CZ2012764A3 - Podzemní přečerpávací elektrárna - Google Patents

Podzemní přečerpávací elektrárna Download PDF

Info

Publication number
CZ2012764A3
CZ2012764A3 CZ2012-764A CZ2012764A CZ2012764A3 CZ 2012764 A3 CZ2012764 A3 CZ 2012764A3 CZ 2012764 A CZ2012764 A CZ 2012764A CZ 2012764 A3 CZ2012764 A3 CZ 2012764A3
Authority
CZ
Czechia
Prior art keywords
turbine
pumping
francis
francis turbine
pumped
Prior art date
Application number
CZ2012-764A
Other languages
English (en)
Inventor
imĹŻnek Pavel Ĺ
Pavel Halada
Original Assignee
MORAVSKĂť VĂťZKUM, s.r.o.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by MORAVSKĂť VĂťZKUM, s.r.o. filed Critical MORAVSKĂť VĂťZKUM, s.r.o.
Priority to CZ2012-764A priority Critical patent/CZ2012764A3/cs
Priority to EP12466020.0A priority patent/EP2730701A2/en
Publication of CZ2012764A3 publication Critical patent/CZ2012764A3/cs

Links

Classifications

    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02B—HYDRAULIC ENGINEERING
    • E02B9/00—Water-power plants; Layout, construction or equipment, methods of, or apparatus for, making same
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03B—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS
    • F03B11/00—Parts or details not provided for in, or of interest apart from, the preceding groups, e.g. wear-protection couplings, between turbine and generator
    • F03B11/004—Valve arrangements
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03B—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS
    • F03B13/00—Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates
    • F03B13/06—Stations or aggregates of water-storage type, e.g. comprising a turbine and a pump
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03B—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS
    • F03B13/00—Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates
    • F03B13/08—Machine or engine aggregates in dams or the like; Conduits therefor, e.g. diffusors
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03B—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS
    • F03B3/00—Machines or engines of reaction type; Parts or details peculiar thereto
    • F03B3/02—Machines or engines of reaction type; Parts or details peculiar thereto with radial flow at high-pressure side and axial flow at low-pressure side of rotors, e.g. Francis turbines
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03B—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS
    • F03B3/00—Machines or engines of reaction type; Parts or details peculiar thereto
    • F03B3/16—Stators
    • F03B3/18—Stator blades; Guide conduits or vanes, e.g. adjustable
    • F03B3/183—Adjustable vanes, e.g. wicket gates
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/20—Hydro energy
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/16—Mechanical energy storage, e.g. flywheels or pressurised fluids
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P90/00—Enabling technologies with a potential contribution to greenhouse gas [GHG] emissions mitigation
    • Y02P90/50—Energy storage in industry with an added climate change mitigation effect

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Other Liquid Machine Or Engine Such As Wave Power Use (AREA)
  • Hydraulic Turbines (AREA)

Abstract

Vynález se týká podzemní přečerpávací elektrárny, kdy přívod pracovního vodního media obsahující vstupní přívodní a zabezpečovací prvky je veden do haly strojovny (7). Na tuto halu strojovny (7), kde je umístěno soustrojí (8) přečerpávací Francisovy turbíny, navazuje odpadní potrubí (30) ústící do propojovacího tunelu (32), odkud se rozlévá do jednotlivých polí (33) podzemní nádrže (34). Dno podzemní nádrže (34) je umístěno nad horní úrovní oběžného kola přečerpávací Francisovy turbíny (10). Na přečerpávací Francisovu turbínu (10), která je přírubově propojena s kulovým ventilem (9), potom navazuje rozváděcí prstenec (15), vjehož vnitřní části jsou kruhově uloženy naváděcí lopatky (16), jejichž ramena (17) jsou propojena táhly (18). Jedno z nich, rameno (19) pohonu. je prodlouženo a kyvně propojeno s lineárním hydropohonem (20), na opačné straně uchyceným na rozváděcím prstenci (15). Přečerpávací Francisova turbína (10) dále obsahuje oběžné kolo (21) pevně propojené s vertikálním hřídelem (22) těsněným ucpávkou (23), jejíž seřizování je realizováno dvojicí lineárních rotačních pohonů (24), z nichž každý zahrnuje globoidní šnek (25), zabírající do utahovací matice (26) s ozubením. Vertikální hřídel (22) přečerpávací Francisovy turbíny (10)je rotačně uložen v rámu (12) v ložiskách (27) a prostřednictvím rozběhové spojky (28)je propojen s elektrickým motorgenerátorem (11). Ve spodní části přečerpávací Francisovy turbíny (10) osově navazuje koleno odpadního potrubí (29). Přívodní potrubí (6), soustrojí přečerpávací Francisovy turbíny (8) a odpadní potrubí (31) tvoří výkonovou větev (42), kde za účelem zvýšení výkonu počet těchto

Description

Oblast techniky
Vynález se týká technologie využití vodní energie k její akumulaci a následně k jejímu získání s možností doplnění jako náhrady deficitu ve veřejné distribuční elektrické síti za přispění využití technologie soustrojí přečerpávací Francisovy turbíny v oboustranném režimu turbína - čerpadlo.
Dosavadní stav techniky
V současné době existuje řada různých typů přečerpávacích elektráren, využívajících vhodné lokality a různá vodní díla, tvořící přirozenou zásobu potencionální energie ve formě vody v nádrži nad elektrárnou a naopak možnost uskladnění energie do vody v nádrži na úrovni elektrárny, kterou je nutno vyčerpat do horní nádrže.
Žádná z těchto alternativ systémů přečerpávacích elektráren neřeší jejich instalaci do hlubinného podzemního díla, které je vybudováno specielně za tímto účelem, kdy je v podzemních prostorách, s velkým výškovým potenciálem zabudováno soustrojí přečerpávací elektrárny s příslušenstvím, a vybudována speciální spodní retenční nádrž, s tím, že vrchní retenční nádrž tvoří uměle vytvořené vodní dílo nebo přírodní zásobník vody.
Předmětem vynálezu je podzemní přečerpávací elektrárna, kterou tvoří uměle vybudované hlubinné podzemní dílo, na jehož dně je vybudována velkokapacitní retenční nádrž, a podzemní prostory pro zabudování soustrojí přečerpávací elektrárny s příslušenstvím.
Podstata vynálezu
Uvedené nevýhody řeší systém podzemní hlubinné přečerpávací elektrárny, vybudované v blízkosti vodního díla nebo přírodního zásobníku vody, který je využíván jako horní retenční nádrž, tento systém je tvořen hlubinným podzemním dílem, ve které je v podzemních prostorách, v místě s velkým výškovým potenciálem, zabudováno soustrojí přečerpávací elektrárny s příslušenstvím, a vybudována speciální hlubinná spodní retenční nádrž, například v systému souběžných vzájemně propojených tunelů, jehož podstata je vtom, že je tento podzemní přečerpávací systém opatřen vstupními přívodními a zabezpečovacími prvky do pracovního prostoru, je dále tvořen a veden česlemi, zabezpečovací zábranou, například tabulovým uzávěrem, přívodním potrubím, ve sklonu pod přirozeným povrchem, nebo jiným způsobem a pak svisle nebo úpadně do haly strojovny, přičemž na tuto halu strojovny, kde je umístěno soustrojí přečerpávací Francisovy turbíny, navazuje odpadní potrubí ústící do propojovacího tunelu, odkud se voda rozlévá do jednotlivých polí podzemní nádrže, kde dno podzemní nádrže je umístěno nad horní úrovní oběžného kola, přičemž hala strojovny je dále propojena chodbou s halou trafostanice s transformátory, kde na halu trafostanice je napojen přístupový tunel, sloužící k mobilnímu propojení strojovny a trafostanice, a který je opačným směrem vyveden na povrch do prostoru šachetní věže, přičemž chodba je protažena k prvnímu propojovacímu tunelu přístupovou chodbou, takže hala strojovny je propojena touto přístupovou chodbou a na ni navazující stoupající větrací šachtou s větracím objektem, přičemž základními podsestavami soustrojí přečerpávací Francisovy turbíny podzemní přečerpávací elektrárny jsou kulový ventil, přečerpávací Francisova turbína a motorgenerátor, které jsou uloženy v rámu, přičemž kulový ventil je ovládán rotačním pohonem přes kompenzační
spojku, přičemž na přečerpávací Francisovu turbínu, která je přírubově propojena s kulovým ventilem, potom navazuje rozváděči prstenec, v jehož vnitřní části jsou kruhově uloženy naváděcí lopatky 16, jejichž ramena jsou propojena táhly, přičemž jedno z nich, rameno pohonu, je prodlouženo a kyvné propojeno s lineárním hydropohonem, na opačné straně uchyceném na rozváděcím prstenci, přičemž přečerpávací Francisova turbína dále obsahuje oběžné kolo pevně propojené s vertikálním hřídelem těsněným ucpávkou, jejíž seřizování je realizováno dvojicí lineárních rotačních pohonů, z nichž každý zahrnuje globoidní šnek, zabírající do utahovací matice s ozubením, přičemž vertikální hřídel přečerpávací Francisovy turbíny je rotačně uložen v rámu v ložiskách a prostřednictvím rozběhové spojky je propojen s elektrickým motorgenerátorem, přičemž ve spodní části přečerpávací Francisovy turbíny osově navazuje koleno odpadního potrubí.
Výhodné je, když u podzemní přečerpávací elektrárny přívodní potrubí, soustrojí přečerpávací Francisovy turbíny a odpadní potrubí tvoří výkonovou větev, kde za účelem zvýšení výkonu počet těchto výkonových větví může být více než jedna.
Koncepce a zásady řešení vodního díla je dána hlavním účelem stavby, tj. využitím vodní energie v přečerpávací elektrárně. Strojovna přečerpávací elektrárny, umístěná mezi horní a spodní nádrží zahrnuje hlavní technologické celky.
V horní a spodní nádrži jsou umístěny vtokové a výtokové objekty s technologickým zařízením nezbytným pro provoz přečerpávací vodní elektrárny, jako jsou česle, tabulové uzávěry a ostatní zařízení ovládané automatikou turbín a zajišťujícím bezpečný, bezporuchový a spolehlivý provoz.
Přívod vody z horní nádrže je uvažován jedním samostatným ocelovým přivaděčem, rozděleným ve spodní části před turbínami na dva samostatné přivaděče. Jako
« • · • · · ♦ ochrana turbín jsou na konci potrubních přivaděčů a před turbínami umístěny kulové ventily. Ve strojovně jsou dvě soustrojí s reverzními Francisovými turbínami, z nichž každá je propojena se synchronním generátorem. Soustrojí mohou pracovat společně nebo samostatně a zajišťují turbínový nebo čerpadlový provoz. Vedle haly strojovny je umístěna hala transformace a rozvodu elektrické energie. Je zde rovněž instalována kompletní elektrická část včetně vyvedení výkonu a připojení k rozvodné síti, tj. sfázování s elektrickou sítí a její kompenzace ve formě účiníku. Dále instalovaná automatika předpokládá řízení centrálním dispečinkem s tím, že soustrojí jsou určena pro výrobu vysoce ceněné špičkové energie a vyrovnávání nestacionárních stavů sítě jako změny frekvence, rychlé výkonové změny apod.
Řešení podzemního díla je přizpůsobeno lokalitě, a je uvažováno s plným využitím těžené horniny k výrobě hodnotných stavebních materiálů pro budování například dopravních staveb.
• ·
Přehled obrázků na výkresech
Na přiložených listech jsou znázorněny obrázky a legenda.
Na obrázku k anotaci je znázorněna celková dispozice rozmístění jednotlivých objektů podzemní přečerpávací elektrárny
OBR. 1 Celková dispozice rozmístěni jednotlivých objektů podzemní přečerpávací elektrárny.
OBR. 2 Detailní znázornění podzemních objektů
OBR. 3 Podzemní objekty - horní a spodní pohled
OBR. 4 Strojovna s vnitřním vybavením, trafostanice s vnitřním vybavením, chodba a přístupová chodba s vnitřním vybavením
OBR. 5 Soustrojí Francisovy turbíny v zástavbě
OBR. 6 Soustrojí Francisovy turbíny uložené v rámu
OBR. 7 Soustrojí Francisovy turbíny v řezu, v dolním pohledu je patrno ovládání a mechanický rozvod ovládání naváděcích lopatek a způsob seřizování těsnosti ucpávek • · • · · · · · ·
Příklad provedení vynálezu
Základním prvkem podzemní přečerpávací elektrárny 1 je horní vodní nádrž 2 některého ze stávajících velkých vodních děl, nebo přírodních zásobníků vody, kde je v některém z vhodných míst provedena úprava pro odvod vody přes česle 3 a zabezpečovací zábrany 4, včetně tabulového uzávěru 5, odkud je voda přívodním potrubím 6 vedena ve sklonu pod přirozeným povrchem na vhodnou vzdálenost, nebo jiným způsobem, a pak svisle, nebo úpadně, do haly strojovny 7, do soustrojí 8 přečerpávací_Francisovy turbíny.
Základními podsestavami soustrojí 8 přečerpávací Francisovy turbíny u podzemní přečerpávací elektrárny 1 jsou kulový ventil 9, přečerpávací Francisova turbína 10 a motorgenerátor 11, které jsou uloženy v rámu 12.
Kulový ventil 9 je ovládán rotačním pohonem 13 přes kompenzační spojku 14. Přečerpávací Francisova turbína 10 je přírubově propojena s kulovým ventilem 9, potom navazuje rozváděči prstenec 15, v jehož vnitřní části jsou kruhově uloženy naváděcí lopatky 16, jejichž ramena 17 jsou propojena táhly 18, přičemž jedno z nich, rameno pohonu 19 je prodlouženo a kyvné propojeno s lineárním hydropohonem 20, na opačné straně uchyceném na rozváděcím prstenci 15.
Další, podstatnou součástí přečerpávací Francisovy turbíny 10 je oběžné kolo 21 pevně propojené s vertikálním hřídelem 22 těsněným ucpávkou 23, jejíž seřizování je realizováno dvojicí lineárních rotačních pohonů 24, z nichž každý zahrnuje globoidní šnek 25, zabírající do utahovací matice s ozubením 26. Vertikální hřídel 23 přečerpávací Francisovy turbíny 10 je rotačně uložen v rámu 12 v ložiskách 27 a prostřednictvím rozběhové spojky 28 je propojen s elektrickým motorgenerátorem
11. Osově, ve spodní části přečerpávací Francisovy turbíny 10 navazuje koleno • · odpadního potrubí 29. Strojovnu 7 voda opouští odpadním potrubím 30 pod trafostanicí 31 a ústí do prvního propojovacího tunelu 32, odkud se rozlévá do jednotlivých polí 33 podzemní nádrže 34, která je propojena s povrchovou atmosférou větracími šachtami 35 s vyústěním do větracího objektu 36.Vedle haly strojovny 7 je umístěna hala trafostanice 31 s transformátory 37 propojená se strojovnou 7 chodbou 38 v jejím spodním patře, přičemž do jejíhož horního patra ústí přístupový tunel 39, který je opačným směrem vyveden na povrch do prostoru šachetní věže 40. Horní patro chodby 38 je protaženo k prvnímu propojovacímu tunelu 32 přístupovou chodbou 4Ί. Mobilní propojení strojovny 7 a trafostanice 31 s povrchem je umožněno přístupovým tunelem 39 a na opačném konci ústí na povrchu do šachetní věže 40.
Dno podzemní nádrže 34 je umístěno nad horní úrovní oběžného kola přečerpávací Francisovy turbíny 10 tak, aby byla turbína stále zahlcena, čímž je umožněn i opačný proces získávání elektrické energie, kdy motorgenerátor 11 pracuje v motorickém režimu a voda je vytlačována přečerpávací Francisovou turbínou 10 do horní vodní nádrže 2, čímž dochází k žádané akumulaci energie.
Výkonová větev 42 v linii přívodní potrubí 6, soustrojí 8 přečerpávací Francisovy turbíny a odpadní potrubí 31, mohou být pro zvýšení výkonu vhodně znásobeny, v našem případě konkrétního řešení jsou tyto větve ve spodní části znásobeny na větve dvě.
Vedle strojovny je umístěna hala trafostanice 36, která je se strojovnou 7 propojena chodbou 38, do níž ústí přístupový tunel 39.
Funkce
Podzemní přečerpávací elektrárna 1 s výhodou využívá některou ze stávajících horních vodních velkých nádrží 2, dále je možno využít přirozeného spádu terénu, a teprve potom je vhodné, pro zvýšení tlaku na turbínu vytvořit v potřebné hloubce prostor pro podzemní nádrž 34. V horní vodní nádrži 2 se ve vhodném místě provedou úpravy pro zabudování česlí 3, zabezpečovacích zábran 4 a tabulového uzávěru 5, odkud je dále vyvedeno přívodní potrubí 6 nejdříve kopírující povrch krajiny, a teprve potom, ve vhodném místě, po dosažení maximálního výškového rozdílu je přívodní potrubí 6 natočeno do strmého nebo šikmého úhlu tak, aby v co nejkratší délce bylo dosaženo co největší hloubky s maximálním zvýšením tlaku.
Přívodní potrubí 6, jehož průměr je optimalizován na co nejnižší ztráty, ústí do strojovny 7, tlaková voda prochází kulovým ventilem 9 se zajištěnou bezpečnostní uzavírací ochranou reprezentovanou rotačním pohonem 13 působícím přes kompenzační spojku 14, a po průchodu tlakové vody přes naváděcí lopatky 16 rozváděcího prstence 15 a oběžné kolo 21 přečerpávací Francisovy turbíny 10 se dostává do odpadního potrubí 30, odkud nakonec ústí do propojovacího tunelu 32, odkud je rozváděna do jednotlivých polí 33 podzemní nádrže 34, jejíž plnění je umožněno existencí větrací šachty 35 s vyústěním na povrchu do větracího objektu 36. Ovládání výkonu přečerpávací Francisovy turbíny 10 je umožněno nastavováním naváděcích lopatek 16, jejichž synchronizace je provedena propojovacími táhly 18 na ramenech 17, která jsou součástí lopatek 16. Jedno z ramen - rameno 16 je prodlouženo, a je ovládáno lineárním hydropohonem 20, kyvné uchyceném na rozváděcím prstenci 15.
Soustrojí přečerpávací Francisovy turbíny 9 je uloženo v masivním rámu 12 a skládá se z kulového ventilu 9 a jeho příslušenství, na nějž přírubově navazuje • · · · Ζ Σ .
····· · J * «·* *· ·* ··· ··· · rozváděči prstenec 15 přečerpávací Francisovy turbíny 10, v jehož ose rotuje oběžné kolo 21 pevně propojené s vertikálním hřídelem 22, v jehož spodní části jsou ucpávky 23 proti vodě stlačované utahovací maticí s ozubením ovládanou globoidními šneky 25, které jsou součástí dvojice rotačních pohonů 24. Vertikální hřídel 22 je rotačně uložen v rámu 12 prostřednictvím ložisek 27 a dále na něj navazuje rozběhová spojka 28 jako vstupní a chránící prvek motorgenerátoru 11.
Soustrojí přečerpávací Francisovy turbíny 9 je umístěno v hale strojovny 7, vedle níž je umístěna hala trafostanice 31 s transformátory 37, propojená se strojovnou 7 chodbou 38, do které ústí v horním patře přístupový tunel 39, na povrchu ústící do šachetní věže 40. Prodloužené horní patro chodby 38 tvoří přístupovou chodbu 41, umožňující propojení hal strojovny 7 a trafostanice 31 s podzemní nádrží 34 sloužící k umožnění revizí, čištění, oprav, apod.
Mobilně jsou haly strojovny 7 a trafostanice 31 s povrchem terénu propojeny přes přístupový tunel 39 a na opačné straně - na povrchu ústí do šachetní věže 40.
Dno podzemní nádrže 34 je umístěno nad horní úrovní oběžného kola přečerpávací Francisovy turbíny 10 tak, aby byla turbína stále zahlcena, čímž je umožněn i opačný proces získávání elektrické energie, kdy motorgenerátor 11 pracuje v motorickém režimu a voda je vytlačována Francisovou turbínou 10 do horní vodní nádrže 2, čímž dochází k žádané akumulaci energie.
Pro zvýšení celkové energetické výkonové kapacity je možno větev přívodní potrubí 6, přečerpávací Francisova turbína 10 a odpadní potrubí 30 znásobit - většinou tyto větve, tak jako v našem konkrétním případě, jsou ve spodní části znásobeny na větve dvě.
···· - · · · • ·· · ·· ·· • · ·· 1 · · • · · · · · ···· * a
.. *· ··· ··· *
Průmyslová využitelnost
Vynález je možno uplatnit všude tam, kde je potřeba rychle a přesně dodávat do veřejné elektrické distribuční sítě elektrickou energii, což je potřeba zvláště v oblastech jaderných elektráren, jejichž výkon lze jen obtížně regulovat, dále v oblastech se zvýšenou výrobou elektrické energie z obnovitelných zdrojů, jako jsou např. energie větru, slunce apod., a nakonec i v oblastech se zvýšenou spotřebou elektrické energie.
Mimořádným přínosem vynálezu je možnost vybudování navrhovaných přečerpávacích systémů v krajině bez výškových rozdílů, s výhodným využitím zejména velkých vodních děl jako vrchních retenčních nádrží, s výhodou využití odtěžených hornin, vhodných pro stavební účely, dále s výhodou, kdy nedochází k devastaci krajiny na povrchu přečerpávacího systému a s výhodou výrazného rozšíření počtu míst, kde je možné přečerpávací podzemní systémy budovat.

Claims (2)

  1. Patentové nároky
    1. Podzemní přečerpávací elektrárna vytvořená z vodní nádrže některého ze stávajících velkých vodních děl, kde je v některém z vhodných míst provedena úprava pro odvod vody přes technologické celky vstupních přívodních a zabezpečovacích prvků do pracovního prostoru s halou strojovny výkonového soustrojí obsahujícího přečerpávací Francisovu turbínu a trafostanici pro výrobu elektrické energie a dále obsahující obslužné přístupové, větrací a zabezpečovací technologické prvky, vyznačující se tím, že přívod pracovního vodního media obsahující vstupní přívodní a zabezpečovací prvky do pracovního prostoru je tvořen a veden česlemi (3), zabezpečovací zábranou (4) a tabulovým uzávěrem (5) přívodním potrubím (6) ve sklonu pod přirozeným povrchem a pak svisle do haly strojovny (7), přičemž na tuto halu strojovny (7), kde je umístěno soustrojí 8 přečerpávací Francisovy turbíny, navazuje odpadní potrubí (30) ústící do propojovacího tunelu (32), odkud se rozlévá do jednotlivých polí (33) podzemní nádrže (34), kde dno podzemní nádrže (34) je umístěno nad horní úrovní oběžného kola přečerpávací Francisovy turbíny (10) pro stálé zahlcení pracovní turbíny, kde tento tunel (32) je propojen s povrchovou atmosférou větracími šachtami 35) s vyústěním do větracího objektu (36), přičemž hala strojovny (7) je dále propojena chodbou 38) s halou trafostanice (31) s transformátory (37), kde na halu trafostanice (31) je napojen přístupový tunel (39), sloužící k mobilnímu propojení strojovny (7) a trafostanice (31), a který je opačným směrem vyveden na povrch do prostoru šachetní věže (40), přičemž chodba (38) je protažena k prvnímu propojovacímu tunelu (32) přístupovou chodbou (41), takže hala strojovny 7) je propojena touto « · • · • · • ·
    9 9 ·· přístupovou chodbou (41) a na ni navazující stoupající větrací šachtou (35 s větracím objektem (3), přičemž základními podsestavami soustrojí (8) přečerpávací Francisovy turbíny podzemní přečerpávací elektrárny (1) jsou kulový ventil (9), přečerpávací Francisova turbína (10) a motorgenerátor (11), které jsou uloženy v rámu (12), přičemž kulový ventil (9) je ovládán rotačním pohonem (13) přes kompenzační spojku (14), přičemž na přečerpávací Francisovu turbína (10), která je přírubově propojena s kulovým ventilem (9), potom navazuje rozváděči prstenec (15), v jehož vnitřní části jsou kruhově uloženy naváděcí lopatky (16), jejichž ramena (17) jsou propojena táhly (18), přičemž jedno žních, rameno (19) pohonu, je prodlouženo a kyvné propojeno s lineárním hydropohonem (20), na opačné straně uchyceném na rozváděcím prstenci (15), přičemž přečerpávací Francisova turbína (10) dále obsahuje oběžné kolo (21) pevně propojené s vertikálním hřídelem (22) těsněným ucpávkou (23), jejíž seřizování je realizováno dvojicí lineárních rotačních pohonů (24, z nichž každý zahrnuje globoidní šnek (25), zabírající do utahovací matice (26) s ozubením, přičemž vertikální hřídel (22) přečerpávací Francisovy turbíny (10) je rotačně uložen v rámu (12) v ložiskách (27) a prostřednictvím rozběhové spojky (28) je propojen s elektrickým motorgenerátorem (11), přičemž ve spodní části přečerpávací Francisovy turbíny (10) osově navazuje koleno odpadního potrubí (29).
  2. 2. Podzemní přečerpávací elektrárna vyznačující se tím, že:
    přívodní potrubí (6), soustrojí přečerpávací Francisovy turbíny (8) a odpadní potrubí (31) tvoří výkonovou větev (42), kde za účelem zvýšení výkonu počet těchto výkonových větví (42) může být více nezjedná.
CZ2012-764A 2012-11-08 2012-11-08 Podzemní přečerpávací elektrárna CZ2012764A3 (cs)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CZ2012-764A CZ2012764A3 (cs) 2012-11-08 2012-11-08 Podzemní přečerpávací elektrárna
EP12466020.0A EP2730701A2 (en) 2012-11-08 2012-11-13 Underground pumped storage power station

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CZ2012-764A CZ2012764A3 (cs) 2012-11-08 2012-11-08 Podzemní přečerpávací elektrárna

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CZ2012764A3 true CZ2012764A3 (cs) 2014-05-21

Family

ID=47681581

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CZ2012-764A CZ2012764A3 (cs) 2012-11-08 2012-11-08 Podzemní přečerpávací elektrárna

Country Status (2)

Country Link
EP (1) EP2730701A2 (cs)
CZ (1) CZ2012764A3 (cs)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108194120B (zh) * 2018-03-15 2023-11-28 四川省公路规划勘察设计研究院有限公司 具有发电功能的隧道构造
CN109371933B (zh) * 2018-11-23 2024-02-27 中国电建集团成都勘测设计研究院有限公司 水电站地下厂房通风系统
GB2600166A (en) * 2020-10-26 2022-04-27 Energiasalv Valdus Oue Method and system for generating hydro-electric power
CN114718796A (zh) * 2022-03-31 2022-07-08 中煤天津设计工程有限责任公司 一种利用退出井工煤矿工程和地下空间进行抽水蓄能的系统及方法
CN217710609U (zh) * 2022-07-15 2022-11-01 广西川昆新能源科技有限公司 一种地下洞库配合船闸的抽水蓄能电站

Also Published As

Publication number Publication date
EP2730701A2 (en) 2014-05-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CZ2012764A3 (cs) Podzemní přečerpávací elektrárna
EP3902991B1 (en) Advanced gravity-moment-hydro power system
EP3143277B1 (en) Pumped hydro tower
WO2010020779A1 (en) Hydroelectric power generation system
KR20060122432A (ko) 풍력 발전기
CN204753538U (zh) 地下厂房生态流量小机组布置结构
DE102010054277A1 (de) Pumpspeicherkraftwerk mit Solar- und Windkraftwerk, Grundwasserstausee und Hochbehälter
CZ26267U1 (cs) Podzemní přečerpávací elektrárna
CN105155488A (zh) 水电站地下厂房生态流量小机组布置方式及结构
CN201412262Y (zh) 管道梯级发电系统
US11835023B2 (en) Hydrostatically compensated caes system having an elevated compensation liquid reservoir
SK92013A3 (sk) Podzemná prečerpávacia elektráreň
SK122013U1 (sk) Podzemná prečerpávacia elektráreň
Ilupeju Design, modelling and optimisation of an isolated small hydropower plant using pumped storage hydropower and control techniques.
KR101338950B1 (ko) 태양광 보완 우수활용 발전장치
KR20190023753A (ko) 건물의 에너지 재생 시스템
GB2600166A (en) Method and system for generating hydro-electric power
Akhmetshin et al. The Study of the Penzhin Bay Tidal Energy Use Possibilities for Generating Electricity
AT523139A1 (de) Verfahren zur Energiegewinnung und Speicherung
Popescu et al. POSSIBILITIES OF PRODUCING ENERGY FROM RENEWABLE SOURCES IN ROŞIA CAREER.
WO2020044194A1 (en) Device for generating electricity
CZ2007591A3 (cs) Zarízení pro využití dulních del k výrobe špickové elektrické energie precerpávacími systémy v konfiguraci cerpadlo-turbína
Pyzikowski The Drakensberg Pumped Storage Scheme: description of scheme and principal data
KR20200028699A (ko) 수차회전체 관로지지형 관로터빈과 관로터빈을 다단으로 직렬 설치한 수력 발전장치
GB2430983A (en) Turbine in water supply pipe