RU2290531C2 - Hydroelectric power station - Google Patents

Hydroelectric power station Download PDF

Info

Publication number
RU2290531C2
RU2290531C2 RU2004133262/06A RU2004133262A RU2290531C2 RU 2290531 C2 RU2290531 C2 RU 2290531C2 RU 2004133262/06 A RU2004133262/06 A RU 2004133262/06A RU 2004133262 A RU2004133262 A RU 2004133262A RU 2290531 C2 RU2290531 C2 RU 2290531C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
water
energy
power
heat
electric
Prior art date
Application number
RU2004133262/06A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2004133262A (en
Inventor
Александр Дмитриевич Елисеев (RU)
Александр Дмитриевич Елисеев
Дмитрий Александрович Елисеев (RU)
Дмитрий Александрович Елисеев
Борис Иванович Тарасов (RU)
Борис Иванович Тарасов
Original Assignee
Александр Дмитриевич Елисеев
Дмитрий Александрович Елисеев
Борис Иванович Тарасов
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 Александр Дмитриевич Елисеев, Дмитрий Александрович Елисеев, Борис Иванович Тарасов filed Critical Александр Дмитриевич Елисеев
Priority to RU2004133262/06A priority Critical patent/RU2290531C2/en
Publication of RU2004133262A publication Critical patent/RU2004133262A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2290531C2 publication Critical patent/RU2290531C2/en

Links

Images

Abstract

FIELD: power engineering.
SUBSTANCE: invention can be used for generating electric and thermal energy using head of water created by natural sources and special structures. Proposed hydroelectric power station contains water source and storage reservoir formed by dam communicating at least with one water race in lower part, of which hydraulic machine, for instance, hydraulic turbine, is installed being connected with electric generator whose output is connected with power consumer. Proposed hydroelectric power station has at least one vortex heat generator communicating by input storage reservoir through additional water race and connected by output with heat consumer through pipeline. Water races are furnished with water flow rate controls, for instance, regulators-gates and flow rate meters, to provide equality of flow rate from water source and sum of water flow rates through races connected to hydraulic turbine and heat generator.
EFFECT: increased energy efficiency, enlarged sphere of application.
6 dwg

Description

Гидроэнергостанция, в дальнейшем ГЭнС, относится к энергетике и может быть использована для одновременного производства электрической и тепловой энергии, инициирующим фактором в работе которой является гидравлическая мощность водяного потока, а ее энергоэффективность определяется соотношением гидравлических мощностей потоков воды в водоводах выработки электрической и тепловой энергии, а также суммарного потока воды на ГЭнС.A hydropower plant, hereinafter referred to as HES, refers to energy and can be used for the simultaneous production of electric and thermal energy, the initiating factor in which is the hydraulic power of the water stream, and its energy efficiency is determined by the ratio of the hydraulic capacities of the water flows in the electric and thermal energy pipelines, and also the total water flow at the HES.

Известна гидроэлектростанция (Карелин В.Я. и др. Гидроэнергетические станции. Под редакцией проф. В.Я.Карелина и Г.И.Кривченко. М.: Энергоиздат, 1987, стр.15-21) [1], включающая источник воды, соединенный с питательной емкостью, сообщающийся с ней водовод, нижний конец которого соединен с зоной стока. Нижний конец водовода расположен ниже точки сообщения водовода с питательной емкостью. В нижней части водовода установлена гидравлическая машина, например и чаще всего гидротурбина. Она кинематически соединена с электрогенератором. За счет гидроэнергопотенциала в водоводе устанавливается поток воды, приводящий в движение гидротурбину, от которой передается вращение ротору электрогенератора, вырабатывающего электроэнергию. Специальными устройствами электроэнергия формируется до уровня установленных к ней требований (ГОСТ 13109-97. Нормы качества электрической энергии в системах электроснабжения общего назначения. М.: Изд-во стандартов, 1996) [2] и определенного качества распределяется и транспортируется потребителям.A well-known hydroelectric power station (Karelin V.Ya. et al. Hydroelectric power stations. Edited by Prof. V.Ya. Karelin and G.I. Krivchenko. M .: Energoizdat, 1987, pp. 15-21) [1], including a water source connected to the nutrient tank, a water conduit communicating with it, the lower end of which is connected to the drainage zone. The lower end of the conduit is located below the point of communication of the conduit with the feed tank. A hydraulic machine is installed in the lower part of the water conduit, for example, and most often a turbine. It is kinematically connected to an electric generator. Due to the hydropower potential, a flow of water is established in the water conduit, which drives a hydraulic turbine, from which rotation is transmitted to the rotor of the electric generator that generates electricity. Using special devices, electricity is generated up to the level of requirements established for it (GOST 13109-97. Quality standards for electric energy in general-purpose power supply systems. M: Publishing house of standards, 1996) [2] and of a certain quality are distributed and transported to consumers.

Недостаток известной ГЭС заключается в том, что при наличии подключенной к ней тепловой нагрузки на ней не достигается (с учетом современного уровня преобразовательных средств) лучшая энергоэффективность. Известен способ получения тепловой энергии (Кладов А.Ф. Патент РФ на изобретение «Способ получения энергии» № 2054604. Описание к патенту. 6 F 24 J 3/00, G 21 В 1/00, опубл. 20.02.96 г.) [3], предусматривающий подачу вещества в жидкой фазе в зону обработки и создание в веществе при определенных условиях кавитационных пузырьков (в последующем устройства для создания таких условий получили название вихревых теплогенераторов) и позволяющий затрачивать кратно меньшую энергию на получение альтернативного количества тепловой энергии в сравнении с получаемыми с использованием классических, традиционных технологий.A disadvantage of the known hydroelectric power station is that if there is a heat load connected to it, it does not achieve (taking into account the current level of converting means) better energy efficiency. A known method of producing thermal energy (Kladov AF Patent of the Russian Federation for the invention "Method of producing energy" No. 2054604. Description of the patent. 6 F 24 J 3/00, G 21 V 1/00, publ. 02.20.96) [3], which provides for the supply of a substance in the liquid phase to the treatment zone and the creation of cavitation bubbles in the substance under certain conditions (hereinafter referred to as devices for creating such conditions, it is called vortex heat generators) and allows you to spend multiple times less energy to produce an alternative amount of thermal energy in comparison with obtained with and using classic, traditional technologies.

Задачей предлагаемого изобретения является повышение энергоэффективности работы станции.The task of the invention is to increase the energy efficiency of the station.

Поставленная задача достигается тем, что известная гидроэнергостанция, принятая за прототип, содержащая источник воды и сформированное посредством плотины водохранилище, сообщающееся по меньшей мере с одним водоводом, в нижней части которого установлена гидравлическая машина, например гидротурбина, соединенная с электрогенератором, выход которого соединен с электропотребителем, дополнительно снабжена по меньшей мере одним вихревым теплогенератором, сообщенным своим входом с водохранилищем дополнительным водоводом, а выходом соединенным посредством трубопровода с теплопотребителем, при этом водоводы снабжены устройствами регулирования расхода воды, например регуляторами-задвижками и расходомерами, для обеспечения равенства расхода источника воды сумме расходов воды через водоводы, подключенные к гидротурбине и теплогенератору.This object is achieved in that the known hydroelectric power station, adopted as a prototype, containing a water source and a reservoir formed by means of a dam, communicating with at least one water conduit, in the lower part of which a hydraulic machine is installed, for example a hydraulic turbine connected to an electric generator, the output of which is connected to an electric consumer , is additionally equipped with at least one vortex heat generator communicated by its inlet with the reservoir with an additional water conduit, and the outlet is connected This is done by means of a pipeline with a heat consumer, while the water conduits are equipped with water flow control devices, for example, gate valves and flow meters, to ensure that the flow rate of the water source is equal to the sum of the water flow through the water conduits connected to the turbine and heat generator.

В гидравлической энергетической станции достигается снижение расхода энергоресурсов с использованием вихревого теплогенератора (Потапов Ю.С. Патент РФ на изобретение № 2045715. Описание изобретения к патенту. F 25 B 29/00, опубл. 10.10.95, бюл. № 28, 1995) [4] преимущественно «за счет преобразования энергии воды по сокращенной схеме: механическая энергия - тепловая энергия».In a hydraulic power station, a reduction in energy consumption is achieved using a vortex heat generator (Potapov Yu.S. RF patent for invention No. 2045715. Description of the invention to patent. F 25 B 29/00, publ. 10.10.95, bull. No. 28, 1995) [4] mainly “due to the conversion of water energy according to an abbreviated scheme: mechanical energy - thermal energy”.

Кроме того, наличие контроля расходов воды в водоводах не позволяет поддерживать их на требуемом уровне, а также обеспечивать постоянство стока воды на станции. Также их наличие позволяет определить мощности в водоводах выработки электрической и тепловой энергии. Например, мощность вихревого теплогенератора, определяемая как произведение давления проходящей через него воды на и ее расход (Потапов Ю.С. Фоминский Л.П., Потапов С.Ю. Энергия вращения. «Российская академия естественных наук. Молдавский центр. Неосферные технологии», г.Кишинев, 2001) [5]; определять энергоэффективность станции и ее взаимосвязь с характером подключенной нагрузки по каналам выработки электроэнергии и тепловой энергии; оперативно оценивать энергоэффективность и качественно управлять работой станции; обосновывать оптимальные решения при разработке схем энергоснабжения потребителей.In addition, the presence of control of water flow in the water conduits does not allow maintaining them at the required level, as well as ensuring the constancy of the flow of water at the station. Also, their presence allows you to determine the capacity in the water conduits for the production of electric and thermal energy. For example, the power of a vortex heat generator, defined as the product of the pressure of the water passing through it and its flow rate (Potapov Yu.S. Fominsky L.P., Potapov S.Yu. Rotational energy. "Russian Academy of Natural Sciences. Moldavian Center. Non-Sphere Technologies" , Chisinau, 2001) [5]; determine the energy efficiency of the station and its relationship with the nature of the connected load through the channels for generating electricity and thermal energy; promptly evaluate energy efficiency and efficiently manage the station; substantiate optimal solutions when developing consumer energy supply schemes.

При постоянстве стока реки Q должно соблюдаться условие Q=Q1+Q2, где Q - расход воды источника (реки); Q1 - расход воды в первом водоводе; Q2 - расход воды во втором водоводе. Несоблюдение данного баланса приведет к изменению уровня в водохранилище и, соответственно, к изменению номинального режима (гидростатического давления) работы станции.With a constant flow of the Q river, the condition Q = Q 1 + Q 2 must be observed, where Q is the water flow of the source (river); Q 1 - water flow in the first conduit; Q 2 - water flow in the second water conduit. Failure to comply with this balance will lead to a change in the level in the reservoir and, accordingly, to a change in the nominal mode (hydrostatic pressure) of the station.

Полезная мощность ГЭнС может быть определена согласно следующему выражению:The useful power of the HES can be determined according to the following expression:

Figure 00000002
Figure 00000002

где NГ1 - гидравлическая мощность потока воды, потребляемая гидроэлектроагрегатом в первом водоводе;where N G1 is the hydraulic power of the water flow consumed by the hydroelectric unit in the first water conduit;

NГ1 - гидравлическая мощность потока воды, потребляемая вихревым теплогенератором во втором водоводе.N G1 - hydraulic power of the water flow consumed by the vortex heat generator in the second water conduit.

Принимая во внимание, что NГ1=P1×Q1, a NГ22×Q2, где Р, P1, Р2 давления - «столба» воды на ГЭнС, воспринимаемое гидротурбиной гидроагрегата и воспринимаемое вихревым теплогенератором, соответственно, выражение (1) может быть записано в следующем виде:Taking into account that N Г1 = P 1 × Q 1 , and N Г2 = Р 2 × Q 2 , where Р, P 1 , Р 2 pressure is the “column” of water on the HES, perceived by the hydraulic turbine of the hydraulic unit and perceived by the vortex heat generator, respectively , expression (1) can be written as follows:

Figure 00000003
Figure 00000003

Показатель энергоэффективности (термин принят с учетом того, что ГЭнС содержит кроме гидроэлектрического преобразователя, энергоэффективность которого правильнее характеризовать КПД, еще и гидротепловой преобразователь, энергоэффективность которого характеризуется коэффициентом энергоэффективности) (ГОСТ Р 51387-99. Энергосбережение. Нормативно-методическое обеспечение. Основные положения. Госстандарт России, М., 1999 г.) [6] ГЭнС может быть определен отношением полезной мощности вырабатываемых станцией энергоресурсов к ее первичной (гидравлической) мощности и записан в следующем виде:Energy efficiency indicator (the term was adopted taking into account the fact that the HES contains, in addition to a hydroelectric converter, the energy efficiency of which is more correctly characterized by efficiency, also a hydrothermal converter, whose energy efficiency is characterized by an energy efficiency coefficient) (GOST R 51387-99. Energy conservation. Regulatory and methodological support. Main provisions. Gosstandart of Russia, Moscow, 1999) [6] GES can be determined by the ratio of the net power generated by the station energy resources to its primary (guide avlicheskoy) power and recorded as follows:

Figure 00000004
Figure 00000004

С учетом выражения (2) при Р=P1=P2 выражение (3) принимает следующий вид:In view of expression (2) with P = P 1 = P 2, expression (3) takes the following form:

Figure 00000005
Figure 00000005

Из выражения (3') видно, что показатель энергоэффективности предлагаемой ГЭнС зависит от соотношения расходов воды Q1 и Q2 в первом и втором водоводах (по каналам выработки электроэнергии и тепловой энергии) соответственно, а также от КПД гидроэлектроагрегатов η1 и коэффициентов энергоэффективности вихревых теплогенераторов ζ, установленных на ГЭнС.From the expression (3 ') it can be seen that the energy efficiency indicator of the proposed HES depends on the ratio of water flow rates Q 1 and Q 2 in the first and second water ducts (along the electricity and heat energy generation channels), respectively, as well as on the efficiency of hydroelectric power units η 1 and vortex energy efficiency factors heat generators ζ installed on the GE n C.

Диапазон изменения показателя энергоэффективности предлагаемой ГЭнС может находиться в пределах значений, которые она принимает при Q1=0 (при этом Q2=Q) и при Q2=0 (при этом Q1=Q).The range of changes in the energy efficiency indicator of the proposed GE n C can be within the range of values that it takes at Q 1 = 0 (with Q 2 = Q) and with Q 2 = 0 (with Q 1 = Q).

В случае Q1=0 вся гидравлическая мощность используется для выработки тепловой энергии, установленными на ГЭнС ВТ, выражение (3') принимает следующий вид:In the case of Q 1 = 0, all hydraulic power is used to generate thermal energy, installed on the GE n C VT, the expression (3 ') takes the following form:

Figure 00000006
или ЭГЭнС=ζ. При
Figure 00000007
ЭГЭнС=1,68.
Figure 00000006
or Э ГЭНС = ζ. At
Figure 00000007
E HES = 1.68.

То есть для рассматриваемого случая мощность (тепловая), вырабатываемая предлагаемой ГЭнС, в 1,68 раза больше гидравлической (первичной) ее мощности.That is, for the case under consideration, the power (thermal) generated by the proposed GE n C is 1.68 times greater than its hydraulic (primary) power.

В случае Q2=0 вся гидравлическая мощность используется для выработки электрической энергии установленными на ГЭнС электрогенераторами. При этом выражение (3) принимает следующий вид:In the case of Q 2 = 0, all hydraulic power is used to generate electrical energy installed on the GE n With electric generators. In this case, expression (3) takes the following form:

NГЭнС=Q×η1,N GES = Q × η 1 ,

а энергоэффективность - следующий вид:

Figure 00000008
.and energy efficiency is as follows:
Figure 00000008
.

При

Figure 00000009
ЭГЭнС=0,96.At
Figure 00000009
E HES = 0.96.

То есть для такого случая мощность (электрическая), вырабатываемая предлагаемой ГЭнС, составляет значение, исходя из КПД - η1=0,96.That is, for such a case, the power (electric) generated by the proposed GE n C is a value based on the efficiency - η 1 = 0.96.

При когенерационной выработке энергоресурсов на предлагаемой ГЭнС, предусматривающей выработку электрической энергии и одновременно с этим - тепловой энергии с параметрами ВТ и с изменением доли вырабатываемой (потребляемой) тепловой энергии от 0 до 1 (от гидравлической мощности ГЭнС), энергоэффективность ее может меняться от величины, близкой η1, до величины ζ или от 0,96 до 1,68 соответственно.During cogeneration energy production at the proposed GE n C, which provides for the generation of electric energy and at the same time heat energy with VT parameters and with a change in the share of generated (consumed) thermal energy from 0 to 1 (from the hydraulic power of the GE n C), its energy efficiency can vary from a value close to η 1 to ζ or from 0.96 to 1.68, respectively.

Из приведенного следует, что для достижения наибольшего значения показателя энергоэффективности работы станции (ГЭнС) приоритет должен отдаваться тепловой нагрузке, величину ее целесообразно выбирать возможно большей. Исходя из значения тепловой нагрузки определяется и включается в работу необходимое для ее «покрытия» количество вихревых теплогенераторов с учетом их мощностей. Определяются требуемые для этого расходы воды (как правило, при постоянном, известном давлении воды).From the above it follows that in order to achieve the highest value of the station energy efficiency indicator (GES), priority should be given to the heat load, it is advisable to choose its value as large as possible. Based on the value of the heat load, the number of vortex heat generators necessary for its “covering” is determined and included in the work, taking into account their capacities. The required water flow rates are determined (as a rule, at a constant, known water pressure).

Благодаря высокому значению показателя энергоэффективности ГЭнС в сравнении с известной ГЭС при подключенной одинаковой тепловой нагрузке она позволяет вырабатывать дополнительно электрическую энергию.Due to the high value of the energy efficiency indicator of the power station in comparison with the known hydroelectric power station with the same heat load connected, it allows you to generate additional electrical energy.

Сравнение значений показателей энергоэффективности известной ГЭС с вариантами ее тепловых нагрузок (0,86-0,96 при теповой нагрузке в виде ТЭНов и 0,96-1,07 при тепловой нагрузке в виде теплонасосного ВТ) с предлагаемой ГЭнС (0,96-1,68) позволяет отметить большее значение ее энергоэффективности.Comparison of the values of energy efficiency indicators of a known hydroelectric power station with options for its thermal loads (0.86-0.96 at a heat load in the form of heating elements and 0.96-1.07 at a heat load in the form of a heat pump VT) with the proposed GE n C (0.96 -1.68) allows us to note the greater importance of its energy efficiency.

На фиг.1-6 приведены схематичные изображения, позволяющие интерпретировать работу ГЭнС.Figure 1-6 shows schematic images that allow you to interpret the operation of the power generator.

На фиг.1 приведена схема выработки электрической энергии; на фиг.2 - схема выработки тепловой энергии (сечение по водоводу выработки тепловой энергии); на фиг.3 - упрощенная тепловая схема (выработки тепловой энергии). На фиг.4-6 приведены упрощенные схемы энергоснабжения и энергопотребления тепловой энергии у потребителя, в том числе на фиг.4 - при производстве тепловой энергии на предлагаемой ГЭнС; на фиг.5 - при традиционном производстве электрической энергии на ГЭС и теплоэлектропреобразования электрическими ТЭНами у теплопотребителя; на фиг.6 - при традиционном производстве электрической энергии на ГЭС и теплоэлектропреобразования с использованием электронасосного вихревого теплогенератора у потребителя.Figure 1 shows a diagram of the generation of electrical energy; figure 2 is a diagram of the generation of thermal energy (section through the water conduit for generating thermal energy); figure 3 is a simplified thermal scheme (generation of thermal energy). Figure 4-6 shows a simplified diagram of energy supply and energy consumption of thermal energy at the consumer, including figure 4 - in the production of thermal energy at the proposed HES; figure 5 - in the traditional production of electric energy at hydroelectric power stations and thermoelectric conversion by electric heating elements at a heat consumer; Fig.6 - in the traditional production of electric energy at hydroelectric power stations and heat and electric conversion using an electric pump vortex heat generator at the consumer.

На фиг.1-6 введены следующие обозначения:Figure 1-6 introduced the following notation:

1 - тело плотины; 2 - водохранилище (верхний бьеф ГЭнС); 3 - русло реки (нижний бьеф ГЭнС); 4 - рабочий водовод выработки тепловой энергии; 4' - рабочий водовод выработки электроэнергии; 5 - плоский глубинный затвор канала выработки электроэнергии; 5' - плоский глубинный затвор канала выработки тепловой энергии; 6 - гидротурбина; 7 - электрогенератор; 8 - электрическая формировательно-распределительная станция; 9 - манометр на входе гидротурбинного водовода; 10 - манометр после турбины; 11 - расходомер в турбинном водоводе; 12 - входной коллектор источника тепловой энергии; 13 - входная задвижка-регулятор вихревого теплогенератора; 14 - вихревой теплогенератор ГЭнС; 14' - вихревой теплогенератор потребителя; 15 - выходная задвижка-регулятор вихревого теплогенератора; 16 - выходной коллектор источника тепловой энергии; 17 - манометр вихревого теплогенератора; 18 - термометр на выходе теплового теплогенератора; 19 - расходомер на входе источника тепловой энергии; 20 - манометр на входе источника тепловой энергии; 21 - термометр на входе источника тепловой энергии; 22 - термометр на выходе источника тепловой энергии; 23 - манометр на выходе источника тепловой энергии; 24 - расходомер на выходе источника тепловой энергии; 25-26 - задвижка-регулятор на входе и выходе тепловой энергии соответственно; 27 - теплопровод; 28 - потребитель тепловой энергии; 29 - линия электропередачи; 30 - электродвигатель насоса; 31 - насос; 32 - электронагреватель (ТЭН).1 - dam body; 2 - reservoir (upper pool GE n C); 3 - channel of the river (lower downstream GE n С); 4 - working conduit for the production of thermal energy; 4 '- working conduit for electricity generation; 5 - a flat deep shutter channel for generating electricity; 5 'is a flat deep shutter channel for generating thermal energy; 6 - hydroturbine; 7 - electric generator; 8 - electric forming and distribution station; 9 - pressure gauge at the inlet of the turbine water conduit; 10 - pressure gauge after the turbine; 11 - flow meter in a turbine conduit; 12 - input collector of a source of thermal energy; 13 - input valve-regulator of the vortex heat generator; 14 - vortex heat generator GE n C; 14 '- vortex heat generator of the consumer; 15 - output valve-regulator of the vortex heat generator; 16 - output collector of a source of thermal energy; 17 - pressure gauge vortex heat generator; 18 - thermometer at the outlet of the heat source; 19 - flowmeter at the input of a source of thermal energy; 20 - pressure gauge at the input of a source of thermal energy; 21 - a thermometer at the input of a source of thermal energy; 22 - a thermometer at the output of a source of thermal energy; 23 - pressure gauge at the output of a source of thermal energy; 24 - a flow meter at the output of a source of thermal energy; 25-26 - valve-regulator at the input and output of thermal energy, respectively; 27 - heat conduit; 28 - thermal energy consumer; 29 - power line; 30 - pump electric motor; 31 - pump; 32 - electric heater (TEN).

Выработка на предлагаемой ГЭнС электрической энергии осуществляется следующим образом (фиг.1). Под давлением напора воды Нн, формируемым плотиной 1 и водохранилищем 2, вода из водохранилища 2 поступает в нижний бьеф 3, при этом в водоводе 4 устанавливается поток воды, который вращает ротор гидротурбины 6. Гидравлическая мощность потока воды преобразуется в механическую мощность гидротурбины 6. Вращение от нее передается электрогенератору 7, который вырабатывает электрическую энергию. Электроэнергия от электрогенератора 7 передается на формирователь-распределитель 8, формируется до требуемого качества, регламентированного (ГОСТ 13109-97. Нормы качества электрической энергии в системах электроснабжения общего назначения. М.: Изд-во стандартов, 1996) [2] и распределяется потребителям. Регулирование расхода воды через водовод 4 (гидравлическая мощность гидротурбины) осуществляется подъемом или опусканием плоского затвора 5. При этом он в той или иной степени уменьшает или увеличивает входное сечение водовода 4. При подъеме или опускании затвора 5 увеличивается или уменьшается первичная гидравлическая мощность и может изменяться вырабатываемая электрическая мощность установленных электрогенераторов. Плоский затвор может полностью перекрыть или полностью открыть водовод 4, создав условия для нулевой или максимальной мощности. Глубинный затвор является регулирующим органом.The generation of the proposed GE n C electrical energy is as follows (figure 1). Under the pressure of the water head H n formed by the dam 1 and the reservoir 2, the water from the reservoir 2 enters the downstream 3, while in the water conduit 4 a water stream is installed that rotates the rotor of the hydraulic turbine 6. The hydraulic power of the water flow is converted into the mechanical power of the hydraulic turbine 6. The rotation from it is transmitted to the generator 7, which generates electrical energy. Electricity from the generator 7 is transferred to the shaper-distributor 8, is formed to the required quality, regulated (GOST 13109-97. Quality standards of electric energy in general-purpose power supply systems. M: Publishing house of standards, 1996) [2] and is distributed to consumers. The regulation of water flow through the conduit 4 (hydraulic power of the hydraulic turbine) is carried out by raising or lowering the flat shutter 5. In doing so, it reduces or increases the inlet section of the conduit to one degree or another. When raising or lowering the shutter 5, the primary hydraulic power increases or decreases and can vary the generated electric power of the installed generators. A flat shutter can completely block or completely open the conduit 4, creating conditions for zero or maximum power. The depth shutter is the regulatory authority.

Основные расчетные и измеренные параметры работы предлагаемой ГЭнС и сравниваемых вариантов известной ГЭС в системе с тепловой нагрузкой приведены в следующей таблице.Main calculated and measured parameters of the proposed ET n and C compared variants known hydroelectric system to the heat load are given in the following table.

№ п/пNo. p / p Наименование параметраParameter Name Значения параметраParameter Values Предлагаемой ГЭнСProposed GE n S Известной ГЭС с тепловой нагрузкой в виде ТЭНовKnown hydroelectric power station with thermal load in the form of heating elements Известной ГЭС с тепловой нагрузкой в виде Эл. насосн. ВТKnown hydroelectric power station with a thermal load in the form of El. pump VT 1one 22 33 4four 55 1one Уровень воды в водохранилище, м (напор - давление, кгс/см2)The water level in the reservoir, m (pressure - pressure, kgf / cm 2 ) 60 (6)60 (6) 60 (6)60 (6) 60(6)60 (6) 22 Расход воды реки (Q), м3River water flow (Q), m 3 / s 728728 728728 728728 33 Гидравлическая мощность (Nг) потока, кВтHydraulic power (N g ) of the flow, kW 428082428082 428082428082 428082428082 4four Мощность (Nтп) подключенного теплопотребителя (гидравлическая), кВтPower (N tp ) of the connected heat consumer (hydraulic), kW 111301111301 111301111301 111301111301 55 Расчетные расходы воды, эквивалентные выработке тепловой мощности, равной Nтп=111301 кВт, (Nтп=ΔNгэ2=ΔNгэ4=ΔNвт), м3/cEstimated water consumption equivalent to heat production equal to N tp = 111301 kW, (N tp = ΔN ge2 = ΔN ge4 = ΔN W ), m 3 / s

Figure 00000010
112,67
Figure 00000010
112.67
Figure 00000011
219,1
Figure 00000011
219.1
Figure 00000012
176,9
Figure 00000012
176.9
66 Первичные (гидравлические) мощности, расходуемые на «покрытие» тепловой нагрузки у потребителя (Nтп=111301,0 кВт), кВтPrimary (hydraulic) power consumed to “cover” the heat load of the consumer (N tp = 111301.0 kW), kW Nвт=P·Q2; 66250,0N W = P · Q 2 ; 66250.0 ΔNгэ2=P·Q'2; 128830,0ΔN ge2 = P · Q '2; 128830.0 ΔNгэ4=P·Q"2; 104017,2ΔN ge4 = P · Q "2; 104017.2 77 Расходы воды, используемой (эквивалентные) на выработку электроэнергии, расходуемой на неэлектротепловое ее преобразование, м3The consumption of water used (equivalent) for the generation of electricity spent on non-electrothermal conversion, m 3 / s Q1=Q-Q2; Q 1 = QQ 2 ; Q'1=Q-Q'2;Q ' 1 = Q-Q'2; Q"1=Q-Q"2;Q " 1 = QQ"2; Q1=615,33Q 1 = 615.33 Q'1=508,9Q ' 1 = 508.9 Q"1=551,1Q " 1 = 551.1 88 Мощности, расходуемые на выработку электроэнергии, используемой на нетепловое ее энергопреобразование,The power spent on the generation of electricity used for non-thermal energy conversion, кВт:kW: ΔN'гэ5=Р·Q1;ΔN ' ge5 = P · Q 1 ; ΔN'гэ1=P·Q'1;ΔN ' ge1 = P · Q'1; ΔN'гэ3=P·Q"1;ΔN ' ge3 = P · Q "1; гидравлические, ΔN'гэ hydraulic, ΔN ' ge ΔN'гэ5=361814,0ΔN ' ge5 = 361814.0 ΔN'гэ1=299233,0ΔN ' ge1 = 299233.0 ΔN'гэ3=324046,8ΔN ' ge3 = 324046.8 электрические (ΔNгэ -electric (ΔN ge - ΔNгэ5=ΔN'гэ5·η1;ΔN ge5 = ΔN ' ge5 · η 1 ; ΔNгэ1=ΔN'гэ1·η1;ΔN ge1 = ΔN ' ge1 · η 1 ; ΔNгэ3=ΔN'гэ3·η1;ΔN ge3 = ΔN ' ge3 · η 1 ; с учетом η1)taking into account η 1 ) ΔNгэ5=347341,4ΔN ge5 = 347341.4 ΔNгэ1=287266,7ΔN ge1 = 287266.7 ΔNгэ3=311084,0ΔN ge3 = 311084.0 99 Выходные мощности, кВтOutput power, kW NГЭнС=ΔNгэ5+Nтп=447612,4N GES = ΔN ge5 + N tp = 447612.4 NГЭС(ТЭН)=ΔNгэ1+Nтп=387537,7N hydroelectric power station (TEN) = ΔN ge1 + N tp = 387537.7 NГЭС(Эл.нас.BT)=ΔNrэ3+Nтп=411355,9N hydroelectric power station (El. BT) = ΔN re3 + N tp = 411355.9 1010 ЭнергоэффективностьEnergy efficiency
Figure 00000013
1,046
Figure 00000013
1,046
Figure 00000014
0,9
Figure 00000014
0.9
Figure 00000015
0,96
Figure 00000015
0.96
11eleven Увеличение (улучшение) энергоэффективности в сравнении с ГЭС(ТЭН) Increase (improvement) in energy efficiency in comparison with hydroelectric power stations (TEN) ΔЭ1=[ЭГЭнСГЭС(ТЭН)]·100%; 14,6%ΔE 1 = [Э ГЭНСГЭС (ТЭН) ] · 100%; 14.6% 00 ΔЭ2=[ЭГЭС(Эл.нас.ВТ)ГЭС(ТЭН)]·100%; 6,0%ΔE 2 = [E hydroelectric power station (electric power supply VT) -E hydroelectric power station (TEN) ] · 100%; 6.0% 1212 Высвобождаемые (дополнительные) мощности вырабатываемой электроэнергии в сравнении с ГЭС(ТЭН), кВтReleased (additional) power of generated electricity in comparison with hydroelectric power station (TEN) , kW ΔNГЭнС(Э)=ΔNгэ5-ΔNгэ1; 60074,7ΔN HES (E) = ΔN ge5 -ΔN ge1 ; 60,074.7 00 ΔNГЭС(Эл.нас.ВТ)=ΔNгэ3-ΔNгэ3; 23818,2ΔN hydroelectric power station (El.nas.WT) = ΔN ge3 -ΔN ge3 ; 23818.2

В рассматриваемом примере напоры воды H1 и H2 постоянные и составляют 60 м.In this example, the water pressure H 1 and H 2 constant and amount to 60 m

Расход воды через плотину Q составляет 728 м3/с. Гидравлическая мощность потока NГ через ГЭнС (ГЭС), определяемая произведением напора воды на ее расход, составляет 428082 кВт. Исходя из тепловой мощности потребителя и известной взаимосвязи тепловой мощности с параметрами работы вихревого теплогенератора (3), определен требующийся для этого расход воды ГЭнС Q2, который имеет значение, равное 112,67 м3/с (строка 5 таблицы). Расход воды ГЭнС, используемый на выработку электроэнергии и последующие неэлектротепловое ее энергопотребление Q1, составляет 615,33 м3/с (строка 7 таблицы). Расходы воды на ГЭнС по каналам выработки электроэнергии и тепловой энергии соответственно должны иметь значения Q1=615,33 м3/с и Q2=112, 67 м3/с. ГЭнС будет обеспечиваться ее выходная электрическая мощность, равная 347341,4 кВт (строка 8 таблицы), и «покрываться» ее тепловая нагрузка мощностью 111301 кВт, расходующей на это установленными вихревыми теплогенераторами всего 62250,0 кВт (строка 6 таблицы) гидравлической мощности ГЭнС.The flow rate through dam Q is 728 m 3 / s. The hydraulic power of the flow N Г through ГЭ н С (HES), determined by the product of the water pressure and its flow rate, is 428082 kW. Based on the consumer’s thermal power and the known relationship between the thermal power and the operation parameters of the vortex heat generator (3), the required water flow rate ГЭ н С Q 2 , which has a value equal to 112.67 m 3 / s (row 5 of the table), has been determined. The water consumption of GE n C used to generate electricity and its subsequent non-electrical energy consumption Q 1 is 615.33 m 3 / s (row 7 of the table). Water consumption in the ET n C channels by power generation and thermal energy, respectively, must have values Q 1 = 615.33 m 3 / s and Q 2 = 112, 67 m 3 / s. ГЭ н С it will be provided with its output electric power equal to 347341.4 kW (row 8 of the table), and its thermal load with a capacity of 111301 kW, which consumes only 62,250.0 kW installed by the vortex heat generators (row 6 of the table) of hydraulic power, will be “covered” GE n S.

Выработка тепловой энергии на предлагаемой ГЭнС осуществляется следующим образом (фиг.2). Под действием напора воды Нн=60 м (р=6 кг/см2), формируемого плотиной 1 и водохранилищем 2, вода из последнего через водовод 4' поступает во входной коллектор 12. Из входного коллектора 12 вода параллельными потоками поступает в вихревые теплогенераторы 14, проходя через которые с требуемым расходом и под требуемым напором она нагревается (Потапов Ю.С., Патент РФ на изобретение № 2045715. Описание изобретения к патенту. F 25 B 29/00, опубл. 10.10.95, бюл. № 28, 1995; Потапов Ю.С. Фоминский Л.П., Потапов С.Ю. Энергия вращения. «Российская академия естественных наук. Молдавский центр. Неосферные технологии», г.Кишинев, 2001) [4, 5], до требуемой температуры, достаточной для работы устройств потребителя, например систем отопления, вентиляции и горячего водоснабжения (ГВС). В примере рассмотрен вихревой теплогенератор «улиточный» - статического типа, возможно и использование вихревого теплогенератора «дискового» - динамического типа. Горячая вода поступает в коллектор 16, а из него самотеком или сетевыми насосами через открытую задвижку 26 направляется к потребителю 31. Сетевые насосы на графике условно не показаны. Режим поступающей из водохранилища воды контролируется (фиг.3) расходомером 19, манометром 20, термометром 21. Режимы работы вихревых теплогенераторов 14 контролируются манометрами 17 (после задвижек 13) и термометрами 18 - на их выходе. Регулирование требуемого расхода воды в водоводе 4', равного 112,67 м3/с (гидравлическая мощность вихревых теплогенераторов), на основании показаний расходомеров 19 и 24 осуществляется подъемом или опусканием плоского глубинного затвора 5'. При этом он увеличивает или уменьшает площадь входного сечения водовода 4'. Другими элементами регулирования выработки тепловой энергии являются регулировочно-запорные вентили 25, 26, а также вентили «включения-выключения» отдельных вихревых теплогенераторов 17 путем «открытия-закрытия» соответствующих задвижек 13 и 15. При наличии расходных тарировочных зависимостей водоводов расходы в водоводах могут быть определены с их использованием. Тепловая мощность на выходе станции, равная NТП=111301,0 кВт, контролируется по показаниям входных и выходных КИП системы - 19, 20, 21 и 22, 23, 24.The generation of thermal energy on the proposed GE n C is as follows (figure 2). Under the influence of the water pressure H n = 60 m (p = 6 kg / cm 2 ), formed by the dam 1 and the reservoir 2, water from the latter through the conduit 4 'enters the inlet manifold 12. From the inlet manifold 12, water flows in parallel streams into the vortex heat generators 14, passing through which at the required flow rate and under the required pressure it heats up (Potapov Yu.S., RF Patent for the invention No. 2045715. Description of the invention to the patent. F 25 B 29/00, publ. 10.10.95, bull. No. 28 , 1995; Potapov Yu.S. Fominsky LP, Potapov S.Yu. Rotational energy. "Russian Academy of Natural Sciences. Mol ABCK facility. Neosfernye Technology ", Chisinau, 2001) [4, 5], to the desired temperature sufficient for consumer devices, such as heating systems, ventilation and hot water (DHW). The example considers a “snail” vortex heat generator - of a static type, it is also possible to use a “disk” vortex heat generator - of a dynamic type. Hot water enters the collector 16, and from it by gravity or network pumps through an open valve 26 is directed to the consumer 31. Network pumps are conventionally not shown in the graph. The mode of water coming from the reservoir is controlled (Fig. 3) by a flow meter 19, a manometer 20, and a thermometer 21. The operating modes of the vortex heat generators 14 are controlled by manometers 17 (after the gate valves 13) and thermometers 18 at their outlet. Regulation of the required water flow rate in the 4 'conduit equal to 112.67 m 3 / s (hydraulic power of the vortex heat generators), based on the readings of the flow meters 19 and 24, is carried out by raising or lowering the flat depth shutter 5'. Moreover, it increases or decreases the area of the inlet section of the conduit 4 '. Other elements of regulation of heat energy production are control and shut-off valves 25, 26, as well as “on-off” valves of individual vortex heat generators 17 by “opening-closing” of the corresponding valves 13 and 15. If there are expendable calibration dependencies of water conduits, the costs in water conduits can be identified using them. The thermal power at the output of the station, equal to N TP = 111301.0 kW, is controlled by the readings of the input and output instrumentation of the system - 19, 20, 21 and 22, 23, 24.

Таким образом, по каналу выработки тепловой энергии регулятором ее путем увеличения или уменьшения расхода воды является плоский глубинный затвор 5', входные задвижки системы 25,26, а также задвижки «включения-отключения» вихревых теплогенераторов (избирательно) 13, 15.Thus, through the channel for generating thermal energy, its regulator by increasing or decreasing the water flow rate is a flat depth shutter 5 ', the system input valves 25,26, as well as on-off valves of the vortex heat generators (selectively) 13, 15.

В рассматриваемом примере эквивалентное этому «столбу» воды давление равно 6 кг/см2 и достаточно для эффективной работы вихревых теплогенераторов установленных на ГЭнС.In this example, the pressure equivalent to this “column” of water is 6 kg / cm 2 and sufficient for the efficient operation of the vortex heat generators installed on the GE n C.

Тепловая энергия в горячей воде от ГЭнС (от коллектора 16 через задвижку-регулятор 26) поступает (фиг.4) в трубопровод 27 и далее - к потребителю тепловой энергии 28.Thermal energy in hot water from the GE n C (from the collector 16 through the valve-regulator 26) enters (Fig. 4) into the pipeline 27 and then to the consumer of thermal energy 28.

Установка требуемого расхода воды, равного 615,33 м3/с, в канале выработки электроэнергии ГЭнС на основании показаний расходомеров 11 достигается путем изменения положения глубинного затвора 5 (как правило, затворов на каждом водоводе) после установки расхода в водоводе 4' по расходомеру 19, равному 112,67 м3/с. При установленном расходе воды в водоводе (водоводах), равном 615,33 м3/с, и ее давлении 6,0 кг/см2 ГЭнС обеспечивается выходная электрическая мощность 347341,4 кВт при инициирующей ее гидравлической - 361814, 0 кВт.The installation of the required water flow rate equal to 615.33 m 3 / s in the electric power generation channel GE n C based on the readings of the flow meters 11 is achieved by changing the position of the depth shutter 5 (usually the gates on each water conduit) after setting the flow in the water conduit 4 ' a flow meter 19 equal to 112.67 m 3 / s. When the water flow rate in the water conduit (s) is equal to 615.33 m 3 / s and its pressure is 6.0 kg / cm 2 GE n C, the output electric power is 347341.4 kW with a hydraulic power of 361814, 0 kW.

После установки расходов воды в канале выработки электроэнергии (водовод первый) - Q1=615,33 м3/с и в канале выработки тепловой энергии (водовод второй) Q2=112,67 м3/с проверяется условие: Q=Q1+Q2 или 615,33 м3/с + 112,67 м3/с=728 м3/с - установленные в водоводах расходы воды соответствуют условию.After setting the water consumption in the channel for generating electricity (first conduit) - Q 1 = 615.33 m 3 / s and in the channel for generating thermal energy (second conduit) Q 2 = 112.67 m 3 / s, the condition is checked: Q = Q 1 + Q 2 or 615.33 m 3 / s + 112.67 m 3 / s = 728 m 3 / s - the water discharges installed in the water conduits comply with the condition.

Электрическая энергия, выработанная каналом выработки электроэнергии ГЭнС, направляется на распределение и по линиям электропередачи - к ее потребителям.The electric energy generated by the electric power generation channel ГЭ н С is sent for distribution along power lines to its consumers.

В известных ГЭС, принятых за базы сравнения, вырабатываемая ими электроэнергия по линиям 29 передается через электротеплопреобразователи (30; 31; 32, фиг.5) и (30; 31; 14' фиг.6) к теплопотребителю 28.In well-known hydroelectric power stations, taken as a comparison base, the electricity generated by them via lines 29 is transmitted through electrical heat converters (30; 31; 32, FIG. 5) and (30; 31; 14 'of FIG. 6) to the heat consumer 28.

Параметры вариантов работы ГЭС приведены в столбцах 4 и 5 таблицы.The parameters of the options for the operation of hydroelectric power stations are given in columns 4 and 5 of the table.

Ниже приведены для условий примера данные сравнения показателей работы усовершенствованной ГЭнС и вариантов известной ГЭС при одинаковой гидравлической мощности и напоре ГЭнС (ГЭС), и одинаковой мощности теплопотребления.The following are conditions of the sample data comparing performance improved ET n and C variants known plant at the same power and pressure hydraulic ET n C (HPP), and the same heat capacity.

В предлагаемой ГЭнС ее гидравлическая мощность расходуется следующим образом:In the proposed GE n C its hydraulic power is consumed as follows:

На покрытие тепловой нагрузки, кВт/%To cover the heat load, kW /% На выработку электроэнергии, кВт/%For electricity generation, kW /%

Figure 00000016
Figure 00000016
Figure 00000017
Figure 00000017

В известной ГЭС при использовании у потребителя в качестве электротеплопреобразователей - ТЭНов, гидравлическая мощность расходуется следующим образом:In a well-known hydroelectric power station, when a consumer uses electric heating elements as electric heating elements - electric heating elements, hydraulic power is consumed as follows:

На покрытие тепловой нагрузки, кВт/%To cover the heat load, kW /% На выработку электроэнергии, кВт/%For electricity generation, kW /%

Figure 00000018
Figure 00000018
Figure 00000019
Figure 00000019

В известной ГЭС при использовании у потребителя в качестве электротеплопреобразователей - электронасосного вихревого теплогенератора гидравлическая мощность расходуется следующим образом:In the well-known hydroelectric power station, when the consumer uses the electric pump vortex heat generator as an electric heat converters, the hydraulic power is consumed as follows:

На покрытие тепловой нагрузки, кВт/%To cover the heat load, kW /% На выработку электроэнергии, кВт/%For electricity generation, kW /%

Figure 00000020
Figure 00000020
Figure 00000021
Figure 00000021

Из результатов сравнительного анализа следует, что энергоэффективность предлагаемой ГЭнС выше энергоэффективности известной ГЭС (ее вариантов) - строка 10 таблицы. При одинаковой гидравлической мощности предлагаемой ГЭнС она позволяет покрыть одинаковую тепловую нагрузку, составляющую 111301,0 кВт (гидравлическая), и обеспечить одновременно выработку электрической энергии с мощностью, составляющей 347341,1 кВт. Известные ГЭС при той же гидравлической мощности покрывают аналогичную тепловую нагрузку и обеспечивают одновременно выработку электрической энергии с мощностью 287266,7 кВт (в случае использования в качестве тепловой нагрузки - ТЭНов, фиг.5) и 311084,0 кВт (в случае использования в качестве тепловой нагрузки - электронасосного ВТ, фиг.6), что на 60074,7 кВт и 36257,7 кВт соответственно меньше в сравнении с предлагаемой ГЭнС.From the results of comparative analysis shows that the energy efficiency of the proposed ET n C above the known energy HPP (its variants) - line 10 of the table. With the same hydraulic power of the proposed GE n C, it allows you to cover the same heat load of 111301.0 kW (hydraulic), and at the same time ensure the generation of electric energy with a power of 347341.1 kW. Well-known hydroelectric power stations with the same hydraulic power cover a similar heat load and simultaneously provide electric energy with a power of 287,266.7 kW (in the case of heaters - TENOV, Fig. 5) and 311,084.0 kW (in case of heat load - electric pump VT, 6), which is 60,074.7 kW and 36,257.7 kW, respectively, less in comparison with the proposed GE n C.

Таким образом, при установке вихревых теплогенераторов на ГЭнС для выработки тепловой энергии с целью «покрытия» тепловой нагрузки у потребителя с параметрами вихревого теплогенератора достигается снижение потребления гидравлической мощности первоисточника в сравнении с использованием для этих целей выработанной на ГЭС электроэнергии и традиционных преобразователей электроэнергии в тепло, например, ТЭНов. При этом чем больше доля вырабатываемой на ГЭнС тепловой энергии, тем больше ее энергоэффективность. Это может быть легко подтверждено следующим примером. В случае равенства расходов воды на ГЭнС-Q1=Q2, то есть ее гидравлическая мощность в равных долях используется на выработку электроэнергии и тепловой энергии, с учетом принятого формулу (3) можно записать:Thus, when installing vortex heat on ET n C to produce heat in order to "cover" the heat load of the consumer with parameters vortex heat achieved of the hydraulic power consumption reduction of the source in comparison with the use for this purpose generated hydro power and conventional power converters heat, for example, TENOV. The greater the proportion of n generated at C ET thermal energy, the greater its efficiency. This can be easily confirmed by the following example. In the case of equality of water consumption for hydroelectric power station n С-Q 1 = Q 2 , that is, its hydraulic power is used in equal shares to generate electricity and thermal energy, taking into account the adopted formula (3), we can write:

Figure 00000022
Figure 00000022

ЭГЭнС=0,5×(0,96+1,68)=1,32. HESE = 0.5 × (0.96 + 1.68) = 1.32.

Из приведенного следует, что при Q1=Q2 энергоэффективность предлагаемой ГЭнС составляет 1,32, а ее полезная энергетическая мощность на выходе на 32% больше инициирующей ее гидравлической.From the above it follows that when Q 1 = Q 2, the energy efficiency of the proposed GE n C is 1.32, and its useful energy output is 32% more than the hydraulic one initiating it.

Уравнение энергетической эффективности для известной ГЭСТЭН (фиг.2, 6) для указанных условий может быть записано в следующем виде:The energy efficiency equation for the known HPP TEN (figure 2, 6) for these conditions can be written in the following form:

Figure 00000023
Figure 00000023

Полученное значение показателя энергоэффективности корреспондируется с показателями эксплуатируемых гидроэлектростанций (Типовая программа проведения энергетических обследований гидроэлектростанций. РД 153-34.2-09.165-00. СПО «ОРГРЭС», М., 2000) [8].The obtained value of the energy efficiency indicator corresponds to the indicators of the operating hydroelectric power plants (Typical program for conducting energy inspections of hydroelectric power plants. RD 153-34.2-09.165-00. SPO ORGRES, M., 2000) [8].

Сравнение для приведенных условий ЭГЭнСГЭС(ТЭН) позволяет отметить, что энергоэффективность предлагаемой ГЭнС выше энергоэффективности известной ГЭСТЭН.Comparison to the above conditions GEnS E = E HPP (PETN) allows that the energy efficiency of the proposed ET n C above the known energy HPP heater.

В рассматриваемом примере гидравлическая мощность предлагаемой ГЭнС и вариантов известной ГЭС одинакова и составляет NГ=428082 кВт. Мощность электрогенераторов (выходная) известной ГЭС составляет NГЭС(ТЭН-Э)=410959,0 кВт. Номинальная годовая выработка электроэнергии на ней составляет 3,6 млрд. кВт×ч, причем 878,4 млн. кВт×ч расходуется на теплопотребление.In this example, the proposed hydraulic power ET n and C variants known HPP same and is N T = 428,082 kW. The power of the electric generators (output) of a known hydroelectric power station is N hydroelectric power station (TEN-E) = 410959.0 kW. Nominal annual electricity production on it is 3.6 billion kWh, with 878.4 million kWh spent on heat consumption.

При использовании предлагаемой ГЭнС за счет первичной (гидравлической) мощности установленными на ней вихревыми теплогенераторами вырабатывается аналогичное количество тепловой энергии и, кроме того, за счет снижения потребления гидравлической мощности на выработку тепловой энергии и высвобождения первичной гидравлической мощности дополнительно вырабатывается электрическая энергия. Номинальная годовая выработка дополнительной электрической энергии при этом на ГЭнС составляет 454,2 млн. кВт×ч.When using the proposed GE n C, due to the primary (hydraulic) power, the vortex heat generators installed on it generate the same amount of thermal energy and, in addition, by reducing the hydraulic power consumption for thermal energy generation and the release of the primary hydraulic power, electric energy is additionally generated. Nominal annual output of additional electric power thus on ET n C is 454.2 Mill. KW × h.

За счет снижения потребления гидравлической мощности для приведенных в примере условий дополнительно на ГЭнС может быть выработана электроэнергия, которая с учетом коэффициента пересчета Кп в условное топливо по угольному эквиваленту (ГОСТ Р51749-2001. Энергосбережение. Энергопотребляющее оборудование общепромышленного применения. Виды. Типы. Группы. Показатели энергетической эффективности. Идентификация. М.: Изд-во стандартов, 2001, с.13) [9], составляющего 0,12 (в практике известно применение значения указанного коэффициента, равного 0,3445) равнозначна следующей экономии топлива:By reducing the consumption of hydraulic power for driving a further example conditions for ET n C can be generated electricity, considering that the scale factor K n in the conventional fuel the coal equivalent (GOST R51749-2001. Energy saving. Energy-consuming equipment, industrial application. Types. Types Groups. Energy Efficiency Indicators. Identification. M: Publishing House of Standards, 2001, p.13) [9], amounting to 0.12 (in practice it is known to use the value of the specified coefficient equal to 0.3445) means the following fuel economy:

ΔВ=ΔЭ×Кп=454,2×106×0,12=54504 т у.т.ΔB = ΔE × K p = 454.2 × 10 6 × 0.12 = 54504 t.u.

Для получения такого (дополнительного) количества электроэнергии на ТЭЦ с использованием углей Черемховского угольного разреза (Иркутская область) потребуется сжечь ~120,0 тыс.т. угля.To obtain such an (additional) amount of electricity at a thermal power plant using coal from the Cheremkhovsky coal mine (Irkutsk Region), ~ 120.0 thousand tons will need to be burned. coal.

Таким образом, применение предлагаемой ГЭнС позволяет повысить энергоэффективность работы гидроэлектростанции.Thus, the application of the proposed GE n C allows to increase the energy efficiency of the hydroelectric power station.

Кроме того, при ее использовании достигаетсяIn addition, when using it is achieved

- возможность оптимизации режимов работы станции на основе контроля расходов воды в водоводах;- the ability to optimize plant operating modes based on control of water consumption in waterways;

- экологический эффект за счет увеличения доли вырабатываемой по экологически чистой технологии тепловой энергии, замещающей вырабатываемую на ТЭЦ (котельных) путем сжигания органического топлива;- ecological effect due to an increase in the share of heat energy generated by environmentally friendly technology that replaces that generated at CHP plants (boiler houses) by burning fossil fuels;

- изменение подходов и идеологии разработки схем теплоснабжения потребителей;- change of approaches and ideology of development of heat supply schemes for consumers;

- расширение условий применения, например, в нетрадиционной энергетике.- expansion of the conditions of use, for example, in alternative energy.

ЛИТЕРАТУРАLITERATURE

1. Карелин В.Я. и др. Гидроэнергетические станции. Под редакцией проф. В.Я.Карелина и Г.И.Кривченко. М.: Энергоиздат, 1987, стр.15-21.1. Karelin V.Ya. and other hydropower stations. Edited by prof. V.Ya. Karelina and G.I. Krivchenko. M .: Energoizdat, 1987, p. 15-21.

2. ГОСТ 13109-97. Нормы качества электрической энергии в системах электроснабжения общего назначения. М.: Изд-во стандартов, 1996.2. GOST 13109-97. Quality standards for electric energy in general-purpose power supply systems. M .: Publishing house of standards, 1996.

3. Кладов А.Ф. Патент РФ на изобретение «Способ получения энергии» № 2054604. Описание к патенту. 6 F 24 J 3/00, G 21 В 1/00, опубл. 20.02.96 г.3. Kladov A.F. RF patent for the invention "Method for producing energy" No. 2054604. Description of the patent. 6 F 24 J 3/00, G 21 V 1/00, publ. 02/20/96

4. Потапов Ю.С. Патент РФ на изобретение № 2045715. Описание изобретения к патенту. F 25 B 29/00, опубл. 10.10.95, бюл. № 28, 1995.4. Potapov Yu.S. RF patent for the invention No. 2045715. Description of the invention to the patent. F 25 B 29/00, publ. 10/10/95, bull. No. 28, 1995.

5. Потапов Ю.С., Фоминский Л.П., Потапов С.Ю. Энергия вращения. «Российская академия естественных наук. Молдавский центр. Неосферные технологии», г.Кишинев, 2001.5. Potapov Yu.S., Fominsky L.P., Potapov S.Yu. The energy of rotation. “Russian Academy of Natural Sciences. Moldavian center. Non-sphere technologies ”, Chisinau, 2001.

6. ГОСТ Р 51387-99. Энергосбережение. Нормативно-методическое обеспечение. Основные положения. Госстандарт России, М.: 1999 г.6. GOST R 51387-99. Energy saving. Normative and methodological support. The main provisions. Gosstandart of Russia, Moscow: 1999.

7. Малинин Н.К. Теоретические основы гидротехники. М.: Энергоатомиздат, 1985 г.7. Malinin N.K. Theoretical foundations of hydraulic engineering. M .: Energoatomizdat, 1985

8. Типовая программа проведения энергетических обследований гидроэлектростанций. РД 153-34.2-09.165-00. СПО «ОРГРЭС», М., 2000.8. Typical program for conducting energy surveys of hydroelectric power plants. RD 153-34.2-09.165-00. SPO "ORGRES", M., 2000.

9. ГОСТ Р51749-2001. Энергосбережение. Энергопотребляющее оборудование общепромышленного применения. Виды. Типы. Группы. Показатели энергетической эффективности. Идентификация. М.: Изд-во стандартов, 2001 (с.13).9. GOST R51749-2001. Energy saving. Power consuming equipment for general industrial use. Kinds. Types. Groups. Energy Efficiency Indicators. Identification. M .: Publishing house of standards, 2001 (p.13).

Claims (1)

Гидроэнергостанция, содержащая источник воды и сформированное посредством плотины водохранилище, сообщающееся, по меньшей мере, с одним водоводом, в нижней части которого установлена гидравлическая машина, например гидротурбина, соединенная с электрогенератором, выход которого соединен с электропотребителем, отличающаяся тем, что она снабжена, по меньшей мере, одним вихревым теплогенератором, сообщенным своим входом с водохранилищем дополнительным водоводом, а выходом соединенным посредством трубопровода с теплопотребителем, при этом водоводы снабжены устройствами регулирования расхода воды, например, регуляторами-задвижками и расходомерами, для обеспечения равенства расхода источника воды сумме расходов воды через водоводы, подключенные к гидротурбине и теплогенератору.A hydropower plant containing a water source and a reservoir formed by a dam, communicating with at least one water conduit, in the lower part of which a hydraulic machine is installed, for example, a turbine connected to an electric generator, the outlet of which is connected to an electric consumer, characterized in that it is provided at least one vortex heat generator communicated by its inlet to the reservoir with an additional water conduit, and the outlet connected via a pipeline to the heat consumer, at The water conduits are equipped with water flow control devices, for example, gate valves and flow meters, in order to ensure the equality of the water source flow to the total water flow through the water conduits connected to the turbine and heat generator.
RU2004133262/06A 2004-11-15 2004-11-15 Hydroelectric power station RU2290531C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2004133262/06A RU2290531C2 (en) 2004-11-15 2004-11-15 Hydroelectric power station

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2004133262/06A RU2290531C2 (en) 2004-11-15 2004-11-15 Hydroelectric power station

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2004133262A RU2004133262A (en) 2006-04-27
RU2290531C2 true RU2290531C2 (en) 2006-12-27

Family

ID=36655389

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2004133262/06A RU2290531C2 (en) 2004-11-15 2004-11-15 Hydroelectric power station

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2290531C2 (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104421095A (en) * 2013-08-27 2015-03-18 李志刚 Induction type hydraulic pressure automatic lifting, flat flow generator set
RU2627035C2 (en) * 2011-08-12 2017-08-03 ОУПЕНХАЙДРОУ АйПи ЛИМИТЕД Hydroelectric turbines control method and system
RU2681565C1 (en) * 2017-07-17 2019-03-11 Виктор Владимирович Варакута Power supply system
RU2732943C1 (en) * 2018-12-25 2020-09-24 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский университет "МЭИ" (ФГБОУ ВО "НИУ "МЭИ") Trigeneration power complex

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Политехнический словарь. Под редакцией И.И.Артоболевского. - М.: Советская энциклопедия, 1976, с.115-116. *

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2627035C2 (en) * 2011-08-12 2017-08-03 ОУПЕНХАЙДРОУ АйПи ЛИМИТЕД Hydroelectric turbines control method and system
CN104421095A (en) * 2013-08-27 2015-03-18 李志刚 Induction type hydraulic pressure automatic lifting, flat flow generator set
RU2681565C1 (en) * 2017-07-17 2019-03-11 Виктор Владимирович Варакута Power supply system
RU2732943C1 (en) * 2018-12-25 2020-09-24 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский университет "МЭИ" (ФГБОУ ВО "НИУ "МЭИ") Trigeneration power complex

Also Published As

Publication number Publication date
RU2004133262A (en) 2006-04-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102543232B (en) Combined method for controlling water level and pressure of voltage stabilizer for nuclear power plant of pressurized water reactor
March Hydraulic and environmental performance of aerating turbine technologies
CN104808638B (en) Complementary type DMG heat to power output and Optimized Operation aid decision-making system and method
RU2290531C2 (en) Hydroelectric power station
CN103511086B (en) A kind of gas turbine-synchronous generator unit has differential speed controlling method
CN102654064B (en) Steam-switching control method of double-steam-admission condensing turbine
Abuelnuor et al. Exergy analysis of large and impounded hydropower plants: Case study El Roseires Dam (280 MW)
CN108931928A (en) A kind of supercritical unit participates in the emulation mode for the two district system frequency modulation that wind power dissolves
Butuzov et al. Geothermal energy of Kamchatka
RU2329394C2 (en) Hydraulic power plant
KR102053960B1 (en) District heating system including multi-function differential pressure power generation unit
Frusescu et al. Integration of Thermal Panels in the District Heating of Bucharest, Romania
CN205383638U (en) Marsh gas for steam boiler - natural gas mixes gas system that uses
Zlatkovikj et al. Dynamic model for large scale hot water storage tank
Sandou et al. Global modelling and simulation of a district heating network
KIM et al. Power generation system for using unused energy in district heating pipelines
CN111969588B (en) Solving method, storage medium and equipment for optimal energy flow of multi-energy flow system
Суворов et al. The Effectiveness of Extended Schedules of Heating Regulation at CHP Plants with Decreasing Normative Design Temperature of the Supply
CN2797962Y (en) Gas quick heating type water heater
RU122470U1 (en) SYSTEM OF HEAT-ELECTRIC SUPPLY OF CONSUMERS WITH A GEOTHERMAL POWER INSTALLATION WITH A TWO-CIRCUIT REGULATION DIAGRAM
Lu et al. Application of hydroturbine pump in water source heat pump drainage gravitational potential energy recovery system
Samee et al. Co-relation between Wicked Gate Opening, Running Blade Position and Output Power in Hydroelectric Power Plant
Minkiewicz et al. The Concept of a Methodology for Selecting the Optimal Parameters of Heat Received from a Nuclear Power Plant Operating in a Partial Cogeneration Mode
Obozov et al. To one of the tasks of modernization of boiler houses using flat plate solar collectors
Daghsen et al. Exergy, exergoeconomic and exergoenvironmental assessments of experimental hybrid energy systems for hot water production to improve energy sustainability

Legal Events

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

Effective date: 20091116