RU2023903C1 - Riverside hydroelectric power station - Google Patents
Riverside hydroelectric power station Download PDFInfo
- Publication number
- RU2023903C1 RU2023903C1 SU4793108A RU2023903C1 RU 2023903 C1 RU2023903 C1 RU 2023903C1 SU 4793108 A SU4793108 A SU 4793108A RU 2023903 C1 RU2023903 C1 RU 2023903C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- water
- hydroelectric power
- power station
- pipe
- section
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Other Liquid Machine Or Engine Such As Wave Power Use (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к производству, преобразованию и распределению электрической энергии, в частности к гидроэлектростанциям. The invention relates to the production, conversion and distribution of electrical energy, in particular to hydroelectric power plants.
Аналогом изобретения является любая плотинная гидроэлектростанция. Ее недостатком является ухудшение экологических условий благодаря наличию плотины. An analogue of the invention is any dam hydroelectric power station. Its disadvantage is the deterioration of environmental conditions due to the presence of a dam.
Прототипом изобретения является гидроэлектростанция [1]. The prototype of the invention is a hydroelectric power station [1].
Недостатками этой гидроэлектростанции являются малая мощность, небольшой КПД и большая площадь, занимаемая гидроэлектростанцией и водозаборным трубопроводом. The disadvantages of this hydroelectric power station are its low power, low efficiency and the large area occupied by the hydroelectric power station and the water intake pipeline.
Целью изобретения является получение электроэнергии экологически чистым путем без создания плотин, повышение КПД и уменьшение площади, занимаемой на берегу гидроэлектростанцией. The aim of the invention is to obtain electricity in an environmentally friendly way without creating dams, increasing efficiency and reducing the area occupied on the shore of a hydroelectric power station.
В зависимости от места использования предлагаемая конструкция имеет следующие преимущества: при использовании на равнинных реках - освобождение поверхности реки для судоходства, возможность добывания электроэнергии на замерзающих зимой реках из-под льда, возможность удобного технического обслуживания электростанции из-за расположения электроагрегатов на берегу реки, простота конструкции; при использовании на горных реках - экономичное использование воды, ее многократное использование; при использовании в прудах и озерах как конструктивной разновидности - принципиальная возможность получения электроэнергии при наличии мощных ключей (или подземных рек, имеющих выход в пруд или озеро); возможность создания плавающих гидроэлектростаций. Depending on the place of use, the proposed design has the following advantages: when used on flat rivers, it frees up the surface of the river for navigation, the possibility of generating electricity on ice-freezing rivers in winter, the possibility of convenient maintenance of the power plant due to the location of power units on the river bank, simplicity construction; when used on mountain rivers - the economical use of water, its multiple use; when used in ponds and lakes as a constructive variety - the fundamental possibility of generating electricity in the presence of powerful keys (or underground rivers with access to a pond or lake); the possibility of creating floating hydroelectric power.
На фиг.1 - 3 изображена электростанция для равнинных рек. Figure 1 - 3 shows a power plant for lowland rivers.
Электростанция состоит из конфузора 1, сообщающегося сосуда (трубы) 2, турбин 3, генераторов 4 (между турбиной и генератором возможна установка муфты), плит для установки генераторов 5, защитных пластин 6, обводного канала 7, места для обслуживания генераторов 8, бетонных стенок 9 электростанции. Берег реки - поз.10. The power plant consists of a confuser 1, a communicating vessel (pipe) 2,
Как известно, если в сообщающихся сосудах находится однородная жидкость, то ее свободная поверхность во всех сосудах располагается на одном и том же уровне. Если разместить трубу 2, как показано на фиг.1, то сама труба 2 и тело реки представляют собой сообщающиеся сосуды и при высоте вертикального участка трубы 2, установленной на берегу, меньшей, чем низший уровень воды реки, будет происходить постоянное перетекание воды из реки через трубу 2. As you know, if there is a homogeneous liquid in the communicating vessels, then its free surface in all the vessels is at the same level. If you place the
Дополнительный эффект перетекания будет происходить также из-за эффекта конфузора, так как сечение трубы несравненно мало по отношению к водному сечению реки и существует скоростной напор воды. Сам конфузор 1 также является усилителем перетекания воды. An additional overflow effect will also occur due to the confuser effect, since the pipe cross section is incomparably small with respect to the water section of the river and there is a high-pressure water head. The
В вертикальном наземном сосуде устанавливаются турбины 3, соединенные с генераторами 4, установленными на плитах 5. При варианте на фиг.1, т.е. установке генераторов 4 снаружи трубы, возможно установка муфт для отсоединения генераторов 4 от турбин 3 для проведения профилактики генераторов. При варианте на фиг.2 возможно установка турбин по всей внутренней поверхности трубы 2, включая горизонтальный участок, но для этого должны быть гидроизолированы сами генераторы. В этом случае горизонтальный участок трубы должен быть размещен в наружной трубе, установленной в земле, для более легкого выема трубы с турбинами и генераторами. Такая мера облегчит ремонт и замену турбин и генераторов. In a vertical ground vessel,
Для более свободного вращения турбин 3 перед каждой турбиной устанавливается защитная пластина 6, закрывающая половину сечения турбины и предотвращающая воздействие потока воды на часть турбины, вращающейся навстречу потоку воды. Сток воды из вертикального наземного участка трубы 2 происходит в обводной канал 7. For a more free rotation of the
Как известно, каждая река имеет падение реки - разность высот уровенной поверхности воды в двух точках, расположенных на некотором расстоянии вдоль реки, и уклон водной поверхности - падение на единицу длины реки. Обводной канал 7 профилируется с уклоном, несколько меньшим, чем уклон водотока реки для возможности сброса воды, вытекаемой из вертикального участка трубы в обводной канал 7 и далее - из обводного канала в реку ниже по течению. Обводной канал проектируется параллельно руслу реки. As you know, each river has a river fall - the difference in the heights of the level surface of the water at two points located at some distance along the river, and the slope of the water surface - a drop per unit length of the river. The
Во избежание попадания рыбы и посторонних предметов в конфузор 1 трубы 2 сам раструб (конфузор) должен выполняться зарешеченным, как показано на фиг.3. In order to avoid getting fish and foreign objects into the confuser 1 of the
Для направления воды из вертикального участка трубы 2 на обводной канал 7 выходной ее конец может иметь Г-образную форму, обращенную к обводному каналу 7 (показано на фиг.4б). To direct water from the vertical section of the
Если место для обслуживания генераторов (и не показанных на чертежах муфт), вертикальных участков труб 2 и обводного канала 7 накрыть бетонными плитами 12 на всю длину обводного канала 7 и прохода для обслуживания генераторов 8, то гидроэлектростанция превращается в подземную. If the place for servicing the generators (and couplings not shown on the drawings), the vertical sections of the
Таким образом, действие электростанции происходит следующим образом. Вода из реки под действием течения попадает в конфузор 1, далее в трубу 2, при движении вращает турбины 3, вращение передается на генераторы 4, вырабатывается электрический ток; вода, вытекая из вертикального участка трубы 2, попадает в обводной канал 7 и сбрасывается в реку ниже по течению. Thus, the action of the power plant is as follows. Water from the river under the action of the flow enters the
При работе электростанции при высшем уровне воды в реке возможен вариант сброса воды из вертикального участка трубы 2 непосредственно в месте расположения трубы 2. Для этого на берегу 10 выполняется дополнительный канал сброса воды. When the power plant operates at the highest water level in the river, it is possible to discharge water from a vertical section of
На фиг.4а-в изображены варианты исполнения электростанций для равнинных рек. Эти варианты могут быть предназначены для рек с различными гидрологическими характеристиками. On figa-in depicts options for power plants for lowland rivers. These options can be designed for rivers with different hydrological characteristics.
При варианте а) показано размещение нескольких вертикальных участков труб из одной горизонтальной трубы со стоком в один канал 12, перпендикулярный обводному каналу 7. Дно реки обозначено поз.15. In option a), the placement of several vertical pipe sections from one horizontal pipe with a drain into one
При варианте б) как конструктивной разновидности показано размещение нескольких вертикальных участков труб с разветвлениями 13 из одной горизонтальной трубы со стоком в несколько каналов 14, перпендикулярных обводному каналу 7. In option b), as a structural variation, the placement of several vertical pipe sections with
Вариант в) характерен расположением горизонтальных участков труб (показаны пунктиром) под различными углами к берегу реки, что позволит избежать застойных зон и нежелательных гидравлических завихрений в местах перехода конфузора 1 к горизонтальной трубе 2. Option c) is characterized by the arrangement of horizontal pipe sections (indicated by a dotted line) at different angles to the river bank, which will avoid stagnant zones and undesirable hydraulic turbulence at the junction of the confuser 1 to the
На фиг. 5 показано разъемное расположение участков вертикальной трубы, которое необходимо на небольших электростанциях для регулирования вытекания воды при изменениях среднегодового уровня воды реки, т.е. при высшем уровне воды возможно наращивание вертикальной трубы, при низшем уровне - укорачивание. In FIG. Figure 5 shows the detachable arrangement of sections of the vertical pipe, which is necessary at small power plants to control the flow of water with changes in the average annual water level of the river, i.e. at the highest water level it is possible to build up a vertical pipe, at a lower level - shortening.
На больших электростанциях регулирование вытекания воды из-за различного уровня воды реки в течение года может достигаться строительством резервных сообщающихся сосудов (в) - три вертикальных участка трубы различной высоты). Например, при работе с короткой вертикальной трубой при низшем уровне воды реки остальные две могут быть заглушены. At large power plants, regulation of water outflow due to different river water levels during the year can be achieved by building interconnected backup vessels (c) - three vertical pipe sections of different heights). For example, when working with a short vertical pipe at a lower level of river water, the other two can be plugged.
Данная конструкция может быть использована и в море в качестве морской гидроэлектростанции. Все действия такие же, как на фиг.1 - 3, но вода из обводного канала поступает в специальный резервуар, из которого во время отлива выливается в море. This design can be used at sea as a marine hydroelectric power station. All actions are the same as in figures 1 - 3, but the water from the bypass channel enters a special tank, from which it is poured into the sea at low tide.
На фиг.6, 7 показано получение электроэнергии из прудов и озер, имеющих мощные ключи. Условные цифровые обозначения такие же, как и на фиг.1 - 5, за исключением позиций 7 и 12. Поз.12 указывает на ключи. Поз. 7 в данном случае показывает не обводной канал, как на фиг.1, а канал для непосредственного стока воды из вертикального участка трубы 2 в пруд 11. 6, 7 show the production of electricity from ponds and lakes with powerful keys. Symbols are the same as in figures 1 to 5, with the exception of
Конструктивная разновидность такого способа отличается тем, что при наличии одного или нескольких мощных ключей конфузор 1 трубы 2 накладывается на один или несколько ключей, и ключ, выталкивая воду через трубу 2, вращает турбины 3; турбины передают вращение на генераторы 4 (вырабатывается электрический ток) и вода из ключа (или подземной реки, впадающей в пруд) вытекает через вертикальный участок трубы 2 через сточный канал 7 в пруд или озеро 11. A constructive variation of this method is characterized in that in the presence of one or more powerful keys, the confuser 1 of the
На фиг. 8-10 изображено использование данного способа под водой. Трубы 2 с конфузорами раструбами 1 устанавливаются в установочные каркасы 7, которые можно формировать в пакеты. Эти пакеты устанавливаются на дно реки, могут быть подвешены на канатах. Выработка электроэнергии производится так же, как указано выше, т.е. втекание воды в конфузор 1 и далее по трубам 2; вращаются турбины 3; ток вырабатывается в генераторах 4. Возможны два варианта (фиг.8а, б) расположения входных конфузоров и входа воды в трубу. In FIG. 8-10 depict the use of this method under water.
При варианте а) конфузор находится в верхнем положении, вода протекает в трубе сверху вниз, при варианте б) конфузор находится в нижнем положении - вода в трубе протекает снизу вверх. In case a), the confuser is in the upper position, water flows in the pipe from top to bottom, in case b) the confuser is in the lower position - water in the pipe flows from the bottom up.
Из-за гравитации и того, что скорость течения в верхних слоях более высокая, а) является предпочтительнее, но возможны случаи, когда течение у дна более сильное (например, из-за ключей), тогда возможно использование варианта б). Due to gravity and the fact that the flow velocity in the upper layers is higher, a) is preferable, but there may be cases where the bottom current is stronger (for example, due to keys), then option b) is possible.
Если в реке есть мощные ключи, то можно использовать вариант б) с накрытием конфузором ключа, как показано на фиг.8. If the river has powerful keys, then you can use option b) with the confuser covering the key, as shown in Fig. 8.
Если трубу положить на дно реки конфузором навстречу течению, то толща воды рядом с раструбом и толща воды рядом с выходным участком трубы будут представлять собой сообщающиеся сосуды, а сама труба будет представлять собой горизонтальный участок сообщающихся сосудов (с известным допущением). If the pipe is put on the bottom of the river with a confuser towards the current, then the water column next to the bell and the water column next to the outlet pipe section will be communicating vessels, and the pipe itself will be a horizontal section of communicating vessels (with a well-known assumption).
На фиг.11, 12 изображена конструктивная разновидность варианта использования данного способа под водой. Конфузор 1 трубы 2 обращен навстречу течению, в трубе устанавливаются турбины 3, генераторы 4, плиты для установки генераторов 5, защитные пластины 6. Трубы 2 монтируются в установочный каркас 7. 11, 12 depicts a structural variant of a variant of the use of this method under water. The
Данный способ можно использовать на плавающих гидроэлектростанциях (см. фиг.13 - 15). This method can be used in floating hydropower plants (see Fig.13 - 15).
Трубы 2 с конфузорами 1 и вмонтированными турбинами 3, генераторами 4, плитами для генераторов 5, защитными пластинами 6 собираются при помощи установочного каркаса 7 в пакеты и крепятся по бортам баржи. Баржа может быть как самоходной, так и несамоходной. Самоходная баржа оснащается двигателем 8 и гребным винтом 9. Для подъема конструкции перед движением баржа снабжена подъемными лебедками 10.
Применение данного способа на горных реках показано на фиг.17 - 19а, б. Горные реки и ручьи часто не обладают достаточным количеством воды, поэтому в данных конструкциях полностью может быть использован эффект сообщающихся сосудов. При этом, чем больше разность высот вертикальных труб (трубы с конфузором и выходной трубы), тем мощнее вытекает поток и мощнее сама электростанция. The application of this method on mountain rivers is shown in Fig.17-19a, b. Mountain rivers and streams often do not have enough water, so the effect of communicating vessels can be fully used in these structures. Moreover, the greater the difference in the heights of the vertical pipes (pipes with a confuser and the outlet pipe), the more powerful the flow and the more powerful the power plant.
Работа электростанции не описывается, так как аналогична всем предыдущим. Условные обозначения такие же, как и на фиг.1, кроме позиции 7, показывающей горный поток. The operation of the power plant is not described, since it is similar to all the previous ones. Symbols are the same as in figure 1, except for
Возможны два варианта расположения генераторов. При варианте на фиг.19а генераторы расположены внутри сообщающихся сосудов, при варианте на фиг.19б - снаружи сообщающихся сосудов. There are two options for the location of the generators. In the embodiment of FIG. 19a, the generators are located inside the communicating vessels, in the embodiment of FIG. 19b, outside the communicating vessels.
Достоинства применения данного способа в горных условиях - экономия используемой воды, возможность ее многократного использования, вода работает при подъеме вверх. The advantages of using this method in mountain conditions are the saving of water used, the possibility of its multiple use, water works when rising up.
В связи с этим предлагается ввести для всех гидроэлектростанций коэффициент естественного расхода объема воды для выработки единицы мощности электроэнергии. In this regard, it is proposed to introduce for all hydroelectric power plants the coefficient of natural consumption of water volume to generate a unit of electric power.
Этот коэффициент характеризует экологичность любой гидроэлектростанции и может измеряться в м3/Вт.This coefficient characterizes the environmental friendliness of any hydroelectric power station and can be measured in m 3 / W.
Claims (5)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU4793108 RU2023903C1 (en) | 1990-02-16 | 1990-02-16 | Riverside hydroelectric power station |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU4793108 RU2023903C1 (en) | 1990-02-16 | 1990-02-16 | Riverside hydroelectric power station |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2023903C1 true RU2023903C1 (en) | 1994-11-30 |
Family
ID=21497087
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU4793108 RU2023903C1 (en) | 1990-02-16 | 1990-02-16 | Riverside hydroelectric power station |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2023903C1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2494282C2 (en) * | 2011-07-26 | 2013-09-27 | Алексей Дмитриевич Юрик | Conversion method of falling water energy to electric energy |
RU2732359C1 (en) * | 2019-10-02 | 2020-09-15 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина" | Tidal hpp |
-
1990
- 1990-02-16 RU SU4793108 patent/RU2023903C1/en active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
1. Патент Франции N 2490740, кл. F 03B 13/00, 1982. * |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2494282C2 (en) * | 2011-07-26 | 2013-09-27 | Алексей Дмитриевич Юрик | Conversion method of falling water energy to electric energy |
RU2732359C1 (en) * | 2019-10-02 | 2020-09-15 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина" | Tidal hpp |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4241283A (en) | Hydro-electric power plant | |
KR100867547B1 (en) | Integration power system consisted of tidal power and ocean stream | |
KR100883756B1 (en) | Complex ocean power system combining sluice power and ocean current power | |
JP5865572B2 (en) | Low flow hydropower system for rivers | |
JP3174457U (en) | Low flow hydropower system for rivers | |
RU2023903C1 (en) | Riverside hydroelectric power station | |
KR20120054227A (en) | Double current tidal electric power station | |
KR200418822Y1 (en) | Water-power generating apparatus | |
JP2000240552A (en) | Hydraulic turbine generator, its operating method, and hydraulic turbine generator plant | |
JP2007024021A (en) | Circulating hydraulic power generation machine and method of combining and assembling the machine | |
JP6675633B2 (en) | Power generator | |
US10876265B2 (en) | Modular hydropower unit | |
TWM611102U (en) | Stream type small hydropower system | |
RU2303707C1 (en) | Hydroelectric power station | |
RU2002888C1 (en) | Pressure derivation cascade for hydro-electric power station | |
Brookshier | Hydropower technology | |
JP6914573B1 (en) | Tidal power generation equipment and tidal power generation system | |
RU2221932C2 (en) | Dampless hydroelectric station | |
KR102375271B1 (en) | Moving fluid increase of water generator device | |
TWI746171B (en) | Stream-type small hydropower system | |
RU83076U1 (en) | HYDRO POWER PLANT | |
WO2018067076A1 (en) | Water diversion with multiple pipes and rotationally symmetric hydro turbine with multiple inlets | |
JP2012145090A (en) | Power generation method by artificial water channel type water-wheel generator, power generation method by sea-water tide type water-wheel generator, artificial water channel type water-wheel generator, sea-water tide type water-wheel generator, artificial water channel for undershot water-wheel generator, and artificial water channel type irrigation water-wheel | |
CA2694150A1 (en) | The helical pathway system and method for harvesting electrical power from water flows using oval helical turbines | |
JP2012077738A (en) | Water power-driven siphon type equipment |