RU2269672C1 - Наплавная гидроэлектростанция с подводной турбиной - Google Patents

Наплавная гидроэлектростанция с подводной турбиной Download PDF

Info

Publication number
RU2269672C1
RU2269672C1 RU2004118353/06A RU2004118353A RU2269672C1 RU 2269672 C1 RU2269672 C1 RU 2269672C1 RU 2004118353/06 A RU2004118353/06 A RU 2004118353/06A RU 2004118353 A RU2004118353 A RU 2004118353A RU 2269672 C1 RU2269672 C1 RU 2269672C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
turbine
station
river
blade
underwater
Prior art date
Application number
RU2004118353/06A
Other languages
English (en)
Inventor
Григорий Германович Ушаков (RU)
Григорий Германович Ушаков
Original Assignee
Григорий Германович Ушаков
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Григорий Германович Ушаков filed Critical Григорий Германович Ушаков
Priority to RU2004118353/06A priority Critical patent/RU2269672C1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2269672C1 publication Critical patent/RU2269672C1/ru

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03BMACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS
    • F03B17/00Other machines or engines
    • F03B17/06Other machines or engines using liquid flow with predominantly kinetic energy conversion, e.g. of swinging-flap type, "run-of-river", "ultra-low head"
    • F03B17/062Other machines or engines using liquid flow with predominantly kinetic energy conversion, e.g. of swinging-flap type, "run-of-river", "ultra-low head" with rotation axis substantially at right angle to flow direction
    • F03B17/065Other machines or engines using liquid flow with predominantly kinetic energy conversion, e.g. of swinging-flap type, "run-of-river", "ultra-low head" with rotation axis substantially at right angle to flow direction the flow engaging parts having a cyclic movement relative to the rotor during its rotation
    • F03B17/067Other machines or engines using liquid flow with predominantly kinetic energy conversion, e.g. of swinging-flap type, "run-of-river", "ultra-low head" with rotation axis substantially at right angle to flow direction the flow engaging parts having a cyclic movement relative to the rotor during its rotation the cyclic relative movement being positively coupled to the movement of rotation
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/20Hydro energy

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Other Liquid Machine Or Engine Such As Wave Power Use (AREA)
  • Hydraulic Turbines (AREA)

Abstract

Гидроэлектростанция предназначена для преобразования энергии речного потока в электрическую энергию. Устройство содержит плавучее основание, выполненное в виде катамарана, на котором размещены привод генераторов тока, генераторы тока, система стабилизации параметров тока, подводная активная турбина, способная работать в полностью погруженном состоянии, и ее подъемник. Турбина выполнена в виде ленточного транспортера, установленного на ребро под углом к потоку реки. По всей ширине и длине транспортерной ленты закреплены лопасти турбины, выполненные, например, из эластичного материала. Каждая лопасть выполнена в виде ковша, способного складываться и ложиться на транспортерную ленту при переходе с рабочей на холостую ветвь транспортера и имеющего на внешней поверхности карман для автоматического подъема лопасти потоком реки, при переходе ее из холостого в рабочее положение. Подъемник самой турбины имеет в своем составе коромысло, на которое подвешивается турбина, одним концом шарнирно закрепленное на плавучем основании станции, вторым - на раме турбины, с закрепленным на ней коническим редуктором привода генераторов тока, причем таким образом, что продольные оси шарниров коромысла подъемника и продольная ось ведомой шестерни конического редуктора расположены на одной линии. Кроме того, станция оборудована устройствами, позволяющими изменять угол установки турбины к потоку реки в процессе работы станции. 4 ил.

Description

Изобретение относится к гидростроительству и может быть применено в любом регионе России и Мира.
Известны гидроэлектростанции, в том числе наплавные, у которых в качестве двигателя применяются реактивные турбины. Например: «Русловая гидроэлектростанция». Патент РФ №2002099 С1, МПК F 03 B 17/06. Автор Рыжухин Р.С.
ГЭС по патенту №2002099 состоит из турбины, редуктора, генератора с системами управления им. Реактивная турбина опускается в водный поток, который, воздействуя на лопасти турбины, поставленные под углом к потоку, поворачивает ее вал, раскручивая через редуктор вал генератора.
Две основные причины не позволяют применять реактивные турбины для получения электроэнергии от свободного течения реки:
1. Мощность ГЭС прямо пропорциональна площади рабочих лопастей турбины. В реактивной турбине из-за ее конструктивных особенностей сложно достичь большой площади воздействия потока на турбину.
2. Гидравлический коэффициент реактивной турбины теоретически не может взять от потока реки более половины ее мощности (обычно он не превышает 0.43).
Наиболее близкой по технической сущности к предлагаемому изобретению является «Наплавная электростанция», патент РФ №2160848, F 03 B 13/00, 17/06. Автор Ушаков Г.Г.
ГЭС по патенту №2160848 состоит из плавучего основания типа «катамаран», на котором шарнирно закреплена активная турбина, каждая лопасть которой выполнена в виде ряда ковшей, установленных в линию, с глухими внешними образующими, днища которых набраны из перекрывающих друг друга шарнирно закрепленных на внешних образующих ковша шторок, чьи оси вращения не совпадают с их продольной осью симметрии и поворот которых вокруг своей оси ограничен и сама шторка выполнена в виде двух тонких пластин, собранных в пакет.
Активная турбина по патенту №2160848 опускается в поток реки на пантографе и связана с приводом генератора через обгонную муфту, что позволяет работать на один вал отбора мощности одновременно нескольким турбинам.
Активная турбина по патенту №2160848 хорошо зарекомендовала себя как турбина, способная работать без уменьшения коэффициента полезного действия полностью погруженной в воду, как подводная (донная) турбина.
Однако в образовании мощности станции участвует не только скорость потока воды, но и общая площадь рабочих органов турбины, на которую воздействует этот поток. Это так называемые основные факторы. Кроме них на мощность турбин и всей станции в целом влияют такие факторы, как проблема отвода отработанной воды от турбин, и многие иные факторы.
Цель изобретения - улучшить эксплуатационные характеристики наплавных электростанций и их мощность.
Поставленная цель достигается тем, что наплавная ГЭС с подводной турбиной включает плавучее основание, выполненное в виде катамарана, на котором размещены привод генераторов тока, генераторы тока, система стабилизации параметров тока, подводная активная турбина, способная работать в полностью погруженном состоянии, и ее подъемник. Подводная активная турбина выполнена в виде ленточного транспортера, установленного на ребро под углом к потоку реки, по всей ширине и длине транспортерной ленты закреплены лопасти турбины, выполненные, например, из эластичного материала, причем каждая лопасть выполнена в виде ковша, способного складываться и ложиться на транспортерную ленту при переходе с рабочей на холостую ветвь транспортера и имеющего на внешней поверхности карман для автоматического подъема лопасти потоком реки, при переходе ее из холостого в рабочее положение, подъемник самой турбины имеет в своем составе коромысло, на которое подвешивается турбина, одним концом шарнирно закрепленное на плавучем основании станции, вторым - на раме турбины, с закрепленным на ней коническим редуктором привода генераторов тока, причем таким образом, что продольные оси шарниров коромысла подъемника и продольная ось ведомой шестерни конического редуктора расположены на одной линии, а сама станция оборудована устройствами, позволяющими менять угол установки турбины к потоку реки в процессе работы станции.
На Фиг.1 показан общий вид наплавной гидроэлектростанции - поперечный разрез.
На Фиг.2 показан общий вид станции - вид со стороны турбины.
На Фиг.3 показан общий вид станции - вид в плане.
На Фиг.4 показан способ установки станции на реке.
Наплавная гидроэлектростанция с подводной турбиной состоит из плавучего основания 1, на котором помещен привод генераторов тока 2. На специальном подвесе 3 с подъемником 4 сбоку плавучего основания станции 1 к ней шарнирно крепится турбина 5 с лопастями 6, закрепленными на рабочей поверхности ленты 7, активной турбины станции.
Лопасти 6 турбины 5 выполнены из эластичного материала и представляют собой пластины, закрепленные одним концом на транспортерной ленте 7 турбины 5.
Второй конец пластины с той же лентой соединен двумя гибкими связями 8, причем эти связи закреплены на пластине таким образом (Фиг 3. Вид А), что центр пластины получается в виде кармана. При воздействии потока реки на пластины и ее карман он отгибает ее от ленты на определенный угол, ограниченный длиной гибких связей, и пластина вместе со связями приобретает форму ковша, развернутого против течения реки. На раме турбины 5 закреплен конический редуктор 9, который жестко связан с ведущим туером транспортера турбины и через цепной редуктор 10 валом 11 связан с приводом генераторов 2. Вал 11 проходит через всю станцию и оканчивается вилкой карданной передачи 12, позволяющей подключать к головному блоку станции дополнительные турбины, увеличивая тем самым мощность станции до заданных пределов.
На плавучем основании станции 1 размещены, кроме вышеперечисленного оборудования, помещение привода генераторов 14, кнехты, леерные ограждения, аварийный якорь 18 и прочее, необходимое для любого плавсредства оборудование. Станция на реке устанавливается под углом к потоку, как это показано на Фиг.4, и удерживается в рабочем положении канатами 15 и 17. Передний канат 15 связан с береговым якорем 17 через лебедку 16, позволяющую менять в процессе эксплуатации станции угол атаки потоком реки рабочих органов турбины станции, изменяя тем самым мощность станции как в сторону ее увеличения при падении скоростного напора реки в мелководье, так и в сторону ее уменьшения при работе станции в паводок.
Турбина 5 в рабочем положении опирается на дополнительные опорные катки 19, что позволяет полностью разгрузить подвес и его подъемник от силы давления потока на него.
Работает станция следующим образом:
В нерабочем положении станция стоит у берега вдоль потока реки, пришвартованная к береговым якорям. Для установки станции в рабочее положение необходимо отдать швартовые, растормозить канат лебедки 16 и отодвинуть в реку нос плавучего основания станции. Реактивной составляющей силы давления на плавучее основание станции потока реки станция натянет канаты и отойдет в реку на заранее заданное длиной ее канатов расстояние и будет удерживаться в таком положении, пока не исчезнет сила давления на нее потока реки. Лебедкой 16 устанавливается угол атаки потока к турбине станции. Он должен соответствовать скорости потока и необходимой мощности станции. В межень он максимальный и равен 45°, в паводок - минимальный, но достаточный для достижения станцией заданной мощности. Для исключения явления «рысканья» станции на реке при изменении нагрузок на ее генератор в реку опускается донный якорь 18.
После установки станции на реке и подключения ее к потребителю тока подъемником 4 турбину 5 опускают в поток реки. Силой давления потока на турбину она прижимается к опорным каткам 19. То же самое давление, воздействуя на лопасти турбины станции, поворачивает туера турбины, а те, в свою очередь, через конический редуктор 9, цепной редуктор 10, вал 11 раскручивают ротор генератора, вырабатывая электрический ток промышленных параметров.
Продольная ось ведомой шестерни конического редуктора 9 и ось шарниров подвеса 3 на раме турбины расположены на одной линии, что позволяет передать крутящий момент от лопастей турбины к приводу генераторов тока 5 при любом угле турбины станции к продольной оси ее подъемника 4.
Это же самое позволяет поднять турбину из потока реки в любое время независимо от давления на нее потока реки и тем самым остановить работу станции. Кроме того, в системе привода генераторов станции предусмотрены фрикционная муфта, позволяющая отключить генератор, не отключая при этом турбину, и рубильник, позволяющий отключить станцию от потребителя, не останавливая ее работу.

Claims (1)

  1. Наплавная гидроэлектростанция с подводной турбиной, включающая плавучее основание, выполненное в виде катамарана, на котором размещены привод генераторов тока, генераторы тока, система стабилизации параметров тока, подводная активная турбина, способная работать в полностью погруженном состоянии, и ее подъемник, отличающаяся тем, что подводная активная турбина выполнена в виде ленточного транспортера, установленного на ребро под углом к потоку реки, по всей ширине и длине транспортерной ленты которого закреплены лопасти турбины, выполненные, например, из эластичного материала, причем каждая лопасть выполнена в виде ковша, способного складываться и ложиться на транспортерную ленту при переходе с рабочей на холостую ветвь транспортера и имеющего на внешней поверхности карман для автоматического подъема лопасти потоком реки при переходе ее из холостого в рабочее положение, подъемник самой турбины имеет в своем составе коромысло, на которое подвешивается турбина, одним концом шарнирно закрепленное на плавучем основании станции, вторым - на раме турбины с закрепленным на ней коническим редуктором привода генераторов тока, причем таким образом, что продольные оси шарниров коромысла подъемника и продольная ось ведомой шестерни конического редуктора расположены на одной линии, а сама станция оборудована устройствами, позволяющими изменять угол установки турбины к потоку реки в процессе работы станции.
RU2004118353/06A 2004-06-17 2004-06-17 Наплавная гидроэлектростанция с подводной турбиной RU2269672C1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2004118353/06A RU2269672C1 (ru) 2004-06-17 2004-06-17 Наплавная гидроэлектростанция с подводной турбиной

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2004118353/06A RU2269672C1 (ru) 2004-06-17 2004-06-17 Наплавная гидроэлектростанция с подводной турбиной

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2269672C1 true RU2269672C1 (ru) 2006-02-10

Family

ID=36049994

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2004118353/06A RU2269672C1 (ru) 2004-06-17 2004-06-17 Наплавная гидроэлектростанция с подводной турбиной

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2269672C1 (ru)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
LT5791B (lt) 2010-03-23 2011-11-25 Vlado Bložės PĮ, , Mobili tekančio vandens jėgainė
LT6106B (lt) 2013-03-29 2015-01-26 Vlado Bložės Pį Tekančio vandens jėgainė su švytuojančiomis mentėmis
LT6378B (lt) 2015-07-17 2017-04-10 Vlado Bložės Pį Tekančio vandens jėgainė su švytuojančiomis ir besisukančiomis mentėmis

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
LT5791B (lt) 2010-03-23 2011-11-25 Vlado Bložės PĮ, , Mobili tekančio vandens jėgainė
LT6106B (lt) 2013-03-29 2015-01-26 Vlado Bložės Pį Tekančio vandens jėgainė su švytuojančiomis mentėmis
LT6378B (lt) 2015-07-17 2017-04-10 Vlado Bložės Pį Tekančio vandens jėgainė su švytuojančiomis ir besisukančiomis mentėmis

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9322394B2 (en) Platform for generating electricity from flowing fluid using generally prolate turbine
JP4920823B2 (ja) デバイスの動作深度を制御する方法
CA2367715C (en) Water current turbine sleeve mounting
US8102069B2 (en) Water powered electricity generating device
EP2162618B1 (en) Underwater current turbine
US9068553B2 (en) Floating vessel that converts wave energy at sea into electrical energy
AU2008227243B2 (en) Device for wave-powered generator
EP3429913B1 (en) Floating platform
CN110984097B (zh) 一种漂浮物自动化打捞系统
NO334466B1 (no) En drivanordning
US20100164230A1 (en) Installation for harvesting ocean currents (IHOC) and methods and means for its delivery, installation and servicing
CN107165774A (zh) 一种海洋潮流能发电系统
US20100276934A1 (en) System for generating electric power from fluid current
EP2302205A1 (en) Floating power plant comprising water turbine and wind turbine
US20140117667A1 (en) Marine current power plant and a method for its operation
KR101138377B1 (ko) 풍?조력 발전선
CN112585348B (zh) 水力发电装置和发电系统
RU2269672C1 (ru) Наплавная гидроэлектростанция с подводной турбиной
JP2007528464A (ja) 風力発電装置
WO2009136784A1 (en) Device for generating energy
CN109477453B (zh) 海洋动力涡轮机
KR200329785Y1 (ko) 부유식 수력발전 장치
RU2499909C2 (ru) Донная гидроэлектростанция
CN215767066U (zh) 一种潮汐和气象监测装置
GB2450902A (en) Controlled wing for power generation from flowing fluid

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20080618