RU2050434C1

RU2050434C1 - Cascade of derivation hydraulic power stations

Info

Publication number: RU2050434C1
Application number: SU915004458A
Authority: RU
Inventors: Василий Федорович Лихачев
Original assignee: Василий Федорович Лихачев
Priority date: 1991-07-17
Filing date: 1991-07-17
Publication date: 1995-12-20

Abstract

FIELD: hydraulic power. SUBSTANCE: cascade includes water intake part placed in a reservoir. The intake part is connected to tight pressure water duct with hydraulic turbogenerator units placed in series, in so doing the turbines of the hydraulic power stations in this cascade are installed so that efficiencies are increased along flow direction. EFFECT: high efficiency. 1 dwg

Description

Изобретение относится к гидроэнергетике, а именно к выработке электроэнергии в каскадах деривационных гидроэлектростанций. The invention relates to hydropower, and in particular to the generation of electricity in cascades of derivational hydropower plants.

Известен каскад деривационных гидроэлектростанций, включающий размещенную в водоеме водозаборную часть, соединенную с герметичным напорным водоводом, на котором последовательно расположены гидроагрегаты, при этом напорный водовод в месте расположения каждого гидроагрегата имеет резервный напорный водовод с резервным гидроагрегатом. Указанный каскад деривационных гидроэлектростанций по технической сущности и достигаемому результату более близкой к предлагаемому и может быть принят в качестве прототипа. A cascade of derivative hydroelectric power plants is known, including a water intake located in a pond and connected to a pressurized water supply conduit on which hydraulic units are arranged in series, while the pressure water conduit has a backup pressure water supply conduit with a backup hydraulic unit at the location of each hydraulic unit. The specified cascade of derivational hydroelectric power plants in terms of technical nature and the achieved result is closer to the proposed one and can be adopted as a prototype.

Его недостатком является то, что напор воды на каждой ступени каскада гидроэлектростанций расходуется полностью на выработку электроэнергии и на выходе из ГЭС он равен нулю, следовательно для его эффективной работы требуется наличие дополнительного объема воды, накапливаемой водосливной плотиной, установленной на берегах в русле реки между верхней и нижней гидроэлектростанциями, что приводит к удорожанию выработки электроэнергии из-за дополнительных расходов на строительство индивидуальных напорных бассейнов. Its disadvantage is that the water pressure at each stage of the cascade of hydroelectric power stations is completely spent on generating electricity and it is equal to zero at the outlet of the hydroelectric power station, therefore, for its effective operation, an additional volume of water accumulated by the overflow dam installed on the banks in the river channel between the upper and lower hydroelectric power plants, which leads to a rise in the cost of electricity generation due to additional costs for the construction of individual pressure pools.

Целью изобретения является повышение мощности каскада деривационных гидроэлектростанций, экономии энергоно- сителя и строительных материалов. The aim of the invention is to increase the power of the cascade of derivational hydroelectric power plants, saving energy and building materials.

Поставленная цель достигается тем, что в каскаде деривационных гидроэлектростанций, включающем размещенную в водоеме водозаборную часть, соединенную с герметичным напорным водоводом, на котором последовательно расположены гидроагрегаты, при этом напорный водовод в месте расположения каждого гидроагрегата имеет резервный напорный водовод с резервным гидроагрегатом, новым является то, что турбины гидроэлектростанций каскада установлены с возрастанием коэффициента полезного действия по направлению потока. Это позволяет использовать напор воды, т.к. на каждой ступени каскада, кроме верхней, будет происходить наращивание напора воды за счет суммирования неиспользованного напора воды в турбинах всех выше расположенных ступеней. This goal is achieved by the fact that in the cascade of derivative hydroelectric power plants, including a water intake located in the reservoir, connected to a pressurized water supply conduit, on which the hydraulic units are sequentially located, the pressure water supply conduit at the location of each hydraulic unit has a backup pressure water conduit with a backup hydraulic unit, that the cascade hydropower turbines are installed with increasing efficiency in the direction of flow. This allows the use of water pressure, as at each stage of the cascade, except for the upper one, an increase in the water pressure will occur due to the summation of the unused water pressure in the turbines of all the higher stages.

Анализ технического решения и сравнение с прототипом показывает, что нарастание преобразующей энергии в гидроагрегатах за счет увеличения КПД каждого последующего гидроагрегата является новым, не известным ранее приемом. Analysis of the technical solution and comparison with the prototype shows that the increase in converting energy in hydraulic units by increasing the efficiency of each subsequent hydraulic unit is a new, previously unknown technique.

Заявляемый каскад деривационных ГЭС при меньшей безопасности эксплуатации (при прорыве водовода можно воду перекрыть задвижкой и т.д.), с меньшим суммарным сопротивлением (при получении наибольшей мощности на каждой ступени каскада суммарный коэффициент сопротивления турбин влияет на расход воды, уменьшает его) экологически чистую с малым содержанием солей воду высокогорного региона с суровым климатом транспортирует без потерь в зону благоприятных климатических условий, сохраняя флору и фауну прилегающих к каскаду территорий. The inventive cascade of derivational hydropower plants with less operational safety (when breaking through a water conduit, you can shut off water with a valve, etc.), with a lower total resistance (when obtaining the maximum power at each stage of the cascade, the total coefficient of resistance of turbines affects water consumption, reduces it) environmentally friendly with a low salt content, water of an alpine region with a harsh climate transports without loss to a zone of favorable climatic conditions, preserving the flora and fauna of the territories adjacent to the cascade.

Каждый каскад деривационных ГЭС собирается из высокопрочных полимерных труб и представляет собой несколько однотипных деривационных гидроэлектростанций, соединенных между собой и водоемом в единую герметически связанную систему. Каждый каскад ГЭС имеет основной и резервный напорный водоводы. Each cascade of derivational hydroelectric power plants is assembled from high-strength polymer pipes and is a series of the same type of derivative hydroelectric power plants connected between themselves and a reservoir in a single hermetically connected system. Each cascade of hydroelectric power stations has a primary and backup pressure head conduits.

Изобретение поясняется чертежом, где изображены схематически водоем и первые два каскада ГЭС. The invention is illustrated by the drawing, which shows schematically a pond and the first two cascades of hydroelectric power stations.

Первый каскад ГЭС включает водоем 1, в котором размещена водозаборная часть 2, соединенная с напорным водоводом 3, на котором установлен постоянно работающий гидроагрегат 4. Водовод 3 перекрывается задвижками 5 и 6, приводимыми реверсивным электроприводом 7. На резервном напорном водоводе 8 установлен резервный гидроагрегат 9, перекрываемый задвижками 10 и 11. The first stage of the hydroelectric power station includes a reservoir 1, in which a water intake part 2 is connected, connected to a pressure conduit 3, on which a continuously operating hydraulic unit 4 is installed. The water conduit 3 is blocked by valves 5 and 6 driven by a reversible electric actuator 7. A backup hydraulic unit 9 is installed on the reserve pressure conduit 8. , blocked by valves 10 and 11.

Второй каскад деривационных ГЭС включает напорный водовод 12, герметично соединенный с основным водоводом 3, на котором установлен гидроагрегат 13. Водовод 12 перекрывается задвижками 14 и 15. Резервный напорный водовод 16, на котором установлен резервный гидроагрегат 17, перекрывается задвижками 18 и 19. Основной водовод 3 размещают на высоком берегу вдоль реки или на склоне, на склонах гор или в пробитом в горе туннеле. The second cascade of derivative hydropower plants includes a pressure pipe 12, which is hermetically connected to the main pipe 3, on which the hydraulic unit 13 is installed. The pipe 12 is blocked by the valves 14 and 15. The reserve pressure pipe 16, on which the reserve hydraulic unit 17 is installed, is blocked by the valves 18 and 19. The main pipe 3 are placed on a high bank along a river or on a slope, on the slopes of mountains or in a tunnel broken into a mountain.

Работа каскада деривационных ГЭС осуществляется следующим образом. The work of the cascade of derivational hydropower plants is as follows.

Вода из водоема 1 по водозаборной части 2, не контактируя с грунтом и атмосферой, через задвижку 5 поступает в гидроагрегат 4, а затем в последующие гидроагрегаты, приводя в движение гидротурбины. При этом на первом гидроагрегате энергия потока расходуется с наименьшим КПД тем самым создается предпосылка для использования энергии потока воды в более мощных последующих гидроагрегатах. Water from the reservoir 1 through the intake part 2, without contacting with the soil and the atmosphere, through the valve 5 enters the hydraulic unit 4, and then into the subsequent hydraulic units, setting the turbines in motion. At the same time, the energy of the flow at the first hydraulic unit is spent with the lowest efficiency, thereby creating the prerequisite for using the energy of the water flow in more powerful subsequent hydraulic units.

Во время профилактики гидротехники суммарная мощность не уменьшается за счет наличия электростанций на резервных водоводах. During the prevention of hydraulic engineering, the total capacity does not decrease due to the presence of power plants in the reserve water pipelines.

Технико-экономическим преимуществом изобретения является то, что каждый каскад ГЭС представляет герметичную систему, не имеет плотин, следовательно, исключается потеря электроносителя вследствие отсутствия фильтрации и испарения, обеспечивает сохранность флоры и фауны прилегающей к ГЭС территории. При этом повышается мощность каскадов ГЭС, сокращаются затраты на строительство и эксплуатацию. The technical and economic advantage of the invention is that each cascade of hydroelectric power plants is a sealed system, does not have dams, therefore, the loss of the carrier due to the lack of filtration and evaporation is eliminated, and the flora and fauna of the territory adjacent to the hydroelectric station are preserved. At the same time, the power of cascades of hydroelectric power plants increases, and the costs of construction and operation are reduced.

Claims

A CASCADE OF DERIVATIVE HYDRO POWER PLANTS, including a water intake located in a pond connected to a pressurized water supply conduit on which hydraulic units are sequentially located, while the pressure water conduit at the location of each hydraulic unit has a backup pressure water supply conduit with a backup hydraulic unit, characterized in that the hydroelectric power turbines are installed Efficiency in the direction of flow.