RU2006661C1 - Tidal power plant - Google Patents
Tidal power plant Download PDFInfo
- Publication number
- RU2006661C1 RU2006661C1 SU904818966A SU4818966A RU2006661C1 RU 2006661 C1 RU2006661 C1 RU 2006661C1 SU 904818966 A SU904818966 A SU 904818966A SU 4818966 A SU4818966 A SU 4818966A RU 2006661 C1 RU2006661 C1 RU 2006661C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- hydraulic
- wave
- box
- water
- shaped
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- 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
- Y02E10/30—Energy from the sea, e.g. using wave energy or salinity gradient
Abstract
Description
Изобретение относится к гидроэнергетике, а более конкретно - к гидроэлектростанциям, использующим энергию прибойной и отраженной волн, возникающих на прибрежных гидротехнических сооружениях, например на оградительных волноломах портов, расположенных у берегов морей, океанов и других крупных водоемов естественного и искусственного происхождения. The invention relates to hydropower, and more specifically, to hydroelectric power plants using the energy of the breaking and reflected waves arising on coastal hydraulic structures, for example, on protective wave breakers of ports located on the shores of seas, oceans and other large reservoirs of natural and artificial origin.
Известная прибойная гидроэлектростанция, устанавливаемая на волнорезе, содержит волноприемное устройство, гидротурбину и связанный с ней электрогенератор. Known surf hydroelectric station installed on a breakwater, contains a wave receiving device, a hydraulic turbine and an associated electric generator.
Волноприемное устройство представляет собой ряд сферической формы поплавков, которые шарнирно присоединены к кронштейнам, закрепленным на перемещаемой по волнолому раме. The wave-receiving device is a series of spherical-shaped floats, which are pivotally attached to brackets mounted on a wave-frame moving around.
Поплавки приводят в действие подпружиненные поршни, перемещающиеся в цилиндрах, также присоединенных к раме и снабженных отверстиями для заполнения их водой и телескопическими нагнетательными трубами для подачи воды под давлением к гидротурбине. The floats operate spring-loaded pistons moving in cylinders, also connected to the frame and equipped with holes for filling them with water and telescopic discharge pipes for supplying pressure water to the turbine.
Последняя установлена на гребне волнореза, а рама - на его стене, обращенной к открытому морю. The latter is mounted on the crest of a breakwater, and the frame is on its wall facing the open sea.
В исходном положении цилиндры заполнены водой, а поршни и связанные с ними шарниры с помощью рычагов поплавки находятся в крайнем левом положении. In the initial position, the cylinders are filled with water, and the pistons and associated hinges with the help of levers floats are in the extreme left position.
Под действием набегающей прибойной волны поплавки приближаются к стенке волнореза и, сжимая поршнями воду в цилиндрах, нагнетают ее по телескопическим трубам наверх к гидротурбине, которая, вращаясь, приводит в действие электрогенератор. Under the action of an incident breaking wave, the floats approach the wall of the breakwater and, compressing the water in the cylinders with the pistons, pump it upward through the telescopic pipes to the turbine, which, rotating, drives the electric generator.
Сложность конструкции обусловлена наличием сферических поплавков, рычагов с шарнирами, цилиндров с подпружиненными поршнями, подвижной рамы с кронштейнами и телескопических нагнетательных труб. The complexity of the design is due to the presence of spherical floats, levers with hinges, cylinders with spring-loaded pistons, a movable frame with brackets and telescopic discharge pipes.
Не используется энергия стоячей волны, возникающей при сложении набегающей прибойной и отраженной волн. The energy of a standing wave, which occurs during the addition of the incident surf and reflected waves, is not used.
Указанные недостатки частично устранены в известном устройстве резонансного типа, устанавливаемом на волноломе. These disadvantages are partially eliminated in the known resonant type device mounted on a breakwater.
Устройство содержит волноприемный орган с трубопроводами и обратными клапанами и гидротурбину с электрогенератором. Волноприемный орган выполнен в виде установленной на горизонтальных направляющих платформы с маятником, верхняя часть которого с одной стороны соединена с пружиной, а с другой - со штоком поршневого насоса двойного действия, шарнирно прикрепленного к платформе. The device contains a wave receiving organ with pipelines and check valves and a turbine with an electric generator. The wave receiving organ is made in the form of a platform mounted on horizontal guides with a pendulum, the upper part of which is connected to the spring on one side and to the double-acting piston pump rod pivotally attached to the platform.
При возникновении стоячей волны маятник отклоняется, сжимая пружину, и одновременно перемещает поршень насоса, вода из которого под давлением поступает в гидротурбину. When a standing wave occurs, the pendulum deviates, compressing the spring, and at the same time moves the piston of the pump, from which water under pressure enters the turbine.
При исчезновении стоячей волны маятник под воздействием пружины возвращается в исходное положение, а в поршневом насосе происходит второй рабочий ход. When the standing wave disappears, the pendulum returns to its original position under the influence of a spring, and a second working stroke takes place in the piston pump.
Для возможности перемещения маятника при изменении длины набегающей волны волноприемный орган соединен с гидроцилиндром. To allow the pendulum to move when the incident wave length changes, the wave receiving organ is connected to the hydraulic cylinder.
Возможность заклинивания маятника снижает надежность, а наличие подвижных частей в волноприемном органе усложняет конструкцию устройства. The possibility of jamming the pendulum reduces reliability, and the presence of moving parts in the wave receiving organ complicates the design of the device.
Целью изобретения является повышение надежности работы прибойной гидроэлектростанции и упрощение ее конструкции. The aim of the invention is to increase the reliability of the surf hydroelectric station and the simplification of its design.
Цель достигается тем, что в известной прибойной гидроэлектростанции, устанавливаемой на прибрежном гидротехническом сооружении, содержащей гидротур- бину с электрогенератором и установленный перед гидротехническим сооружением со стороны водоема волноприемный орган с трубопроводами и обратными клапанами, подключенными к гидротурбине, в качестве волноприемного органа используются по меньшей мере два установленных вдоль гидротехнического сооружения погруженных под уровень воды коробчатых корпуса с окнами в днищах, при этом внутренние полости корпусов параллельно подключены к коллектору через обратные клапаны. The goal is achieved by the fact that in a known surf hydroelectric power station installed on a coastal hydraulic structure containing a hydraulic turbine with an electric generator and installed in front of the hydraulic structure from the reservoir side, a wave receiving organ with pipelines and non-return valves connected to the hydraulic turbine is used as a wave receiving organ at least two box-shaped enclosures installed along the hydraulic structure submerged under the water level with windows in the bottoms, while Other body cavities are connected in parallel to the manifold via check valves.
Коробчатые корпусы могут быть выполнены подвижными с помощью гидроцилиндров. Box-shaped cases can be made movable using hydraulic cylinders.
Применение в волноприемном органе нескольких погруженных под уровень воды коробчатых корпусов с окнами в днищах позволяет повысить надежность работы прибойной гидроэлектростанции. The use in the wave receiving organ of several box-shaped cases submerged under the water level with windows in the bottoms makes it possible to increase the reliability of the surf hydroelectric power station.
Исключение из волноприемного органа подвижных частей дает возможность упростить конструкцию прибойной гидроэлектростанции. The exclusion of moving parts from the wave receiving organ makes it possible to simplify the design of the surf hydroelectric power station.
Выполнение коробчатых корпусов подвижными с помощью гидроцилиндров позволяет осуществить регулирование и стабилизацию нагрузки прибойной гидроэлектростанции при изменении силы волнения. The implementation of the box-shaped bodies movable with the help of hydraulic cylinders allows for the regulation and stabilization of the load of the surf hydroelectric power station when the wave strength changes.
На фиг. 1 изображен общий вид прибойной гидроэлектростанции в плане; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1. In FIG. 1 shows a general view of a surf hydroelectric power station in plan; in FIG. 2 is a section AA in FIG. 1.
Прибойная гидроэлектростанция содержит волнолом 1 (существующий), коробчатые корпусы 2, 3 с упорами 4, рамами 5 и гидроцилиндрами 6, трубопроводы 7, 8, обратные клапаны 9, 10, компенсаторы 11, коллектор 12 и гидротурбину 13 с электрогенератором 14. The bottom hydroelectric power station contains a breakwater 1 (existing), box-
Волнолом 1 представляет собой существующий оградительный волнолом морского порта, который сооружается для защиты от ветровых волн акватории рейдовых причалов, подходов к каналам и шлюзам, или другое прибрежное гидротехническое сооружение. The wave breaker 1 is an existing seaport protective wave breaker, which is being built to protect the waters of raid berths, approaches to canals and locks, or another coastal hydraulic structure from wind waves.
Волнолом служит для образования стоячей волны, крепления с определенным шагом по длине на расположенной со стороны открытого моря части волнолома коробчатых корпусов 2, 3 и установки на нем гидротурбины 13 с электрогенератором 14. The wave breaker serves for the formation of a standing wave, fastening with a certain step along the length on the part of the wave breaker of the box-
Коробчатые корпусы 2, 3 предназначены для преобразования кинетической энергии стоячей волны в гидростатическое давление воды и выполнены в виде погруженных под уровень воды закрытых с обеих торцов удлиненных полых корпусов прямоугольного сечения.
Принятая форма корпусов позволяет исключить их случайный поворот в рамах 5 вокруг горизонтальной оси под воздействием набегающей прибойной и отраженной волн. The adopted shape of the hulls eliminates their accidental rotation in
В днище коробчатых корпусов 2, 3 со стороны волнолома 1 имеется прямоугольное окно для прохода стоячей волны, расположенное между П-образными кронштейнами рам 5, а с противоположной стороны, посередине - отверстие для отвода воды под давлением через трубопроводы 7, 8, обратные клапаны 9, 10, компенсаторы 11 и коллектор 12 в гидротурбину 13 с электрогенератором 14. In the bottom of the box-
Сверху и снизу снаружи к корпусам со стороны прямоугольного окна крепятся упоры 4, которые, упираясь в рамы 5, предотвращают боковое смещение коробчатых корпусов 2, 3 вдоль волнолома 1 под воздействием прибоя и одновременно служат направляющими при их перемещениях с помощью гидроцилиндров 6 перпендикулярно волнолому для регулирования и стабилизации нагрузки при изменении силы волнения. Above and below, outside, on the side of the rectangular window, stops 4 are attached to the bodies, which, abutting the
На боковых стенках корпусов, посередине, со стороны, противоположной волнолому 1, имеются выступы с отверстиями для шарнирного соединения со штоками гидроцилиндров, с помощью которых коробчатые корпусы 2, 3 могут перемещаться возвратно-поступательно. On the side walls of the casings, in the middle, on the side opposite to the breakwater 1, there are protrusions with holes for articulating with the rods of the hydraulic cylinders, with the help of which the box-
Корпусы располагаются по длине волнолома с определенным шагом, что позволяет минимизировать пульсацию давления воды в коллекторе 12 в результате последовательного срабатывания и автоматического отключения коробчатых корпусов 2, 3 по мере перемещения стоячей волны вдоль волнолома. The cases are arranged along the length of the breakwater with a certain step, which minimizes the pulsation of the water pressure in the
Рамы 5 служат для неподвижного крепления корпусов в зоне образования стоячей волны, образующейся на волноломе 1 со стороны открытого моря, и возможности перемещения коробчатых корпусов 2, 3 перпендикулярно волнолому для регулирования и стабилизации нагрузки прибойной гидроэлектростанции.
Каждая рама состоит из двух расположенных в вертикальной плоскости П-образных кронштейнов, которые с одной стороны закреплены в волноломе 1, а с другой - соединены между собой продольными связями и образуют жесткую пространственную конструкцию. Each frame consists of two U-shaped brackets located in the vertical plane, which are fixed on one side in the breakwater 1 and, on the other, interconnected by longitudinal bonds and form a rigid spatial structure.
Посередине средней продольной связи к раме 5 шарнирно крепится корпус гидроцилиндра 6. In the middle of the middle longitudinal connection to the
Расстояние между кронштейнами несколько превышает расстояние между упорами 4, имеющимися на коробчатых корпусах 2, 3, а высота кронштейнов в свету - немного больше высоты корпусов для возможности перемещения последних вдоль рам 5 с помощью гидроцилиндров. The distance between the brackets is slightly greater than the distance between the stops 4 available on the box-
Шарнирное соединение гидроцилиндров 6 с рамами 5 и их штоков - с коробчатыми корпусами 2, 3 предотвращает перекос камер в П-образных кронштейнах рам при перемещениях. The articulated connection of the hydraulic cylinders 6 with the
Обратные клапаны 9, 10 устанавливаются на трубопроводах 7, 8 так, что пропускают воду только в направлении из коробчатых корпусов 2, 3 через коллектор 12 в гидротурбину и предназначены для непрерывной подачи воды в гидротурбину 13 независимо от того, какие корпусы в данный момент находятся под воздействием стоячей волны, а также предотвращения самопроизвольного опорожнения системы при остановке. Non-return
Коллектор 12 служит для сбора воды под давлением, поступающей из коробчатых корпусов 2, 3, и подачи ее в гидротурбину 13 и представляет собой проложенный по дну моря под корпусами вдоль волнолома 1 трубопровод с патрубками в верхней части, с помощью которых он через компенсатор 11 соединяется с обратными клапанами. The
Компенсаторы предназначены для компенсации возвратно-поступательных перемещений коробчатых корпусов 2, 3 и неподвижно соединенных с ними трубопроводов 7, 8 и обратных клапанов 9, 10 относительно коллектора 12 при регулировании и стабилизации нагрузки прибойной гидроэлектростанции. Compensators are designed to compensate for the reciprocating movements of the
Компенсаторы 11 представляют собой расположенные в вертикальной плоскости трехшарнирные трубопроводы с двумя концевыми и одним промежуточным шарнирами.
Трубы компенсаторов расположены под определенным углом α , в вершине которого находится промежуточный шарнир, благодаря чему они могут поворачиваться вокруг шарнира, изменяя угол и одновременно расстояние между концевыми шарнирами. The pipes of the compensators are located at a certain angle α, at the top of which there is an intermediate hinge, so that they can rotate around the hinge, changing the angle and at the same time the distance between the end hinges.
С целью полного преобразования кинетической энергии стоячей волны и эффективной работы гидротурбины 13 днища коробчатых корпусов 2, 3 погружены под уровень воды на глубину, которая равна высоте расчетной прибойной волны, а гидротурбина установлена на волноломе 1 ниже гребня возникающей стоячей волны. In order to completely convert the kinetic energy of the standing wave and the efficient operation of the hydraulic turbine, 13 bottoms of the box-
Коллектор 12 соединяется с гидротурбиной с помощью вертикального трубопровода. The
Гидротурбина 13 связана с электрогенератором 14, который служит для получения электроэнергии. The
Гидроэлектростанция работает следующим образом. Hydroelectric power works as follows.
В исходном положении все оборудование кроме надводной части волнолома 1 и установленных на нем гидротурбины 13 с электрогенератором 14 погружено под уровень воды при спокойном состоянии моря и заполнено водой. In the initial position, all the equipment except the surface of the breakwater 1 and installed on it a
Давление воды в коробчатых корпусах 2, 3 равно наружному гидростатическому давлению на глубине установки коробов. The water pressure in the box-
Штоки гидроцилиндров 6, наполовину выдвинуты, а соединенные с ними коробчатые корпусы 2, 3 на такое же расстояние не доходят до стенки волнолома. The rods of the hydraulic cylinders 6 are half extended, and the
Обратные клапаны 9, 10 под давлением воды, находящейся в гидротурбине 13 и вертикальном трубопроводе, закрыты. The
В процессе сложения набегающей прибойной и отраженной от волнолома 1 волн в зоне расположения коробчатого корпуса 2 возникает стоячая волна и масса воды начинает подниматься вверх со скоростью, которая уменьшается по мере удаления от стенки волнолома. In the process of addition of the incident wave and reflected from the wave breaker 1, a standing wave arises in the area of the
Встречая на своем пути имеющееся в днище коробчатого корпуса со стороны волнолома прямоугольное окно, стоячая волна проходит внутрь замкнутого корпуса 2, в результате чего скоростной напор воды преобразуется в давление, превышающее давление в коробчатом корпусе 3, которое равно наружному гидростатическому давлению на глубине установки. Encountering a rectangular window in the bottom of the box-shaped case on the side of the breakwater, a standing wave passes inside the closed
Под действием перепада давлений вода через специальное отверстие в днище коробчатого корпуса 2 проходит в горизонтальный трубопровод 7, открывает обратный клапан 9 и через компенсатор 11, коллектор 12 и вертикальный трубопровод поступает в гидротурбину 13, вызывая вращение гидротурбины с электрогенератором 14. Under the action of a differential pressure, water through a special hole in the bottom of the box-
В это время обратный клапан 10 продолжает оставаться в закрытом положении, так как давление в коллекторе 12 больше, чем в коробчатом корпусе 3. At this time, the
По мере перемещения стоячей волны вдоль волнолома 1 из зоны расположения корпуса 2 в зону корпуса 3 поднимающаяся вверх масса воды проходит внутрь корпуса 3, где скоростной напор воды преобразуется в давление, превышающее в некоторый момент времени давление в коробчатом корпусе 2, которое определяется напором уменьшающейся стоячей волны и при ее исчезновении становится равным наружному гидростатическому давлению на глубине установки. As the standing wave moves along the wave breaker 1 from the zone of the
Под действием перепада давлений вода через специальное отверстие в днище коробчатого корпуса 3 проходит в горизонтальный трубопровод 8, открывает обратный клапан 10 и через компенсатор 11, коллектор 12 и вертикальный трубопровод поступает в гидротурбину 13, вызывая вращение гидротурбины с электрогенератором 14. Under the action of a pressure differential, water passes through a special hole in the bottom of the box-
Далее вышеописанный цикл повторяется непрерывно. Further, the above cycle is repeated continuously.
При изменении расчетной силы волнения в сторону увеличения или необходимости уменьшить нагрузку прибойной гидроэлектростанции штоки гидроцилиндров 6 начинают втягиваться внутрь, угол α между подвижными трубами компенсаторов 11 увеличивается, коробчатые корпусы 2, 3 отходят от стенки волнолома 1, скоростной напор массы воды, входящей в корпусы, уменьшается, давление падает и наоборот. When the calculated wave strength changes in the direction of increasing or the need to reduce the load of the hydroelectric power station, the rods of the hydraulic cylinders 6 begin to be retracted inward, the angle α between the movable pipes of the
В обоих случаях происходит регулирование и стабилизация нагрузки. In both cases, regulation and stabilization of the load occurs.
Выполнение волноприемного органа в виде по меньшей мере двух установленных вдоль гидротехнического сооружения погруженных под уровень воды коробчатых корпусов с окнами в днищах с параллельным подключением внутренних полостей корпусов к трубопроводному коллектору через обратные клапаны повышает надежность работы прибойной работы гидроэлектростанции. The implementation of the wave receiving organ in the form of at least two box-shaped enclosures immersed beneath the water level with windows in the bottoms with parallel connection of the enclosures to the pipeline manifold via check valves increases the reliability of the operation of the hydroelectric power station.
Исключение из волноприемного органа подвижных частей упрощает конструкцию прибойной гидроэлектростанции. The exclusion of moving parts from the wave receiving organ simplifies the design of the surf hydroelectric power station.
Выполнение коробчатых корпусов подвижными с помощью гидроцилиндров позволяет осуществить регулирование и стабилизацию нагрузки прибойной гидроэлектростанции при изменении силы волне- ния. (56) Патент США N 4400940, кл. F 03 B 13/12, опубл. 1983. The implementation of the box-shaped bodies movable with the help of hydraulic cylinders makes it possible to regulate and stabilize the load of the surf hydroelectric power station when the wave strength changes. (56) U.S. Patent No. 4,400,940, cl. F 03
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU904818966A RU2006661C1 (en) | 1990-04-24 | 1990-04-24 | Tidal power plant |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU904818966A RU2006661C1 (en) | 1990-04-24 | 1990-04-24 | Tidal power plant |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2006661C1 true RU2006661C1 (en) | 1994-01-30 |
Family
ID=21510836
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU904818966A RU2006661C1 (en) | 1990-04-24 | 1990-04-24 | Tidal power plant |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2006661C1 (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN107387303A (en) * | 2017-08-29 | 2017-11-24 | 边令仁 | One kind combination cage type Wave power generation device |
RU2684857C2 (en) * | 2016-04-22 | 2019-04-15 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский государственный морской технический университет" | Float wave power plant |
RU2760341C1 (en) * | 2020-12-09 | 2021-11-24 | Александр Геннадьевич Арзамасцев | Arzamastsev's hydro-pneumatic power system |
-
1990
- 1990-04-24 RU SU904818966A patent/RU2006661C1/en active
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2684857C2 (en) * | 2016-04-22 | 2019-04-15 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский государственный морской технический университет" | Float wave power plant |
CN107387303A (en) * | 2017-08-29 | 2017-11-24 | 边令仁 | One kind combination cage type Wave power generation device |
RU2760341C1 (en) * | 2020-12-09 | 2021-11-24 | Александр Геннадьевич Арзамасцев | Arzamastsev's hydro-pneumatic power system |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4398095A (en) | Wave activated power generation system | |
US4594853A (en) | Wave powered generator | |
KR101036436B1 (en) | Apparatus for using waves energy | |
CN101918703B (en) | Apparatus for wave power generation | |
KR101133671B1 (en) | High efficiency wave energy apparatus | |
EP1805413B1 (en) | Wave power generating plant | |
US4111610A (en) | Wave-powered, pivoted float pumping system with increasing opposition to extreme movement of lever arm | |
US20070158950A1 (en) | Hydroelectric Wave-Energy Conversion System | |
KR20110125212A (en) | Method and apparatus for converting ocean wave energy into electricity | |
HU195867B (en) | Hydropneumatic hydraulic engine | |
AU2011291435B2 (en) | Wave energy conversion | |
PT1518052E (en) | Oscillating water column wave energy converter incorporated into caisson breakwater | |
US20090261593A1 (en) | Tidal pump generator | |
RU2006661C1 (en) | Tidal power plant | |
GB2026621A (en) | Water Power Device | |
WO2006129310A2 (en) | Wave energy conversion system | |
US20210293218A1 (en) | Submerged oscillating water column energy harvester | |
RU2083869C1 (en) | Breaking-waves power plant | |
US20210148326A1 (en) | Tide Activated Device to Operate A Turbine Generator | |
RU2732359C1 (en) | Tidal hpp | |
RU2009367C1 (en) | Tidal power station | |
CA2499018A1 (en) | Ocean wave hydraulic air compressor | |
WO2019244753A1 (en) | Wave power generator | |
RU2786536C1 (en) | Surface sea wave energy converter | |
US20210156355A1 (en) | Method and apparatus of extracting energy from water waves to generate electric power |