RU2171910C1 - Hydroelectric station - Google Patents
Hydroelectric stationInfo
- Publication number
- RU2171910C1 RU2171910C1 RU2000104128A RU2000104128A RU2171910C1 RU 2171910 C1 RU2171910 C1 RU 2171910C1 RU 2000104128 A RU2000104128 A RU 2000104128A RU 2000104128 A RU2000104128 A RU 2000104128A RU 2171910 C1 RU2171910 C1 RU 2171910C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- wheel
- hydroelectric power
- power station
- hydro
- river
- Prior art date
Links
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 40
- 238000005086 pumping Methods 0.000 claims abstract description 5
- 238000009434 installation Methods 0.000 claims description 10
- 230000005405 multipole Effects 0.000 claims description 5
- 210000001503 Joints Anatomy 0.000 claims description 4
- 230000000712 assembly Effects 0.000 claims description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 238000010248 power generation Methods 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 9
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 4
- 230000003628 erosive Effects 0.000 description 3
- 125000001145 hydrido group Chemical group *[H] 0.000 description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 238000007667 floating Methods 0.000 description 2
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 description 2
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 2
- 210000003660 Reticulum Anatomy 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 239000004566 building material Substances 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000005461 lubrication Methods 0.000 description 1
- 238000004642 transportation engineering Methods 0.000 description 1
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к нетрадиционным электростанциям, не прерывающим нормального течения реки, не поднимающим ее уровень и не боящихся ледовых условий, то есть работающих одинаково в летних и зимних условиях. Электростанция может устанавливаться на любых реках и иметь достаточные электрические мощности для снабжения электроэнергией близлежащих потребителей. The invention relates to non-traditional power plants that do not interrupt the normal course of the river, do not raise its level and are not afraid of ice conditions, that is, they work the same in summer and winter conditions. The power plant can be installed on any river and have sufficient electric capacity to supply electricity to nearby consumers.
Известна гидравлическая турбина [1], содержащая установленное в русле реки сооружение с гидроколесом с горизонтальной осью вращения, и состоящая из жестко закрепленных на оси опорных дисков, между которыми симметрично по окружности установлены лопасти с возможностью вращения на своих осях, параллельных оси гидроколеса, разделяющих лопасть на две неравные части. Гидравлическая турбина снабжена барьерами, установленными впереди и сзади гидроколеса и погруженными поперек потока воды на уровень оси гидроколеса. Known hydraulic turbine [1], containing a structure installed in the riverbed with a hydro-wheel with a horizontal axis of rotation, and consisting of support disks rigidly fixed to the axis of the support, between which blades are mounted symmetrically around the circumference with the possibility of rotation on their axes parallel to the axis of the hydro-wheel separating the blade into two unequal parts. The hydraulic turbine is equipped with barriers installed in front and behind the hydro-wheel and immersed across the water flow at the level of the hydro-wheel axis.
Недостатком известного устройства [1], является сложность гидроколеса с поворотными лопастями, которые при работе получают механические удары о свои упоры. В виду множества поворотных узлов, работающих в водно-воздушной среде устройство обладает низкой надежностью, и большой стоимостью эксплуатации и обслуживания. Данное устройство не сможет работать в зимних условиях при ледяном покрове. A disadvantage of the known device [1], is the complexity of the wheel with rotary blades, which during operation receive mechanical impacts on their stops. In view of the many rotary nodes operating in a water-air environment, the device has low reliability, and a high cost of operation and maintenance. This device will not be able to work in winter conditions with ice cover.
Известен гидроагрегат [2], содержащий установленное в русле реки сооружение с расположенными на горизонтальной оси гидроколесом, кинематически связанным с электрогенератором. Гидроколесо снабжено поворотными лопастями и системой их поворота в виде подвижных и неподвижных относительно своих осей шестерен c зубчатым соотношением 2/1, по периферии связанных между собой цепными передачами. A known hydraulic unit [2], containing a structure installed in the riverbed with a hydro-wheel located on a horizontal axis kinematically connected with an electric generator. The hydrowheel is equipped with rotary blades and a system for their rotation in the form of gears with gear ratio 2/1, which are movable and stationary relative to their axes, on the periphery of which are connected by chain drives.
Недостатком известного устройства [2] являются: сложность гидроколеса с поворотными лопастями, многочисленными поворотными узлами и зубчатыми колесами с цепными передачами, что, в конечном итоге, ведет к снижению надежности и ресурса работы устройства в целом и к увеличению его стоимости, а также стоимости и сложности технического обслуживания гидроагрегата, работающего в водно-воздушной среде. Такое устройство не может работать в зимних условиях, при покрытии реки льдом. A disadvantage of the known device [2] are: the complexity of the wheel with rotary blades, numerous rotary nodes and gears with chain transmissions, which, ultimately, leads to a decrease in the reliability and service life of the device as a whole and to an increase in its cost, as well as cost and the difficulties of maintenance of a hydraulic unit operating in a water-air environment. Such a device cannot work in winter conditions when the river is covered with ice.
Известна речная береговая гидроэлектростанция [3], содержащая сооружение, выполненное в виде бетонированного берега, и наполовину размещенное в сооружении (его полукруглом вырезе) гидроколесо с неподвижными лопастями и вертикальной осью вращения с подшипниковыми узлами вала гидроколеса, кинематически связанного с электрогенератором. Known river coastal hydroelectric power [3], containing the structure, made in the form of a concrete shore, and half-placed in the structure (its semicircular cut), the wheel with fixed blades and a vertical axis of rotation with bearing nodes of the shaft of the wheel, kinematically connected with the generator.
Недостатком известного устройства [3] является низкая эффективность работы гидроэлектростанции за счет сравнительно медленного течения реки у берега, а также не возможность работы в зимних условиях, когда река покрыта льдом. A disadvantage of the known device [3] is the low efficiency of the hydroelectric power station due to the relatively slow flow of the river near the coast, as well as the inability to work in winter conditions when the river is covered with ice.
Прототипом предлагаемого изобретения является гидроэлектростанция [4], содержащая установленное в русле реки сооружение с электрогенератором, редуктором, расположенным над водной поверхностью, и гидравлического колеса с вертикальной осью вращения, расположенного под водой и кинематически связанного через редуктор с электрогенератором, причем гидроколесо имеет неподвижные лопасти, выполненные таким образом, что один край его лопасти лежит на его внутренней образующей, а другой - на внешней и при этом длина лопасти не превышает радиуса гидроколеса, сооружение гидроэлектростанции снабжено спереди направляющим устройством в виде спрямляющего щита для потока воды. The prototype of the invention is a hydroelectric power station [4], containing a structure installed in the riverbed with an electric generator, a gearbox located above the water surface, and a hydraulic wheel with a vertical axis of rotation located underwater and kinematically connected through the gearbox with the electric generator, and the wheel has fixed blades, made in such a way that one edge of its blade lies on its internal generatrix, and the other on the outer one and the length of the blade does not exceed the radius hydrowheels, the construction of a hydroelectric power station is equipped with a guiding device in the front in the form of a rectifying shield for the flow of water.
Недостатком прототипа [4] являются:
- отсутствие жесткого основания у нижнего подшипникового узла (его опора) вызывает под действием гидравлических возмущений от работающего гидроколеса эрозию потоками воды дна реки и подмывание опор его гидроколес и основания;
- параллельное размещение в перпендикулярном течению реки сечении двух гидравлических колес может быть не всегда возможно, особенно на небольших реках,
- низкая эффективность самого гидроколеса, имеющего большое гидравлическое сопротивление, так как гидроколесо с лопастями представляет собой в проекции на перпендикулярную потоку воды плоскость сплошной прямоугольник, не пропускающий сквозь себя поток воды;
- незащищенность гидроколеса от плывущих в воде предметов, что значительно снижает его надежность;
- гидравлические возмущения потока воды в реке сзади гидравлических колес вызывают вредные экологические воздействия и эрозию русла реки;
- возникающие трудности при регламенте и ремонте нижних подшипниковых узлов гидроколес.The disadvantage of the prototype [4] are:
- the absence of a rigid base at the lower bearing unit (its support) causes, under the influence of hydraulic disturbances from a working hydro-wheel, erosion by water flows of the bottom of the river and the washing of the supports of its hydro-wheels and base;
- parallel placement in the perpendicular section of the river two hydraulic wheels may not always be possible, especially on small rivers,
- low efficiency of the wheel itself, which has high hydraulic resistance, since the wheel wheel with blades is in the projection onto the plane perpendicular to the flow of water a continuous rectangle that does not pass through the flow of water;
- insecurity of the wheel against floating objects in the water, which significantly reduces its reliability;
- hydraulic disturbances of the water flow in the river behind the hydraulic wheels cause harmful environmental impacts and erosion of the river bed;
- arising difficulties in the regulation and repair of the lower bearing units of hydro-wheels.
Указанные недостатки ставят задачу упрощения конструкции и увеличения ее надежности и живучести, а также обеспечения ее непрерывного круглогодичного функционирования. These shortcomings set the task of simplifying the design and increasing its reliability and survivability, as well as ensuring its continuous year-round functioning.
Указанная задача достигается тем, что в конструкции гидроэлектростанции, содержащей установленное в русле реки сооружение с направляющим устройством потока воды, электрогенератор, редуктор, расположенные над водной поверхностью, и гидроколесо с неподвижными лопастями и с вертикальной осью вращения, расположенное под водой и кинематически связанное через редуктор с электрогенератором, сооружение гидроэлектростанции занимает часть центрального сечения реки и состоит из фундаментной плиты, боковых стен и перекрытия с помещением для редуктора с электрогенератором над местом установки гидроколеса, сооружение перед водозабором имеет ледорезную опору и бонные сети, а стены со стороны входа воды и ее выхода имеют расширения, образующие, соответственно, конфузорный, рабочий и диффузорный канал, одна из боковых стен имеет в рабочем канале секторный, полукруглый вырез под гидроколесо, которое установлено выше дна реки и ниже нижней кромки возможного ледяного покрова в подшипниковых узлах, соответственно, нижнем - в фундаментной плите и верхнем - в перекрытии, причем гидроколесо выполнено полым, состоящим из жестко закрепленных на вертикальном валу двух параллельных горизонтальных дисков, по периферии которых и между ними равномерно установлены лопасти длиной не более 2/3 его радиуса под углом к нему от 0 до 180o, лопасти гидроколеса установлены при помощи разъемных соединений, причем гидроколеса со своими редукторами и электрогенераторами по длине гидроэлектростанции в ее рабочем канале может быть несколько, а ее электрогенератор может быть выполнен в виде многополюсной динамомашины, работающей при малых оборотах ротора, и снабженная при надобности редуктором, а повышающая трансформаторная подстанция установлена на берегу, также сооружение гидроэлектростанции снабжено со стороны входа и выхода водотока затворами и насосной установкой.This task is achieved by the fact that in the design of a hydroelectric power station containing a structure with a water flow guide device, an electric generator, a gear located above the water surface, and a wheel with fixed blades and a vertical axis of rotation, located under water and kinematically connected through the gear with an electric generator, the construction of a hydroelectric power station occupies part of the central section of the river and consists of a foundation plate, side walls and a ceiling with a room for a duct with an electric generator above the installation site of the hydro-wheel, the structure in front of the water intake has an ice-cutting support and boom networks, and the walls from the water inlet and its outlet have extensions that form, respectively, a confuser, working and diffuser channel, one of the side walls has a sector channel in the working channel , a semicircular cutout for a hydrowheel, which is installed above the bottom of the river and below the lower edge of a possible ice cover in the bearing units, respectively, the lower one in the foundation plate and the upper one in the ceiling, and the hydrocol Stock is hollow, consisting of a rigidly mounted on a vertical shaft two parallel horizontal discs which are circumferentially and uniformly mounted therebetween blade length not more than 2/3 of its radius angle thereto from 0 to 180 o, gidrokolesa blades mounted by means of detachable joints moreover, the hydrowheels with their gears and electric generators along the length of the hydroelectric power station in its working channel can be several, and its electric generator can be made in the form of a multi-pole dynamo operating at low speed battalions rotor and provided with a gear if necessary, and which increases the transformer station is installed on the shore, as the construction of hydroelectric power provided by the entrance and exit gates of the watercourse and the pump unit.
Установка сооружения гидроэлектростанции в центральном сечении реки необходима: во-первых, для использования максимального скоростного потока воды в реке; во-вторых, для перепуска мимо гидроэлектростанции ледохода, бревен при сплаве и т.п., а также для обеспечения судоходства. The installation of a hydroelectric power station in the central section of the river is necessary: firstly, to use the maximum high-speed flow of water in the river; secondly, for bypassing the ice drift past the hydroelectric power station, logs during rafting, etc., as well as for ensuring navigation.
Введение фундаментной плиты необходимо для обеспечения жесткости и прочности конструкции гидроэлектростанции и формирования водотока, а также для исключения подмывания ее опор и основания под действием гидравлических возмущений от работающего гидроколеса (так как возможна эрозия потоками воды дна реки). The introduction of a foundation slab is necessary to ensure rigidity and strength of the hydroelectric power plant structure and the formation of a watercourse, as well as to prevent washing out of its supports and base under the influence of hydraulic disturbances from a running hydro-wheel (since erosion by water flows of the river bottom is possible).
Введение боковых стен сооружения гидроэлектростанции необходимо для формирования водотока с конфузорным, рабочим, диффузорными каналами и полукруглыми вырезами, а также создания стен для перекрытия, в том числе и для помещения редуктора и генератора. The introduction of the side walls of the hydroelectric power station is necessary for the formation of a watercourse with confuser, working, diffuser channels and semicircular cutouts, as well as the creation of walls for overlapping, including the premises of the gearbox and generator.
Введение расширений боковых стен со стороны входа воды и ее выхода, образующих соответственно конфузорный, рабочий и диффузорный канал, необходимо:
- расширение боковых стен (водотока) на входе (конфузорного канала) - для большего сбора воды и увеличения ее скорости протекания;
- рабочего канала - для установки в нем гидроколес, и успокоения потока воды между ними;
- расширение боковых стен (водотока) на выходе (диффузорного канала) - необходимо для увеличения давления воды в потоке и снижения ее скорости (для сброса в реку).The introduction of extensions of the side walls from the side of the water inlet and its outlet, respectively forming a confuser, working and diffuser channel:
- expansion of the side walls (watercourse) at the inlet (confuser channel) - for greater collection of water and increase its flow rate;
- a working channel - for installing a hydro-wheel in it, and to calm the flow of water between them;
- expansion of the side walls (watercourse) at the outlet (diffuser channel) - it is necessary to increase the pressure of water in the stream and reduce its speed (for discharge into the river).
Введение перекрытия боковых стен сооружения гидроэлектростанции необходимо для придания жесткости всей гидроэлектростанции в целом, а также для размещения в нем верхнего подшипникового узла гидротурбины, и основания для помещения электрогенератора и при надобности редуктора. The introduction of overlap of the side walls of a hydroelectric power station construction is necessary to stiffen the entire hydroelectric power station as a whole, as well as to place the upper bearing assembly of the turbine and the base for placing the electric generator and, if necessary, a gearbox.
Введение в сооружение гидроэлектростанции, перед ее водозабором ледорезной опоры и бонных сетей необходимо для обеспечения безопасной работы гидроэлектростанций во время ледохода, а также при сплаве леса по реке (деревьев в период паводков и т.п.). Introduction to the construction of a hydroelectric power station, before its water intake of the ice-cutting support and bonnets, is necessary to ensure the safe operation of hydroelectric power stations during ice drift, as well as when rafting the forest along the river (trees during floods, etc.).
Введение помещения для редуктора с электрогенератором над местом установки гидроколеса необходимо для защиты последних от внешних воздействий, в том числе в атмосферных, а также для обеспечения их нормального температурно-влажностного режима работы. The introduction of a room for the gearbox with an electric generator above the installation site of the hydro-wheel is necessary to protect the latter from external influences, including atmospheric influences, as well as to ensure their normal temperature and humidity operation.
Введение нижнего подшипникового узла оси гидротурбины, который может быть герметизирован с собственной смазкой или смазываться водой, необходимо для установки гидротурбины с возможностью вращения и ее разгрузки (в случае закрепления гидротурбины только в верхнем подшипниковом узле) от радиальных сил, и, следовательно, повышения надежности и живучести гидроэлектростанции в целом. The introduction of the lower bearing assembly of the axis of the hydraulic turbine, which can be sealed with its own lubrication or lubricated with water, is necessary for installing the hydraulic turbine with the possibility of rotation and its unloading (if the hydraulic turbine is fixed only in the upper bearing assembly) from radial forces, and, therefore, increase the reliability and the survivability of the hydroelectric power station as a whole.
Введение верхнего подшипникового узла необходимо для установки гидротурбины с возможностью вращения и восприятия основных механических нагрузок гидротурбины. The introduction of the upper bearing unit is necessary to install a turbine with the possibility of rotation and the perception of the main mechanical loads of a turbine.
Введение в одной из боковых стен в рабочем канале секторного, полукруглого выреза под гидроколесо необходимо для повышения эффективности работы гидротурбины, т. е. для увеличения КПД преобразования энергии, проходящего через гидротурбину потока воды в ее крутящий момент. The introduction in one of the side walls in the working channel of the sector, a semicircular cutout under the hydraulic wheel is necessary to increase the efficiency of the hydroturbine, i.e., to increase the efficiency of energy conversion passing through the hydroturbine of the water flow to its torque.
Установка гидроколеса выше дна реки и ниже нижней кромки возможного ледяного покрова в подшипниковых узлах, соответственно нижним - в фундаментной плите и верхним - в перекрытии необходимо для безопасной, круглогодичной и непрерывной работы гидроэлектростанции в целом, т.к. ей при этом не страшны перекатываемые по дну реки предметы, а также плывущие по поверхности предметы и ледяной покров в зимний период. Installation of a hydrowheel above the bottom of the river and below the lower edge of the possible ice cover in the bearing units, respectively, the lower - in the foundation plate and the upper - in the ceiling is necessary for safe, year-round and continuous operation of the hydroelectric power station as a whole, as she is not afraid of objects rolled along the bottom of the river, as well as objects floating on the surface and ice cover in the winter.
Выполнение гидроколеса полым, состоящим из двух параллельных горизонтальных дисков, по периферии которых и между ними равномерно установлены лопасти, необходимо для повышения эффективности работы гидротурбины, т.е. для увеличения КПД преобразования энергии проходящего через гидротурбину потока воды в ее крутящий момент. The execution of the hydro-wheel hollow, consisting of two parallel horizontal disks, on the periphery of which the blades are evenly mounted between them, is necessary to increase the efficiency of the hydraulic turbine, i.e. to increase the efficiency of energy conversion of a water stream passing through a hydraulic turbine into its torque.
Выполнение лопастей длиной не более 2/3 его радиуса и установка лопастей под углом к его радиусу в пределах от 0 до 180o необходимо для выбора оптимальных размеров и угла расположения лопастей, в зависимости от размеров расширений боковых стен, секторного полукруглого выреза и параметров водяного потока в водоводе (рабочем канале).The implementation of the blades with a length of not more than 2/3 of its radius and the installation of the blades at an angle to its radius in the range from 0 to 180 o is necessary to select the optimal size and angle of the blades, depending on the size of the extensions of the side walls, sector semicircular cutout and water flow parameters in the water conduit (working channel).
Выполнение лопастей гидроколеса съемными, установленными пря помощи разъемных соединений, необходимо для мобильной замены поврежденных лопастей без замены (демонтажа) гидроколеса, а также для облегчения сборки (монтажа) гидроколеса и его транспортировки,
Установка нескольких гидроколес со своими редукторами и электрогенераторами по длине гидроэлектростанции в ее рабочем канале необходимо для увеличения снимаемой мощности гидроэлектростанции в целом.The execution of the hydro-blade blades removable, installed directly using detachable joints, is necessary for the mobile replacement of damaged blades without replacing (dismantling) the hydro-wheel, as well as to facilitate assembly (installation) of the hydro-wheel and its transportation,
The installation of several hydrowheels with their gears and generators along the length of the hydroelectric power station in its working channel is necessary to increase the removable power of the hydroelectric power station as a whole.
Выполнение электрогенератора гидроэлектростанции в виде многополюсной динамомашины, работающей при малых оборотах ротора и снабженной при надобности редуктором, необходимо для обеспечения выработки электрического тока заданных параметров при тихоходном приводе - предложенном гидроколесе. The implementation of the hydroelectric power generator in the form of a multi-pole dynamo, operating at low rotor speeds and equipped with a gearbox if necessary, is necessary to ensure the generation of electric current of the specified parameters with a low-speed drive - the proposed wheel.
Размещение повышающей трансформаторной подстанции на берегу вне зоны затопляемости необходимо для облегчения конструкции сооружения гидроэлектростанции, а также повышения надежности и живучести сооружения в целом. The location of the step-up transformer substation on the shore outside the flood zone is necessary to facilitate the construction of the hydroelectric power plant, as well as to increase the reliability and survivability of the structure as a whole.
Снабжение гидроэлетростанции со стороны входа и выхода водотока затворами и насосной установкой необходимо для осушения водовода и обеспечения ремонта (технического обслуживания) гидротурбины и ее нижнего подшипникового узла. The hydroelectric power station is supplied with gates and a pumping unit from the inlet and outlet of the watercourse to drain the conduit and to provide repair (maintenance) of the turbine and its lower bearing assembly.
Таким образом, выполнение гидроэлектростанции в виде совокупности вышеприведенных признаков является новым для гидроэлектростанций нетрадиционного типа с коллинеарным расположением гидроколес (с вертикальной осью вращения), что соответствует критерию "новизна". Thus, the implementation of a hydroelectric power station in the form of a combination of the above features is new for non-conventional type hydroelectric power plants with a collinear arrangement of hydrowheels (with a vertical axis of rotation), which meets the criterion of "novelty."
Вышеприведенная совокупность отличительных признаков не известна в настоящее время из уровня техники и не следует из общеизвестных правил конструирования гидроэлектростанций, что доказывает их соответствие критерию "изобретательский уровень". The above set of distinctive features is not currently known from the prior art and does not follow from well-known rules for the design of hydroelectric power plants, which proves their compliance with the criterion of "inventive step".
Конструктивная реализация гидроэлектростанции с указанной выше совокупностью признаков не представляет никаких конструктивно-технических и технологических трудностей, отсюда следует соответствие критерию "промышленная применимость". The constructive implementation of a hydroelectric power station with the above set of features does not present any structural, technical and technological difficulties, hence the compliance with the criterion of "industrial applicability" follows.
На фиг. 1 представлена схема гидроэлектростанции в разрезе (вид спереди). In FIG. 1 is a sectional diagram of a hydroelectric power station (front view).
На фиг. 2 представлена схема размещения гидроэлектростанции в сусле реки в разрезе (вид сверху). In FIG. Figure 2 shows the layout of the hydroelectric power station in the must of the river in the context (top view).
Гидроэлектростанция (примерный вариант схемы предлагаемой гидроэлектростанции) содержит (см. фиг. 1 и 2) установленное в русле реки 1 сооружение, состоящее из фундаментной плиты 2, боковых стен 3 и 4, перекрытия 5 с помещением 6 для редуктора 7 с электрогенератором 8 над местом установки гидроколеса 9 сооружение перед водозабором имеет лездорезную опору 10 и бонные сети 11, а стены 3 и 4 со стороны входа воды и ее выхода имеют расширения, образующие, соответственно, конфузорный 12, рабочий 13 и диффузорный 14 каналы, одна из боковых стен 3 имеет в рабочем канале секторный, полукруглый вырез 15 под гидроколесо 9. A hydroelectric power station (an exemplary version of the scheme of the proposed hydroelectric power station) contains (see Figs. 1 and 2) a structure installed in the riverbed 1, consisting of a foundation plate 2,
Гидроколесо 9 установлено выше дна реки 1 и ниже нижней кромки ее возможного ледяного покрова 16 в подшипниковых узлах, соответственно, нижнем 17 - в фундаментной плите и верхнем 18 - в перекрытии 5, причем гидроколесо 9 выполнено полым, состоящим из жестко установленных на вертикальном валу 19 двух параллельных горизонтальных дисков 20 и 21, по периферии которых и между ними равномерно установлены лопасти 22 длиной и более 2/3 его радиуса под углом к нему от 0 до 180o, лопасти 22 гидроколеса 9 установлены при помощи разъемных соединений, причем гидроколес 9 со своими редукторами 7 и электрогенераторами 8 по длине гидроэлектростанции в ее рабочем канале 13 может быть несколько. Электрогенератор 8 может быть выполнен в виде многополюсной динамомашины, работающей при малых оборотах ротора и снабженной при надобности редуктором 7, а повышающая трансформаторная подстанция установлена на берегу. Сооружение гидроэлектростанции снабжено со стороны входа и выхода рабочего канала 13 затворами соответственно 23 и 24, и насосной установкой (на фиг. 1 и 2 не показана).The
Работает гидроэлектростанция следующим образом. Поток движущейся в реке 1 воды (см. фиг. 1 и 2) обтекая ледорезную опору 10 и бонные сети 11, попадает в конфузорный канала 12, образованный стенками 3 и 4 гидроэлектростанции, при этом его скорость увеличивается, и далее в рабочем канале 13 попадает на гидроколесо 9. На лопастях 22 гидроколеса 9 часть механической поступательной энергии потока воды преобразуется в механическую энергию вращательного момента гидроколеса, который посредством вала 19 передается на редуктор 7 и из него - на электрогенератор 8, преобразующий механическую энергию вращения в электроэнергию. The hydroelectric power station operates as follows. The flow of water moving in the river 1 (see FIGS. 1 and 2), flowing around the ice-
Электроэнергия передается непосредственно в электросеть через опоры, расположенные на берегу, или же при использовании электрогенератора, выполненного в виде многополюсной динамомашины, работающей при малых оборотах ротора, электроэнергия передается на повышающую трансформаторную подстанцию, расположенную на берегу вне зоны затопления. Проходя через первое гидроколесо 9, поток воды снова попадает в рабочий канал 13, где спрямляется и поступает в последующее гидроколесо 9. После выхода из последнего гидроколеса поток воды попадает в диффузорный канала 14, где его скорость снижается и по выходе из которого смешивается с потоком воды в реке 1, обтекающим сооружение гидроэлектростанции. В зимнее время ледяной покров 16 вокруг вала 19 будет постоянно разрушаться последним, что позволит эксплуатировать гидроэлектростанцию круглогодично. При производстве ремонтных и регламентных работ опускают затворы 23 и 24 и воду из рабочего канала 13 откачивают при помощи насосной установки. При этом могут меняться как отдельные лопасти 22 и гидроколес 9, установленные при помощи разъемных соединений, так и гидроколеса 9 в целом, а также производится ремонт или замена нижнего подшипникового узла 17. Electricity is transmitted directly to the power grid through supports located on the shore, or when using an electric generator made in the form of a multi-pole dynamo operating at low rotor speeds, electricity is transmitted to a step-up transformer substation located on the shore outside the flood zone. Passing through the first hydro-
Таким образом, выполнение гидроэлектростанции в совокупности представленных признаков позволит:
- не поднимать уровень течения реки и не прерывать ее нормальное течение, так как гидроэлектростанция не имеет плотины;
- не бояться ледовых условий, т.е. работать одинаково в летних и зимних условиях;
- создать простую, надежную, компактную и недорогую конструкцию гидроэлектростанции (незначительный размер в плане, сравнительно небольшой объем строительных материалов, простота в технологии строительства и монтажа);
- устанавливать на одно гидроколесо генератор мощностью от 10 до 100-150 кВт.Thus, the implementation of hydroelectric power in the totality of the presented features will allow:
- do not raise the level of the river flow and do not interrupt its normal course, since the hydroelectric power station does not have a dam;
- Do not be afraid of ice conditions, i.e. work equally in summer and winter conditions;
- create a simple, reliable, compact and inexpensive design of a hydroelectric power station (small size in terms of, relatively small volume of building materials, simplicity in construction and installation technology);
- install a generator with a power from 10 to 100-150 kW on one hydro-wheel.
Источники информации
1. Патент Российской Федерации N 2030627, кл. 6 F 03 B 7/00, 17/06, 10.03.95 г., Бюл. N 7.Sources of information
1. Patent of the Russian Federation N 2030627, cl. 6 F 03 B 7/00, 17/06, 03/10/95, Bull. N 7.
2. Патент Российской Федерации N 2016220, кл. 6 F 03 B 7/00, 15.07.94 г. , Бюл. N 13. 2. Patent of the Russian Federation N 2016220, cl. 6 F 03 B 7/00, July 15, 94, Bull.
3. Патент Российской Федерации N 2020260, кл. 6 F 03 B 7/00, 30.09.94 г. , Бюл. N 18. 3. Patent of the Russian Federation N 2020260, cl. 6 F 03 B 7/00, 09/30/94, Bull. N 18.
4. Патент Российской Федерации N 2010992, кл. 6 F 03 B 13/00, 15.04.94 г., Бюл. N 7 4. Patent of the Russian Federation N 2010992, cl. 6 F 03
Claims (5)
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2171910C1 true RU2171910C1 (en) | 2001-08-10 |
Family
ID=
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2508467C2 (en) * | 2012-04-11 | 2014-02-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Государственный университет-учебно-научно-производственный комплекс" (ФГБОУ ВПО "Госуниверситет-УНПК") университет" (ОрелГТУ) | Submersible monoblock microhydro power plant |
| RU182303U1 (en) * | 2018-01-09 | 2018-08-13 | Анатолий Александрович Катаев | HYDRAULIC WHEEL |
| RU2688871C2 (en) * | 2017-03-23 | 2019-05-22 | Заурбек Георгиевич Гиоев | Mountain shore microhydroelectric power plant (msmhepp) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2508467C2 (en) * | 2012-04-11 | 2014-02-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Государственный университет-учебно-научно-производственный комплекс" (ФГБОУ ВПО "Госуниверситет-УНПК") университет" (ОрелГТУ) | Submersible monoblock microhydro power plant |
| RU2688871C2 (en) * | 2017-03-23 | 2019-05-22 | Заурбек Георгиевич Гиоев | Mountain shore microhydroelectric power plant (msmhepp) |
| RU182303U1 (en) * | 2018-01-09 | 2018-08-13 | Анатолий Александрович Катаев | HYDRAULIC WHEEL |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR890004696B1 (en) | Tidal power plant and method of operating the same | |
| KR101309489B1 (en) | Electricity generating apparatus from a flow of water such as tide, river or the like | |
| EA030369B1 (en) | In-pipe turbine and hydro-electric power generation system | |
| US9664170B2 (en) | Hydroelectric generator | |
| CN101932823A (en) | Complex ocean power system combining sluice power and ocean current power | |
| JP4653036B2 (en) | Hydroelectric generator | |
| CN1795330A (en) | Low head, dynamic variable pitch, submersible hydro generator | |
| KR20110026069A (en) | Electric power plant use wind and water | |
| KR102236015B1 (en) | Tidal-operated energy generating device and method of providing the device | |
| RU2508467C2 (en) | Submersible monoblock microhydro power plant | |
| RU2171910C1 (en) | Hydroelectric station | |
| RU2303707C1 (en) | Hydroelectric power station | |
| JP3171955U (en) | Hydroelectric generator | |
| KR101676695B1 (en) | Multi-hydropower generating system using inducing waterway | |
| CN209908657U (en) | Tide hydroelectric generating set | |
| JP6464492B2 (en) | Small hydro turbine | |
| RU2020260C1 (en) | Riverside hydroelectric station | |
| JP3125134B2 (en) | Automatic circulating water generator | |
| KR101634637B1 (en) | Hydroelectric generating apparatus using guide vane and hybrid generator | |
| CN210239899U (en) | Power generation device based on fluid kinetic energy | |
| KR102164029B1 (en) | Caterpillar type roter and small hydraulic device including the same | |
| CN217462402U (en) | Module type small universal hydroelectric generator and renewable energy power generation system | |
| KR20130090556A (en) | Power generating apparatus using cooling tower | |
| KR102134630B1 (en) | Inverted small hydraulic device | |
| RU2237822C1 (en) | Windmill |