах с ограниченными энергетическими ресурсами для обеспечения непрерывной выработки электроэнергии.The invention relates to hydraulic power plants and can be used to generate electricity in remote, hard-to-reach places with limited energy resources to ensure continuous generation of electricity.
Из уровня техники известна энергетическая установка, содержащая лопастную гидротурбину, резервуар с водой и трубопроводы, гидронасосы, кран управления, устройство запуска установки, выполненной виде пускового гидронасоса с приводом от электродвигателя, электрически связанного с автономным источником энергии, вход трубопровода соединен с резервуаром через обратные клапаны, а выход направлен на лопасти гидротурбины, причем приводные валы гидронасосов соединены с помощью гибкого элемента с валом лопастной гидротурбины при помощи повышающей гибкий придачи (см. RU 146586 U1, 10.10.2014, F03B 17/00).A power plant is known from the prior art, comprising a bladed hydroturbine, a water reservoir and pipelines, hydraulic pumps, a control valve, a device for starting the plant, made in the form of a starting hydraulic pump with a drive from an electric motor, electrically connected to an autonomous energy source, the input of the pipeline is connected to the reservoir through check valves, and the output is directed to the blades of the hydroturbine, wherein the drive shafts of the hydraulic pumps are connected by means of a flexible element to the shaft of the bladed hydroturbine with the help of a flexible increase (see RU 146586 U1, 10.10.2014, F03B 17/00).
Недостатком известной установки является неравномерность ее работы, обусловленная непостоянством ветряного потока, обеспечивающего работу основного насоса, и резкими перепадами давления в трубопроводе при переключении на работу от резервной емкости.A disadvantage of the known installation is the unevenness of its operation, caused by the inconsistency of the wind flow that ensures the operation of the main pump, and sharp pressure drops in the pipeline when switching to operation from the reserve tank.
В качестве прототипа принята энергетическая установка, содержащая подключенный к естественному и/или искусственному резервуару с водой водоотводной трубопровод, расположенный с уклоном вниз, трубопроводы, выполненные составными и в них размещены энергетические модули, каждый из которых выполнен в виде корпуса с установленной внутри ковшовой турбинной, вал которой размещен на подшипниках, электрогенераторы, расположенные с одной стороны корпуса, вал каждого из которых связан с валом ковшовой турбины данного модуля с возможностью преобразования кинетической энергии водяного потока в электрическую энергию, при этом на входе и выходе корпуса выполнены патрубки, причем в первом энергетическом модуле входной патрубок связан с выходом водоотводного трубопровода, а выходной патрубок - с трубопроводом (см. CN 205478082 U, 17.08.2016, F03B 13/08).The prototype adopted is an energy plant containing a drainage pipeline connected to a natural and/or artificial reservoir with water, located with a downward slope, pipelines made of composite and energy modules placed in them, each of which is made in the form of a housing with a bucket turbine installed inside, the shaft of which is placed on bearings, electric generators located on one side of the housing, the shaft of each of which is connected to the shaft of the bucket turbine of this module with the possibility of converting the kinetic energy of the water flow into electrical energy, while at the inlet and outlet of the housing there are branches, wherein in the first energy module the inlet branch is connected to the outlet of the drainage pipeline, and the outlet branch is connected to the pipeline (see CN 205478082 U, 17.08.2016, F03B 13/08).
Недостатком установки является неравномерность ее работы, обусловленная скачками выработки электроэнергии.The disadvantage of the installation is the unevenness of its operation, caused by surges in electricity generation.
Техническая проблема изобретения заключается в устранении указанных недостатков и расширении арсенала технических средств, касающихся установки для выработки электроэнергии с повышенной эксплуатационной надежностью, снижающей до минимума зависимость от системы централизованной подачи электроэнергии в отдаленных горных районах.The technical problem of the invention consists in eliminating the aforementioned shortcomings and expanding the arsenal of technical means related to an installation for generating electricity with increased operational reliability, minimizing dependence on the centralized power supply system in remote mountainous areas.
Технический результат достигается путем реализации изобретения по своему прямому назначению с возможностью повышения при этом производительности, упрощения конструкции и стабильности параметров вырабатываемой электроэнергии, обусловленных снижением электрических, гидравлических и механических потерь при функционировании установки и обеспечении, тем самым, сглаживания скачков выработки электроэнергии и, как следствие, повышение КПД.The technical result is achieved by implementing the invention for its intended purpose with the possibility of increasing productivity, simplifying the design and stability of the parameters of the generated electric power, due to the reduction of electrical, hydraulic and mechanical losses during the operation of the installation and thereby ensuring the smoothing of surges in electric power generation and, as a consequence, an increase in efficiency.
Поставленная проблема решается, а технический результат достигается тем, что энергетическая установка, содержащая подключенный к естественному и/или искусственному резервуару 1 с водой основной водоотводной трубопровод 2, расположенный с уклоном вниз, трубопроводы 6, выполненные составными, в которых расположены энергетические модули 7, каждый из которых выполнен в виде корпуса 8 с установленной внутри ковшовой турбинной 9, вал 10 которой размещен на подшипниках 11, электрогенераторы 13, валы 14 которых оперты на подшипники 15 и связаны с валом 10 ковшовой турбины 9 данного модуля с возможностью преобразования кинетической энергии водяного потока в электрическую энергию, при этом на входе и выходе корпуса 8 выполнены патрубки 12, причем в первом энергетическом модуле 7 входной патрубок 12 связан с выходом основного водоотводного трубопровода 2, а выходной патрубок - с трубопроводом 6, согласно изобретению, установка снабжена дополнительным водоотводным трубопроводом 3, подключенным к естественному и/или искусственному резервуару 1 и расположенным с уклоном вниз, на входах основного и дополнительного трубопроводов 2 и 3 установлены управляемые клапаны 5 для возможности изменения количества исходящей воды, по обе стороны корпуса 8 энергетического модуля 7 расположено по одному электрогенератору 13, при этом подшипники 11, 15 выполнены магнитными с воздушной системой охлаждения в виде вентиляторов 16, размещенных соответственно на валах 10 и 14 ковшовой турбины 9 и электрогенераторов 13, а ось вала 10 каждой ковшовой турбины 9 расположена в поперечной плоскости трубопровода 2 и смещена от продольной оси к его стенке с возможностью улавливания максимального количества энергии водяного потока, дополнительный трубопровод 3 сообщен своим выходом с трубопроводом 6 на участке между энергетическими модулями 7, и выполнен меньшего диаметра по отношению к диаметру основного трубопровода 2, диаметр которого равен диаметру трубопровода 6, при этом установка оборудована компрессором 18 с приводом от электродвигателя 19, подключенного к внешним источникам питания, выполненным в виде солнечных батарей 20, выход 21 компрессора 18 сообщен с трубопроводом 6 с возможностью формирования газожидкостного потока на входе ковшовой турбины 9 энергетического модуля 7, следующего после первого энергетического модуля 7.The stated problem is solved, and the technical result is achieved by the fact that the power plant, containing a main water drainage pipeline 2 connected to a natural and/or artificial reservoir 1 with water, located with a downward slope, pipelines 6 made composite, in which energy modules 7 are located, each of which is made in the form of a housing 8 with a bucket turbine 9 installed inside, the shaft 10 of which is placed on bearings 11, electric generators 13, the shafts 14 of which are supported by bearings 15 and connected to the shaft 10 of the bucket turbine 9 of this module with the possibility of converting the kinetic energy of the water flow into electrical energy, while at the inlet and outlet of the housing 8 there are branches 12, and in the first energy module 7 the inlet branch 12 is connected to the outlet of the main water drainage pipeline 2, and the outlet branch - with pipeline 6, according to the invention, the installation is equipped with an additional water drainage pipeline 3 connected to natural and/or artificial reservoir 1 and located with a downward slope, at the inputs of the main and additional pipelines 2 and 3 controlled valves 5 are installed to change the amount of outgoing water, on both sides of the housing 8 of the energy module 7 there is one electric generator 13, while the bearings 11, 15 are made magnetic with an air cooling system in the form of fans 16 placed respectively on the shafts 10 and 14 of the bucket turbine 9 and electric generators 13, and the axis of the shaft 10 of each bucket turbine 9 is located in the transverse plane of the pipeline 2 and is offset from the longitudinal axis to its wall with the possibility of capturing the maximum amount of energy of the water flow, the additional pipeline 3 is connected by its output to the pipeline 6 in the section between the energy modules 7, and is made of a smaller diameter in relation to the diameter of the main pipeline 2, the diameter of which is equal to the diameter of the pipeline 6, at In this case, the installation is equipped with a compressor 18 driven by an electric motor 19 connected to external power sources made in the form of solar batteries 20, the output 21 of the compressor 18 is connected to the pipeline 6 with the possibility of forming a gas-liquid flow at the input of the bucket turbine 9 of the energy module 7 following the first energy module 7.
Возможно, чтобы патрубки 12 энергетических модулей 7 были связаны с трубопроводом 6 посредством устройств для соединения 17.It is possible that the pipes 12 of the energy modules 7 are connected to the pipeline 6 by means of connecting devices 17.
Возможно, чтобы ось вала 10 каждой ковшевой турбины 9 была смещена с возможностью расположения в зоне стенки трубопровода 6.It is possible for the axis of the shaft 10 of each bucket turbine 9 to be offset with the possibility of being located in the area of the wall of the pipeline 6.
Сущность изобретения поясняется чертежами, где;The essence of the invention is explained by drawings, where;
на фиг. 1 - изображена схема энергетической установки с энергетическими модулями;Fig. 1 shows a diagram of a power plant with power modules;
на фиг. 2 - изображен продольный разрез по валу 10 ковшовой турбины 9,Fig. 2 shows a longitudinal section along the shaft 10 of the bucket turbine 9,
на фиг. 3 - изображен поперечный разрез по фиг. 1, при этом конструктивные элементы патентуемой энергетической установки имеют следующие обозначения:Fig. 3 shows a cross-section according to Fig. 1, wherein the structural elements of the patented power plant have the following designations:
поз. 1 - естественный и/или искусственный резервуар 1 с водой;pos. 1 - natural and/or artificial reservoir 1 with water;
поз. 2 - основной водоотводной трубопровод 2;pos. 2 - main drainage pipeline 2;
поз. 3 - дополнительный водоотводной трубопровод 3;pos. 3 - additional drainage pipeline 3;
поз. 4 - вход 4 водоотводного трубопровода 2 и 3;pos. 4 - input 4 of drainage pipeline 2 and 3;
поз. 5 - управляемый клапан 5;pos. 5 - controlled valve 5;
поз. 6 - трубопроводы 6, служащие для увеличения длины;pos. 6 - pipelines 6, used to increase the length;
поз. 7 - энергетический модуль 7;pos. 7 - energy module 7;
поз. 8 - корпус 8 ковшовой турбины 9;pos. 8 - housing 8 of bucket turbine 9;
поз. 9 - ковшовая турбина 9;pos. 9 - bucket turbine 9;
поз. 10 - вал 10 ковшовой турбины 9;pos. 10 - shaft 10 of bucket turbine 9;
поз. 11 - магнитные подшипники 11 вала 10 ковшевой турбины 9 изолированы от жидкостной полости ковшовой, турбины 9, работающие по принципу магнитной левитации, т.е. опора является механически бесконтактной;pos. 11 - magnetic bearings 11 of shaft 10 of bucket turbine 9 are isolated from the liquid cavity of bucket turbine 9, operating on the principle of magnetic levitation, i.e. the support is mechanically contactless;
поз. 12 - патрубки 12 энергетических модулей 7;pos. 12 - pipes 12 of energy modules 7;
поз. 13 - электрогенератор 13;pos. 13 - electric generator 13;
поз. 14 - вал 14 электрогенератора 13;pos. 14 - shaft 14 of electric generator 13;
поз. 15 - магнитные подшипники 15 электрогенератора 13;pos. 15 - magnetic bearings 15 of electric generator 13;
поз. 16 - вентилятор 16;pos. 16 - fan 16;
поз. 17 - устройство 17 для соединения, предназначенное для соединения трубопроводов между собой и выполненное известной конструкции, например, фитинги, муфты и т.п.;pos. 17 - device 17 for connecting, intended for connecting pipelines to each other and made of a known design, for example, fittings, couplings, etc.;
поз. 18 - компрессор 18;pos. 18 - compressor 18;
поз. 19 - электродвигатель 19 компрессора 18;pos. 19 - electric motor 19 of compressor 18;
поз. 20 - солнечные батареи 20;pos. 20 - solar batteries 20;
поз. 21 - выход 21 компрессора 18;pos. 21 - output 21 of compressor 18;
поз. 22 - аккумуляторы 22:pos. 22 - batteries 22:
поз. 23 - потребитель 23.pos. 23 - consumer 23.
Предлагаемая энергетическая установка (фиг. 1, 2, 3) представляет собой естественный и/или искусственный резервуар 1, заполненный водой, основной 2 и дополнительный 3 водоотводные трубопроводы, исходящие из упомянутого резервуара и расположенные с уклоном вниз. На входах 4 трубопроводов 2 и 3 расположены управляемые клапаны 5, служащие для изменения количества исходящей воды внутри упомянутых трубопроводов, а сами трубопроводы могут быть выполнены составными с целью унификации и ремонтопригодности, к концам упомянутых трубопроводов 2 и 3 в зависимости от требуемой длины присоединены трубопроводы 6, выполненные также составными.The proposed power plant (Fig. 1, 2, 3) is a natural and/or artificial reservoir 1 filled with water, a primary 2 and an additional 3 water drainage pipeline, originating from said reservoir and located with a downward slope. At the inlets 4 of pipelines 2 and 3, controlled valves 5 are located, serving to change the amount of outgoing water within said pipelines, and the pipelines themselves can be made of multiple components for the purpose of standardization and maintainability; pipelines 6, also made of multiple components, are connected to the ends of said pipelines 2 and 3, depending on the required length.
Основными элементами энергетической установки являются энергетические модули 7, каждый из которых выполнен в виде корпуса 8 с установленной внутри ковшовой турбинной 9, вал 10 которой размещен на магнитных подшипниках 11, при этом на входе и выходе корпуса 8 выполнены патрубки 12. В первом энергетическом модуле 7 входной патрубок 12 сообщен с выходом основного водоотводного трубопровода 2, а выходной патрубок 12 - с трубопроводом 6.The main elements of the power plant are the power modules 7, each of which is made in the form of a housing 8 with a bucket turbine 9 installed inside, the shaft 10 of which is placed on magnetic bearings 11, while at the inlet and outlet of the housing 8 there are pipes 12. In the first power module 7, the inlet pipe 12 is connected to the outlet of the main water drainage pipeline 2, and the outlet pipe 12 is connected to the pipeline 6.
По обе стороны корпуса 8 расположено по одному электрогенератору 13, валы 14 которых установлены в магнитных подшипниках 15 и связаны с валом 10 ковшовой турбины 9 данного модуля с возможностью преобразования кинетической энергии водяного потока в электрическую энергию. С целью уменьшения электрических, механических и гидравлических потерь упомянутые магнитные подшипники 11 и 15 выполнены с воздушной системой охлаждения в виде вентиляторов 16, размещенных соответственно на валах 10 ковшовой турбины 9 и электрогенераторов 13, причем для решения этой же задачи в части гидравлики, лопасти упомянутых турбин 9 выполнены ковшеобразной формы, а ось вала 10 ковшовой турбины 9 (фиг. 2) расположена в поперечной плоскости упомянутого трубопровода и смещена от продольной оси внутрь полости ковшовой турбины 9 в зону условного расположения стенки трубопровода с возможностью улавливания максимального количества энергии водяного потока.On both sides of the housing 8 there is one electric generator 13, the shafts 14 of which are mounted in magnetic bearings 15 and connected to the shaft 10 of the bucket turbine 9 of this module with the possibility of converting the kinetic energy of the water flow into electrical energy. In order to reduce electrical, mechanical and hydraulic losses, the said magnetic bearings 11 and 15 are made with an air cooling system in the form of fans 16, located respectively on the shafts 10 of the bucket turbine 9 and electric generators 13, and in order to solve the same problem in terms of hydraulics, the blades of the said turbines 9 are made bucket-shaped, and the axis of the shaft 10 of the bucket turbine 9 (Fig. 2) is located in the transverse plane of the said pipeline and is shifted from the longitudinal axis inside the cavity of the bucket turbine 9 in the zone of the conditional location of the pipeline wall with the possibility of capturing the maximum amount of energy of the water flow.
Кроме этого, дополнительный трубопровод 3 связан своим выходом с трубопроводом 6 на участке между энергетическими модулями 7, и выполнен меньшего диаметра по отношению к диаметру основного трубопровода 2, диаметр которого выполнен равным диаметру трубопровода 6.In addition, the additional pipeline 3 is connected by its outlet to the pipeline 6 in the section between the energy modules 7, and is made of a smaller diameter in relation to the diameter of the main pipeline 2, the diameter of which is made equal to the diameter of the pipeline 6.
Экономически целесообразно размещение по длине упомянутого трубопровода 2, сообщенного с трубопроводами 6 энергетических модулей 7 в количестве двух и более штук, при этом количество модулей определяется решаемой задачей по объему производимой электроэнергии и по качеству ее технических характеристик, в частности, пульсации напряжения, силы тока, электрических, механических и гидравлических потерь в сочетании со сложностью конструктивного выполнения и рельефа горной местности.It is economically feasible to place along the length of the mentioned pipeline 2, connected to pipelines 6, energy modules 7 in the amount of two or more pieces, wherein the number of modules is determined by the task being solved in terms of the volume of electric power produced and the quality of its technical characteristics, in particular, voltage pulsation, current strength, electrical, mechanical and hydraulic losses in combination with the complexity of the design and the topography of the mountainous area.
Согласно изобретению, энергетические модули 7 выполнены одинаковой конструкции с возможностью взаимозаменяемости и ремонтопригодности, что особенно важно в удаленных горных условиях их эксплуатации. Для этого, в частности, все трубопроводы выполнены составными и оборудованы устройствами для соединения 17, обеспечивая тем самым высокую «подстраиваемость» к рельефу местности, взаимозаменяемость, ремонтопригодность и унификацию конструктивных элементов установки в целом. Конструкция энергетической установки построена по модульному принципу. Модульный принцип построения устройства для выработки электроэнергии наиболее успешно применим в труднодоступных местах с ограниченными энергетическими ресурсами, в частности, в горной местности при наличии естественных водоемов, используя их в качестве резервуара с водой.According to the invention, the power modules 7 are constructed with identical interchangeability and maintainability, which is particularly important in remote mountainous environments. To this end, all pipelines are designed as composites and equipped with connection devices 17, thereby ensuring high adaptability to the terrain, interchangeability, maintainability, and standardization of the overall plant's structural components. The power plant is designed using a modular principle. This modular design of the power generation device is most successfully applied in hard-to-reach areas with limited energy resources, particularly in mountainous areas where natural bodies of water are available, using them as water reservoirs.
С целью повышения эффективности выработки электроэнергии и обеспечения стабилизации ее параметров (напряжения, силы тока и др.) энергетическая установка оборудована (фиг. 2) дополнительным водоотводным трубопроводом 3 и компрессором 18, с приводом от электродвигателя 19, подключенного к внешним источникам электропитания, выполненным в виде, например, солнечных батарей 20, аккумуляторов 22 и т.п.In order to increase the efficiency of electric power generation and ensure the stabilization of its parameters (voltage, current, etc.), the power plant is equipped (Fig. 2) with an additional water drainage pipeline 3 and a compressor 18, driven by an electric motor 19 connected to external power sources, made in the form of, for example, solar panels 20, batteries 22, etc.
Выход 21 компрессора 20 сообщен с упомянутым трубопроводом 6 с возможностью формирования распределенного режима в газожидкостном потоке на входе ковшовой турбины 9, следующей после первого энергетического модуля 7. Дополнительно к солнечным источникам электроэнергии для электропитания электродвигателя 19 возможно подключение его к имеющимся электрогенераторам предыдущих модулей энергоустановки. При этом дополнительный трубопровод 3 своим выходом сообщен с трубопроводом на участке, расположенным после первого модуля, для повышения энергии напора потока воды на данном участке и компенсации потерь энергии на совершенную данным потоком работу на предыдущем энергетическом модуле 7.The outlet 21 of compressor 20 communicates with said pipeline 6, enabling the formation of a distributed mode in the gas-liquid flow at the inlet of Pelton turbine 9, following the first power module 7. In addition to solar power sources for powering electric motor 19, it can be connected to existing electric generators of previous modules of the power plant. Moreover, the outlet of additional pipeline 3 communicates with the pipeline in the section located after the first module, to increase the energy of the water flow pressure in this section and compensate for energy losses due to the work performed by this flow on the previous power module 7.
Устройство функционирует следующим образом.The device operates as follows.
В основу технического решения положены физические законы, согласно которым используя напор водяного потока, находящейся в естественном и/или искусственном резервуаре, например, в горном озере или другом подобном горном водоеме, т.е. потенциальную энергию покоящейся на высоте в горах воды, эффективно использовать в патентуемой установке.The technical solution is based on physical laws, according to which the pressure of a water flow located in a natural and/or artificial reservoir, for example, in a mountain lake or other similar mountain body of water, i.e., the potential energy of water at rest at high altitudes, can be effectively utilized in the patented device.
Упомянутый резервуар 1 с водой (фиг. 1, 2, 3) оборудован на выходе основным 2 и дополнительным 3 водоотводными трубопроводами, обращенными вниз от поверхности воды водоема. Регулируя положение управляемого клапана 5, формируют столб жидкости (объем), который под собственной тяжестью падает вниз с ускорением свободного падения, причем вода под давлением собственного веса, обусловленным «высотой» расположения перед ковшевой турбины 9 от поверхности воды, воздействует на ускорение лопасти ковшевой турбины 9 с последующим ее вращением.The aforementioned water reservoir 1 (Figs. 1, 2, 3) is equipped at the outlet with a primary 2 and an additional 3 drainage pipeline, facing downward from the surface of the reservoir. By adjusting the position of the controlled valve 5, a column of liquid (volume) is formed, which, under its own weight, falls downward with the acceleration of gravity. The water, under the pressure of its own weight, determined by the "height" of the front of the bucket turbine 9 from the water surface, accelerates the blade of the bucket turbine 9, causing it to rotate.
Учитывая, что напор, подаваемой воды практически постоянен (благодаря естественному пополнению количества воды и применению управляемых клапанов 5), то и совершаемая потоком воды работа имеет постоянную во времени величину. После того, как первая порция (условно) на первом энергетическом модуле 7 отработала, то она поступает на последующий модуль 7, расположенный на требуемом расстоянии от него, причем столб воды остается в рабочем состоянии за счет подпитки за счет пополнения напора из дополнительного трубопровода 3 и совершает работу аналогично работе на первом модуле 7. Кроме этого, благодаря введению в поток воздушной среды, за счет соединения выхода 21 компрессора 18 с полостью корпуса 8 на входе ковшевой турбины 9, происходит увеличение водяного напора рабочей среды (за счет формирования газожидкостного потока), воздействующей на лопасти ковшевой турбины 9, а также сглаживание скачков выработки электроэнергии и электрических параметров. Далее вращение от ковшовой турбины 9 передается на вал 10 и на связанные с ним валы 14 электрогенераторов 13 для вырабатывания электроэнергии потребителю 23 (фиг. 1). Уменьшение трения во всех вращающихся элементах установки обеспечивается применением магнитных подшипников 11 и 15, исключающих контакт трущихся поверхностей между собой. Немаловажным при этом является выполнение всех энергетических модулей 7 одинаковыми с использованием унифицированных узлов и деталей, способствующих минимизации гидравлических, электрических и механических потерь, и, как следствие, повышению КПД. Существенным при этом является расположение ковшовой турбины 9 с лопастями, выполненными ковшеобразной формы, со смещением оси вала ковшовой турбины 9 от продольной оси трубопровода внутрь корпуса 8 к его стенке с возможностью «улавливания» максимального количества энергии водяного потока, при этом корпус 8 с расположенной ковшовой турбиной 9 выполнен каплевидной формы (см. фиг. 2), в продольном направлении разделенной пополам.Considering that the pressure of the supplied water is practically constant (due to the natural replenishment of the amount of water and the use of controlled valves 5), the work performed by the water flow has a constant value over time. After the first portion (conditionally) has worked on the first energy module 7, it is supplied to the subsequent module 7, located at the required distance from it, and the water column remains in a working state due to the replenishment of pressure from the additional pipeline 3 and performs work similar to the work on the first module 7. In addition, due to the introduction of an air medium into the flow, due to the connection of the outlet 21 of the compressor 18 with the cavity of the casing 8 at the inlet of the bucket turbine 9, an increase in the water pressure of the working medium (due to the formation of a gas-liquid flow) occurs, acting on the blades of the bucket turbine 9, and also smoothing out surges in electricity generation and electrical parameters. Rotation from the Pelton turbine 9 is then transmitted to shaft 10 and the associated shafts 14 of the electric generators 13 to generate electricity for the consumer 23 (Fig. 1). Friction in all rotating elements of the plant is reduced by the use of magnetic bearings 11 and 15, which eliminate contact between the rubbing surfaces. Importantly, all power modules 7 are identical, using standardized components and parts to minimize hydraulic, electrical, and mechanical losses, and, consequently, increase efficiency. Essential in this case is the arrangement of the bucket turbine 9 with blades made in a bucket shape, with the axis of the shaft of the bucket turbine 9 being shifted from the longitudinal axis of the pipeline inside the housing 8 to its wall with the possibility of “catching” the maximum amount of energy of the water flow, while the housing 8 with the located bucket turbine 9 is made in a teardrop shape (see Fig. 2), divided in half in the longitudinal direction.
Следует отметить, что используемый в установке распределенный режим в газожидкостных потоках наиболее эффективен в условиях с большими расходами жидкости. Газовая фаза рассредоточена в жидкости и движется со скоростью потока, то есть, между этими фазами отсутствует явление проскальзывания, что, не способствует возникновению потерь энергии на вращение упомянутой ковшовой турбины 9 и, как следствие, способствует повышению КПД установки в целом.It should be noted that the distributed gas-liquid flow mode used in the unit is most effective under conditions with high liquid flow rates. The gas phase is dispersed in the liquid and moves at the flow velocity, meaning there is no slippage between these phases. This prevents energy losses due to rotation of the aforementioned Pelton turbine 9 and, consequently, increases the overall efficiency of the unit.
Применение изобретения обеспечивает расширение технических возможностей энергетической установки, построенной на модульном принципе, за счет снижения электрических, гидравлических и механических потерь при ее функционировании и обеспечении при этом сглаживания скачков выработки электроэнергии и, как следствие, повышение КПД.The use of the invention ensures the expansion of the technical capabilities of a power plant built on a modular principle by reducing electrical, hydraulic and mechanical losses during its operation and ensuring the smoothing of surges in electricity generation and, as a consequence, an increase in efficiency.
Claims (3)
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2849228C1 true RU2849228C1 (en) | 2025-10-23 |
Family
ID=
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4718233A (en) * | 1985-09-26 | 1988-01-12 | Barrett Wilford C | Solar power take off |
| CN202139576U (en) * | 2011-05-18 | 2012-02-08 | 李元朝 | Water energy generating system |
| JP2014118960A (en) * | 2012-12-12 | 2014-06-30 | Shunji Kondo | Hydraulic power generation device |
| RU149717U1 (en) * | 2013-11-15 | 2015-01-20 | Частное торгово-производственное унитарное предприятие "Ульянис" | HYDRO POWER PLANT |
| CN205478082U (en) * | 2016-01-13 | 2016-08-17 | 韦富峰 | Multistage water under high pressure power generation facility |
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4718233A (en) * | 1985-09-26 | 1988-01-12 | Barrett Wilford C | Solar power take off |
| CN202139576U (en) * | 2011-05-18 | 2012-02-08 | 李元朝 | Water energy generating system |
| JP2014118960A (en) * | 2012-12-12 | 2014-06-30 | Shunji Kondo | Hydraulic power generation device |
| RU149717U1 (en) * | 2013-11-15 | 2015-01-20 | Частное торгово-производственное унитарное предприятие "Ульянис" | HYDRO POWER PLANT |
| CN205478082U (en) * | 2016-01-13 | 2016-08-17 | 韦富峰 | Multistage water under high pressure power generation facility |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP2071182B1 (en) | A multiple energy inputs hydropower system | |
| HU208362B (en) | Apparatus for utilizing the flowing energy of water motions | |
| GB2471538A (en) | Power generator using compressed air to turn an underwater generator | |
| JP6049749B2 (en) | Turbine equipment | |
| KR101654899B1 (en) | Small hydro power generating device | |
| JP6168269B2 (en) | Fluid machinery and fluid plant | |
| RU2849228C1 (en) | Energy plant | |
| EP1869316A1 (en) | Re-circulating water in close-looped hydropower system | |
| CZ2016380A3 (en) | Electric generator | |
| RU2849229C1 (en) | Energy installation | |
| CN210164574U (en) | Auxiliary Powered Wind Turbine | |
| EP4071345A1 (en) | Low-cost anti-cavitation hydraulic turbine | |
| US20200232439A1 (en) | Pressurized Hydro-Electric Generator System | |
| EP3779179B1 (en) | Energy conversion system | |
| Phommachanh et al. | Development of a positive displacement micro-hydro turbine | |
| Marwani et al. | Investigation Performance Of Pico Hydro Water Pipe Turbine | |
| RU2005199C1 (en) | Vacuum hydroelectric station | |
| AU2016201909A1 (en) | Atmo-Hydro-Electrical system (AHE) - producing hydroelectricity from atmospheric pressure. | |
| JP2022161420A (en) | Hydraulic power generation system | |
| RU2680637C1 (en) | Power plant | |
| RU2213881C2 (en) | "lena-river" hydraulic power-generating plant | |
| Dariusz et al. | Electrical energy recovery from network water pressure | |
| TR2022012919A2 (en) | ELECTRICITY GENERATION BY AIR AND LIQUID | |
| KR101545995B1 (en) | Hydropower unit for multi-axis independent pressure | |
| WO2017115194A1 (en) | Device and method for generating energy |