RU2114243C1

RU2114243C1 - Hydroelectric power plant

Info

Publication number: RU2114243C1
Application number: RU96118068A
Authority: RU
Inventors: А.Л. Дурандин
Original assignee: Станция юных техников города Костромы
Priority date: 1996-09-10
Filing date: 1996-09-10
Publication date: 1998-06-27

Abstract

FIELD: hydroelectric power-plant engineering. SUBSTANCE: hydroelectric power plant has water- wheel support-mounted in free stream, bellows mechanism, perforated pressure conduit, and turbine. Water-wheel is provided with revolving rollers mounted on its sides and equally spaced apart between them over circumference for engaging bottom plane surface of bellows mechanism. The latter communicates through air tube with pressure conduit to organize air lift and has inlet and outlet valves. Pressure conduit communicates through upper holes with turbine penstock. Outlet pipe is connected to turbine. Pressure conduit may be coupled with turbine penstock through forebay. When air alone is used for power generation, power plant is provided with receiver communicating with air pipe. EFFECT: improved power capacity of plant during peak demand intervals. 3 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к гидромашиностроению и может быть применено для использования энергии свободного потока реки. The invention relates to hydraulic engineering and can be used to use the energy of the free flow of the river.

Известна гидроэлектростанция, в которой роль плотины играет берег реки, параллельно русла которой выполнен закрытый обводной канал, сообщенный с рекой наклонными поперечными трубами, вода из которых попадает на турбины (журнала "Техника молодежи", N 8 1995, с. 6). A hydroelectric power plant is known in which a river bank plays a role of a dam, parallel to the channel of which a closed bypass channel is made, connected with the river by inclined transverse pipes, from which water flows to the turbines (Journal of Youth Technology, N 8 1995, p. 6).

Известна байдачная свободнопоточная мини ГЭС, включающая электрогенератор и водяное колесо, работающее от течения реки (журнал "Моделист-конструктор", N 1, 1996, с. 6). Known by-pass free-flow mini hydroelectric power station, including an electric generator and a water wheel, operating from the river (magazine "Modelist-constructor", N 1, 1996, S. 6).

Наиболее близким аналогом изобретения является гидроэлектростанция, включающая водяное колесо, установленное в свободном потоке реки, и напорную трубу, сообщенную с водоводом к турбине [1]. The closest analogue of the invention is a hydroelectric power station, including a water wheel installed in the free stream of the river, and a pressure pipe in communication with the water conduit to the turbine [1].

Недостатками известного устройства является малая мощность и невозможность увеличения ее в часы пиковой нагрузки потребления электроэнергии. The disadvantages of the known device is the low power and the inability to increase it during peak hours of electricity consumption.

Цель изобретения - увеличение мощности в часы пиковой нагрузки потребления электроэнергии. The purpose of the invention is an increase in power during peak hours of electricity consumption.

Это достигается тем, что гидроэлектростанция, включающая водяное колесо, установленное в свободном потоке реки, и напорную трубу, сообщенную с водоводом к турбине, снабжена сильфонным механизмом компрессорного типа и воздушной трубой, а водяное колесо снабжено установленным по его бокам вращающимися катками, расположенными на одинаковом расстоянии между ними по окружности и с возможностью взаимодействия с нижней плоскостью упомянутого сильфонного механизма, который сообщен посредством воздушной трубы с напорной трубой с образованием эрлифта. This is achieved by the fact that the hydroelectric power station, which includes a water wheel installed in the free flow of the river, and a pressure pipe connected to the turbine with a water conduit, is equipped with a compressor-type bellows mechanism and an air pipe, and the water wheel is equipped with rotating rollers mounted on its sides located on the same the distance between them around the circumference and with the possibility of interaction with the lower plane of the said bellows mechanism, which is communicated through an air pipe with a pressure pipe with the formation airlift.

При этом гидроэлектростанция может быть снабжена ресивером, сообщенным с воздушной трубой для сбора сжатого воздуха. In this case, the hydroelectric power station can be equipped with a receiver in communication with the air pipe to collect compressed air.

Кроме того гидроэлектростанция может быть снабжена напорным бассейном, посредством которого напорная труба сообщена с водоводом к турбине. In addition, the hydroelectric power station can be equipped with a pressure head basin, through which the pressure head pipe is connected with a water conduit to the turbine.

На фиг. 1 показана предлагаемая гидроэлектростанция, вид сбоку; на фиг. 2 - вид по стрелке А на фиг. 1. In FIG. 1 shows a proposed hydroelectric power station, side view; in FIG. 2 is a view along arrow A in FIG. one.

Гидроэлектростанция состоит из опоры 1, установленной на дне реки, размещенного на опоре 1 водяного колеса 2 с вращающимися катками 3, напорной трубы 4, установленной на дне реки, с перфорацией, воздушной трубы 5. Сильфонный механизм 6 сообщен с напорной трубой 4 посредством воздушной трубы 5 с образованием эрлифта и снабжен впускным 7 и выпускным 8 клапанами. Выпускной клапан 8 сообщен с воздушной трубой 5. Напорная труба 4 связана через верхнее отверстие 9 с водородом 10 к турбине 11 напрямую или через напорный бассейн (не показана). К турбине 11 подсоединена отводящая труба 12. The hydroelectric power station consists of a support 1 installed on the bottom of the river, mounted on the support 1 of the water wheel 2 with rotating rollers 3, a pressure pipe 4 installed on the bottom of the river, with perforation, an air pipe 5. The bellows mechanism 6 is in communication with the pressure pipe 4 via an air pipe 5 with the formation of airlift and is equipped with inlet 7 and outlet 8 valves. The exhaust valve 8 is in communication with the air pipe 5. The pressure pipe 4 is connected through the upper hole 9 with hydrogen 10 to the turbine 11 directly or through a pressure tank (not shown). An outlet pipe 12 is connected to the turbine 11.

Гидроэлектростанция может быть снабжена ресивером (не показан), сообщенным с воздушной трубой 5. The hydroelectric power station may be provided with a receiver (not shown) in communication with the air pipe 5.

Гидроэлектростанция работает следующим образом. Hydroelectric power works as follows.

Под действием потока воды водяное колесо 2 вращается с катками 3, которые поочередно воздействуют на нижнюю плоскость сильфонного механизма 6, поднимая ее вверх, при этом впускной клапан 7 закрывается, а выпускной клапан 8 открывается, воздух по воздушной трубе 5 поступает в напорную трубу 4, смешивается с водой, водовоздушная смесь поднимается по напорной трубе 4 и поступает через верхнее отверстие 9 по водоводу 10 на лопасти трубины 11, откуда через отводящую трубу 12 уходит в реку. Когда каток 3 проходит нижнюю плоскость сильфонного механизма 6, она под собственным весом падает, стремясь занять вертикальное положение, и впускной клапан 7 открывается, пропуская воздух в сильфонный механизм, а выпускной клапан 8 закрывается, препятствуя проникновению воздуха в воздушную трубу 5. Следующий каток вновь поднимает нижнюю плоскость сильфонного механизма и весь процесс повторяется. Under the influence of the flow of water, the water wheel 2 rotates with rollers 3, which alternately act on the lower plane of the bellows mechanism 6, lifting it up, while the inlet valve 7 closes and the exhaust valve 8 opens, air flows through the air pipe 5 into the pressure pipe 4, mixes with water, the air-water mixture rises through the discharge pipe 4 and enters through the upper hole 9 through the water conduit 10 to the blades of the pipe 11, from where it goes into the river through the discharge pipe 12. When the roller 3 passes the lower plane of the bellows mechanism 6, it falls under its own weight, trying to take a vertical position, and the inlet valve 7 opens, letting air into the bellows mechanism, and the exhaust valve 8 closes, preventing air from entering the air pipe 5. The next roller again raises the lower plane of the bellows mechanism and the whole process is repeated.

Водовоздушная смесь может подаваться из напорной трубы 4 сначала в напорный бассейн, а затем по водоводу 10 на турбину 11 через задвижку (не показана) в часы пиковой нагрузки. The water-air mixture can be supplied from the pressure pipe 4 first to the pressure tank, and then through the water pipe 10 to the turbine 11 through a valve (not shown) during peak hours.

Для выработки электроэнергии может использоваться только один воздух, при этом он подается по воздушной трубе 5 в ресивер, а оттуда на турбину. Only one air can be used to generate electricity, while it is supplied through an air pipe 5 to the receiver, and from there to the turbine.

Для непрерывной подачи водовоздушной смеси или воздуха устанавливаются два сильфонных механизма, а катки 3 с двух сторон водяного колеса 2 в шахматном порядке так, чтобы один сильфон опускался, набирая воздух, а другой поднимался, нагнетая воздух в воздушную трубу 5. For the continuous supply of water-air mixture or air, two bellows mechanisms are installed, and the rollers 3 on both sides of the water wheel 2 are staggered so that one bellows drops, gaining air, and the other rises, pumping air into the air pipe 5.

Предлагаемая гидроэлектростанция дает возможность резко увеличить выработки электроэнергии в часы пиковой нагрузки также с использованием напорного бассейна, ресивера для сжатого воздуха. The proposed hydroelectric power station makes it possible to dramatically increase the generation of electricity during peak hours also using a pressure head basin, a receiver for compressed air.

Claims

1. Hydroelectric power station, including a water wheel installed in the free stream of the river, and a pressure pipe connected to the turbine conduit, characterized in that it is equipped with a compressor-type bellows mechanism and an air pipe, and the water wheel is equipped with rotating rollers mounted on its sides located at the same distance between them around the circumference and with the possibility of interaction with the lower plane of the said bellows mechanism, which is communicated through an air pipe with a pressure pipe with the formation low airlift.

2. Hydroelectric power station according to claim 1, characterized in that it is equipped with a receiver in communication with the air pipe.

3. Hydroelectric power station under item 1 or 2, characterized in that it is equipped with a pressure head basin, through which the pressure pipe is connected to the turbine with a water conduit.