RU2131993C1 - Damless river-channel hydroelectric power plant - Google Patents
Damless river-channel hydroelectric power plant Download PDFInfo
- Publication number
- RU2131993C1 RU2131993C1 RU97113677/06A RU97113677A RU2131993C1 RU 2131993 C1 RU2131993 C1 RU 2131993C1 RU 97113677/06 A RU97113677/06 A RU 97113677/06A RU 97113677 A RU97113677 A RU 97113677A RU 2131993 C1 RU2131993 C1 RU 2131993C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- water
- river
- hydroelectric power
- channel
- power station
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Other Liquid Machine Or Engine Such As Wave Power Use (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к энергетике, в частности к гидроэнергетике и может быть использовано при строительстве гидроэлектростанций (ГЭС) без подъема воды в реке плотинами, а также без какого-либо ущерба судоходству и рыбоводству. The invention relates to energy, in particular to hydropower and can be used in the construction of hydroelectric power plants (HPS) without lifting water in the river by dams, as well as without any damage to shipping and fish farming.
Известны энергетические устройства, преобразующие кинетическую энергию потока реки в электрическую. Например, "Гидроэлектростанция В.В.Соловьева", по описанию изобретения к авторскому свидетельству СССР N 1652640, кл. F 03 В 13/08, опубликовано в БИ N 20, 30.05.91. [1]. Сущность данного изобретения заключается в следующем. Known energy devices that convert the kinetic energy of the river flow into electrical energy. For example, "Hydroelectric Power Station of V.V. Soloviev", according to the description of the invention to the USSR copyright certificate N 1652640, cl. F 03
Гидроэлектростанция содержит установленный в потоке вдоль берега водозаборный канал, выполненный в виде открытого сверху короба. Поперечное сечение короба уменьшается вниз по потоку. По меньшей мере две прямоточные рабочие камеры с гидроагрегатами подключены к коробу. Входные участки рабочих камер выполнены в виде лотков с наклонными по потоку верхними стенками. The hydroelectric power station contains a water intake channel installed in a stream along the shore, made in the form of a box open on top. The cross section of the duct decreases downstream. At least two direct-flow working chambers with hydraulic units are connected to the duct. The input sections of the working chambers are made in the form of trays with sloping upper walls.
Это изобретение можно принять в качестве близкого аналога предлагаемому изобретению. This invention can be taken as a close analogue of the invention.
Вместе с тем, данный аналог обладает рядом недостатков, а именно:
- возможно попадание в трубопроводы для подвода воды крупных предметов и образование в гидроагрегатах заторов и аварий;
- не предусмотрено регулирование расхода подводимого потока воды.However, this analogue has several disadvantages, namely:
- possibly falling into pipelines for supplying water to large objects and the formation of congestion and accidents in hydraulic units;
- there is no regulation of the flow rate of the supplied water flow.
Целью предлагаемого изобретения "Русловая бесплотинная гидроэлектростанция" является устранение недостатков аналога, а также создание новой ГЭС, обладающей рядом существенных преимуществ перед плотинными ГЭС. The aim of the invention “Channel damless hydroelectric power station” is to eliminate the disadvantages of the analogue, as well as the creation of a new hydroelectric station, which has a number of significant advantages over dam hydroelectric power stations.
Эти преимущества перед плотинными ГЭС заключаются в следующем:
- исключается затопление значительных территорий плодородных пойменных лугов, а также лесов;
- отпадает необходимость в переносе из мест затопления под водохранилище коммуникаций, жилья, промышленных предприятий и т.п.;
- не возникает препятствий для свободного судоходства и рыбного хозяйства;
- не изменяются климатические условия данной местности;
- с применением каскада русловых бесплотинных ГЭС, объединенных в общую энергосистему, а также и с другими экологически чистыми производствами электроэнергии, появляется возможность экологического оздоровления местности за счет сокращения выработки электроэнергии на тепловых электростанциях;
- сооружение и использование русловых бесплотинных ГЭС возможно на любых реках: с малым, средним и большим расходом воды; при отсутствии хозяйственных и гидрологических противопоказаний на некоторых реках возможно использование всего объема водотока.These advantages over dam hydroelectric power plants are as follows:
- excludes flooding of significant territories of fertile floodplain meadows, as well as forests;
- there is no need to transfer communications, housing, industrial enterprises, etc .; from the places of flooding under the reservoir;
- there are no obstacles to free shipping and fisheries;
- the climatic conditions of the area do not change;
- with the use of a cascade of riverbed damless hydroelectric power plants combined into a common energy system, as well as with other environmentally friendly electricity production, there is the possibility of ecological improvement of the area by reducing the generation of electricity in thermal power plants;
- the construction and use of channel damless hydroelectric power stations is possible on any rivers: with low, medium and high water flow; in the absence of economic and hydrological contraindications on some rivers, the use of the entire volume of the watercourse is possible.
Недостатком русловой бесплотинной ГЭС является незначительная, по сравнению с плотинными ГЭС, мощность. Однако, применение каскада русловых бесплотинных ГЭС, объединенных в единую энергосистему, позволяет устранить этот недостаток. The disadvantage of a channel damless hydroelectric power station is its insignificant capacity compared to dam hydroelectric power stations. However, the use of a cascade of riverbed damless hydroelectric power plants, combined into a single energy system, eliminates this drawback.
Сущность предлагаемого изобретения "Русловая бесплотинная гидроэлектростанция" заключается в следующем. Эта ГЭС представляет собою гидротехническое сооружение в русле реки, расположенное у одного из берегов или между берегом и островом. The essence of the invention “Channel damless hydroelectric power station” is as follows. This hydroelectric power station is a hydraulic structure in the riverbed, located on one of the banks or between the shore and the island.
При этом река выше по течению от ГЭС разделяется на два потока вертикальной стенкой-разделителем высотой несколько выше максимального уровня воды в реке в половодье. Стенка-разделитель сооружается под некоторым углом, например 30-35o, к направлению потока, и образует сужающееся русло, переходящее в канал (протоку), и в канале скорость потока существенно увеличивается, следовательно, увеличивается и кинетическая энергия потока, а у самого гидравлического колеса переходит в железобетонный канал, по которому вода устремляется к гидроагрегату.In this case, the river upstream of the hydroelectric station is divided into two streams by a vertical separator wall with a height slightly higher than the maximum water level in the river in high water. The wall separator is constructed at a certain angle, for example, 30-35 o , to the direction of flow, and forms a tapering channel, passing into the channel (duct), and in the channel the flow velocity increases significantly, therefore, the kinetic energy of the flow also increases, and for the hydraulic the wheel goes into a reinforced concrete channel through which water rushes to the hydraulic unit.
Стенка-разделитель в самом начале разделения речного потока имеет шарнирно-поворотную створку, которая может устанавливаться под разными углами к направлению потока реки для отделения большего или меньшего потока воды на гидроагрегат и тем самым регулировать (оптимизировать) мощность ГЭС в периоды максимального и минимального уровней реки в разные времена года. The wall-separator at the very beginning of the separation of the river flow has a hinged-leaf, which can be installed at different angles to the direction of the river flow to separate more or less water flow to the hydraulic unit and thereby regulate (optimize) the power of the hydroelectric power station during periods of maximum and minimum river levels at different times of the year.
Гидроэнергетический агрегат устанавливают, располагая ось гидротурбины в горизонтальной плоскости перпендикулярно направлению течения потока воды с оптимально погруженной в воду гидротурбиной, при этом гидроэнергетический агрегат устанавливают неподвижно либо на металлическом понтоне, либо на двух противоположно расположенных бетонных основаниях, образующих открытый прямоугольный короб протоки для воды. Если межсезонные уровни воды в реке не имеют больших величин, то вполне приемлем вариант установки гидроэнергетического агрегата на двух бетонных основаниях, что не повлечет существенных колебаний мощности ГЭС. The hydropower unit is installed by positioning the axis of the turbine in a horizontal plane perpendicular to the direction of the flow of water with the hydroturbine optimally immersed in the water, while the hydropower unit is mounted motionlessly either on a metal pontoon or on two opposite concrete bases forming an open rectangular duct duct for water. If the off-season water levels in the river are not large, then the option of installing a hydropower unit on two concrete bases is quite acceptable, which will not entail significant fluctuations in the power of the hydroelectric power station.
Если же межсезонные уровни воды в реке имеют значительную величину, более приемлемым является установка гидроэнергетического агрегата на понтоне, помещенном в бетонированной камере, созданной в основании здания ГЭС, а понтон имеет возможность вертикального перемещения вверх-вниз в этой камере одновременно с подъемом или понижением уровня воды в реке и тем самым обеспечивать оптимальную мощность ГЭС. If the inter-season water levels in the river are significant, it is more acceptable to install a hydropower unit on a pontoon placed in a concrete chamber created at the base of the hydroelectric power station, and the pontoon has the ability to move up and down vertically in this chamber simultaneously with raising or lowering the water level in the river and thereby ensure the optimal power of the hydroelectric power station.
При этом между двумя опорами гидроэнергетического агрегата на понтоне образовано своеобразное русло прямоугольной формы, а на двух противоположных стенках бетонированной камеры, соответствующих направлению течения реки, образованы также прямоугольной формы открытые сверху проемы, равной по ширине своеобразной протоки на понтоне. In this case, between the two supports of the hydropower unit, a peculiar rectangular channel is formed on the pontoon, and on two opposite walls of the concrete chamber, corresponding to the direction of the river flow, rectangular openings are also formed in the form of a rectangular shape, equal in width to the original channel on the pontoon.
И, наконец, между двумя внутренними противоположными стенками бетонированной камеры и двумя соответствующими наружными противоположными стенками понтона, образующими своеобразный лоток протоки для воды устанавливают, например, пневматические амортизаторы-уплотнители, которые позволяют предотвратить непроизводительный расход воды через щели в канале, а также не допускать накопление песка и ила в бетонированной камере. And, finally, between the two inner opposite walls of the concrete chamber and the two corresponding outer opposite walls of the pontoon, which form a kind of tray, the water ducts are installed, for example, pneumatic shock absorbers-seals, which can prevent unproductive flow of water through the slots in the channel, and also prevent accumulation sand and silt in a concrete chamber.
На больших реках с большим расходом воды можно отделять достаточно большой поток воды и направлять его по нескольким протокам, соответственно с таким же количеством гидроэнергетических агрегатов, чтобы не устанавливать какой-нибудь один агрегат, хотя бы даже и очень большой мощности (фиг.6). On large rivers with a large flow of water, it is possible to separate a sufficiently large flow of water and direct it along several channels, respectively, with the same number of hydropower units, so as not to install any one unit, even if it is of very high power (Fig.6).
Перечень фигур на чертежах. The list of figures in the drawings.
На фиг. 1 изображена в плане схема русловой бесплотинной гидроэлектростанции - вариант отбора части объема водотока у одного из берегов реки. In FIG. Figure 1 shows a plan of a river-bed damless hydroelectric power station — a variant of the selection of a part of the watercourse volume from one of the river banks.
На фиг. 2 изображена в плане схема русловой бесплотинной гидроэлектростанции - вариант использования речной протоки между островом и одним из берегов. In FIG. Figure 2 shows a plan of a river-bed damless hydroelectric power station — an option for using a river channel between an island and one of its shores.
На фиг. 3 изображена в плане схема русловой бесплотинной гидроэлектростанции с заградительным устройством при ледоходе. In FIG. 3 is a plan view of a channel damless hydroelectric power station with a barrage device during ice drift.
На фиг. 4 изображена панорама русловой бесплотинной гидроэлектростанции и судоходного фарватера реки. In FIG. 4 depicts a panorama of a channelless damless hydroelectric power station and a navigable fairway of a river.
На фиг. 5 изображена в частичном разрезе гидроэнергетическая установка на понтоне (вид по А фиг.1 повернуто на 90), а также вид в плане. In FIG. 5 is a partial cross-sectional view of a hydropower installation on a pontoon (view A in FIG. 1 rotated 90), as well as a plan view.
На фиг. 6 изображен вариант многопроточного канала с гидроэнергетическими агрегатами в плане. In FIG. 6 shows a variant of a multi-flow channel with hydropower units in plan.
Предлагаемая русловая бесплотинная гидроэлектростанция состоит из следующих агрегатов, узлов и сооружений. The proposed channel dam-free hydroelectric power station consists of the following units, components and structures.
На берегу реки, например левом, сооружают бетонную стенку 1, а в русле сооружают вторую бетонную стенку-разделитель 2 на определенном расстоянии от стенки 1 и направленную под определенным углом к направлению потока, например, 30-35o (фиг. 1).A
Вторую стенку можно соорудить и на острове (фиг.2). The second wall can be built on the island (figure 2).
Высота стенок 1 и 2 должна быть несколько выше максимального сезонного уровн я воды в реке. The height of
Таким образом сооружают сужающийся канал, а в самом узком месте на бетонное основание 3, выполненное в виде лотка с прямоугольным основанием, образованное двумя бетонными стойками для крепления на них электрогенератора 4, через эластичную муфту 5 с лопастной гидротурбиной 6, вал которой имеет опору своим вторым концом на подшипник 7 (фиг.1). In this way, a tapering channel is constructed, and in the narrowest place on a
Вариант сооружения предлагаемой ГЭС с использованием острова 8 приводится на фиг.2. A variant of the construction of the proposed hydroelectric
Бетонная стенка-разделитель 2 в дальней от гидроэнергетического агрегата части в русле реки имеет шарнирно-поворотную вокруг вертикальной оси створку 9, которая может быть установлена под разными углами к направлению потока реки для отделения большего или меньшего количества воды от общего потока реки и направления ее на гидроагрегат и тем самым регулировать (оптимизировать) мощность ГЭС в периоды максимального и минимального уровней реки в разные времена года. The concrete wall-
Для предотвращения заторов льда в сужающемся канале и в протоке при ледоходе предлагаемая ГЭС имеет предохранительное ограждение, выполненное из бетонных свай 10 (фиг.3), забитых на дно реки и расположенных друг от друга на расстоянии, например, 2,5 - 3 метра по линии, начинающейся от конца поворотной металлической створки 9 и направленной под углом 150 - 155o к береговой бетонированной стенке.To prevent ice congestion in the narrowing channel and in the channel during ice drift, the proposed hydroelectric station has a safety fence made of concrete piles 10 (Fig. 3), driven to the bottom of the river and spaced from each other at a distance of, for example, 2.5 - 3 meters a line starting from the end of the
Во время ледохода уровень воды в реке, как правило, бывает близким к максимальному сезонному и поэтому створку 9 можно повернуть максимально в сторону прилегающего к ГЭС берега и использовать ее как дополнительную ограждающую от льдин стенку. During ice drift, the water level in the river, as a rule, is close to the maximum seasonal one, and therefore, the
Гидроэнергетический агрегат ГЭС может быть установлен на понтоне 11 (фиг.5), который находится на плаву в бетонированной камере 12, образованной в основании здания ГЭС и имеет возможность перемещения вверх-вниз в этой камере одновременно с подъемом или понижением уровня воды в реке. The hydropower unit of a hydroelectric power station can be installed on a pontoon 11 (Fig. 5), which is afloat in a
Между двумя внутренними противоположными стенками бетонированной камеры и двумя соответствующими наружными противоположными стенками понтона, расположенными по направлению потока воды, устанавливают, например, пневматические амортизаторы-уплотнители 13 (фиг. 5). Between the two inner opposite walls of the concrete chamber and the two corresponding outer opposite walls of the pontoon located in the direction of the water flow, for example, pneumatic shock absorbers-
Предлагаемая русловая бесплотинная ГЭС работает следующим образом. The proposed channel damless hydroelectric station works as follows.
Стенка 1 и стенка-разделитель 2 образуют сужающийся канал, по которому вся масса воды, ограниченная двумя этими стенками, в самом широком месте под напором течения реки по закону Бернулли, стремясь пройти по сужающемуся каналу, приобретает ускорение и кинетическая энергия потока воды значительно возрастает и у гидротурбины имеет наибольшее значение.
Для создания оптимального режима работы гидроэнергетического агрегата, массу воды, пропускаемой по сужающемуся каналу регулируют за счет установления под разными углами к направлению потока реки створки 9 для отделения от речного потока оптимального количества воды в сужающийся канал ГЭС. To create an optimal mode of operation of the hydropower unit, the mass of water passing through the narrowing channel is regulated by setting the
Таким образом, предлагаемая ГЭС может обеспечить оптимальный режим работы гидроэнергетического агрегата при различных сезонных уровнях воды в реке и стабильно обеспечивать электроэнергией потребителей. Thus, the proposed hydroelectric power station can ensure the optimal mode of operation of the hydropower unit at various seasonal water levels in the river and stably provide consumers with electricity.
Литература
1. Гидроэлектростанция В.В.Соловьева, описание изобретения к а. с. СССР N 1652640, кл. F 03 В 13/08, опубликовано в БИ N 20, 30.05.91.Literature
1. Hydroelectric power station VV Soloviev, a description of the invention to a. with. USSR N 1652640, class F 03
Claims (3)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU97113677/06A RU2131993C1 (en) | 1997-08-08 | 1997-08-08 | Damless river-channel hydroelectric power plant |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU97113677/06A RU2131993C1 (en) | 1997-08-08 | 1997-08-08 | Damless river-channel hydroelectric power plant |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU97113677A RU97113677A (en) | 1999-06-10 |
RU2131993C1 true RU2131993C1 (en) | 1999-06-20 |
Family
ID=20196196
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU97113677/06A RU2131993C1 (en) | 1997-08-08 | 1997-08-08 | Damless river-channel hydroelectric power plant |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2131993C1 (en) |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EA002397B1 (en) * | 2000-01-21 | 2002-04-25 | Валерий Николаевич Головач | Hydro-electric power plant |
RU2500916C1 (en) * | 2011-05-18 | 2013-12-10 | Сибелл Интернейшнл Ко., Лтд. | Hydraulic energy-generating plant |
RU2636971C2 (en) * | 2016-03-22 | 2017-11-29 | Михаил Николаевич Кондратьев | River damless hydroelectric power plant with stepped concentrator and vertical bucket longline hydroturbine |
US10072668B2 (en) | 2016-08-11 | 2018-09-11 | Zhora Hovsep MALOYAN | Systems and methods for generating clean energy through hydrodynamic closed cycle |
US10570913B2 (en) | 2016-08-11 | 2020-02-25 | Zhora Hovsep MALOYAN | Systems and methods for generating clean energy through hydrodynamic closed cycle |
CN113882990A (en) * | 2021-11-05 | 2022-01-04 | 李桂江 | Kinetic energy hydroelectric power station |
CN115262501A (en) * | 2022-07-03 | 2022-11-01 | 庞宏强 | Water channel type dam-building-free hydroelectric generation system capable of expanding capacity as required |
-
1997
- 1997-08-08 RU RU97113677/06A patent/RU2131993C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EA002397B1 (en) * | 2000-01-21 | 2002-04-25 | Валерий Николаевич Головач | Hydro-electric power plant |
RU2500916C1 (en) * | 2011-05-18 | 2013-12-10 | Сибелл Интернейшнл Ко., Лтд. | Hydraulic energy-generating plant |
RU2636971C2 (en) * | 2016-03-22 | 2017-11-29 | Михаил Николаевич Кондратьев | River damless hydroelectric power plant with stepped concentrator and vertical bucket longline hydroturbine |
US10072668B2 (en) | 2016-08-11 | 2018-09-11 | Zhora Hovsep MALOYAN | Systems and methods for generating clean energy through hydrodynamic closed cycle |
US10570913B2 (en) | 2016-08-11 | 2020-02-25 | Zhora Hovsep MALOYAN | Systems and methods for generating clean energy through hydrodynamic closed cycle |
CN113882990A (en) * | 2021-11-05 | 2022-01-04 | 李桂江 | Kinetic energy hydroelectric power station |
CN115262501A (en) * | 2022-07-03 | 2022-11-01 | 庞宏强 | Water channel type dam-building-free hydroelectric generation system capable of expanding capacity as required |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN107642448A (en) | Low-water-head large-flow canal water turbine | |
CN101925737A (en) | Integrated power system combining tidal power generation and ocean current power generation | |
RU2131993C1 (en) | Damless river-channel hydroelectric power plant | |
KR102090179B1 (en) | Construction method for water flow driven type hydropower plant | |
GB2460340A (en) | Low head tidal barrage system | |
US10458386B2 (en) | Modular hydrokinetic turbine | |
KR200418822Y1 (en) | Water-power generating apparatus | |
CN103114565B (en) | River-closure water-diversion system suitable for slope torrent watercourse water-diversion generation and hydropower stations | |
KR101676695B1 (en) | Multi-hydropower generating system using inducing waterway | |
RU97113677A (en) | CHANNEL FREE DAMAGE HYDRO POWER PLANT | |
GB2434407A (en) | Unidirectional water turbine with guides to accept flow from any direction | |
KR20070093225A (en) | Water-power generating method and apparatus | |
RU2162914C2 (en) | Damless hydro-electric station with intermediate reservoir | |
TWM611102U (en) | Stream type small hydropower system | |
RU2303707C1 (en) | Hydroelectric power station | |
KR102044637B1 (en) | Power generating apparatus using variable-shaped waterwheel by flow velocity | |
KR102134630B1 (en) | Inverted small hydraulic device | |
RU185644U1 (en) | Damless hydroelectric power station | |
RU2221932C2 (en) | Dampless hydroelectric station | |
WO2014118088A1 (en) | Turbine for hydroelectric generator for rivers and hydroelectric plant comprising such turbine | |
KR880002256B1 (en) | Tibal electric power apparatus | |
KR20120104913A (en) | Solar and wind power generator | |
RU2023903C1 (en) | Riverside hydroelectric power station | |
WO2023010193A1 (en) | Hydrokinetic chamber and chamber for generating hydrokinetic energy pertaining to the energy-generating module of a floating hydroelectric power plant | |
Swane | Tidal power plant in Saemangeum |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20050809 |