RU2305792C2 - No-head chain hydroelectric station using energy of river flows and tides - Google Patents
No-head chain hydroelectric station using energy of river flows and tides Download PDFInfo
- Publication number
- RU2305792C2 RU2305792C2 RU2005131963/06A RU2005131963A RU2305792C2 RU 2305792 C2 RU2305792 C2 RU 2305792C2 RU 2005131963/06 A RU2005131963/06 A RU 2005131963/06A RU 2005131963 A RU2005131963 A RU 2005131963A RU 2305792 C2 RU2305792 C2 RU 2305792C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- cylinder
- energy converter
- hollow
- energy
- rotation
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL 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
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/30—Energy from the sea, e.g. using wave energy or salinity gradient
Landscapes
- Other Liquid Machine Or Engine Such As Wave Power Use (AREA)
Abstract
Description
Безнапорная гирляндная гидроэлектростанция (БГГЭС) относится к малой гидроэнергетике.Non-pressure garland hydroelectric power station (BGHES) refers to small hydropower.
Известно изобретение RU №2261360 С2, Кл. F03B 13/00, 27.09.2005, в котором преобразователь энергии (ПЭ), преобразующий энергию движения водного потока в энергию вращения, эффективно работает на поверхности воды, используя энергию не только потока, но и волн. В погруженном положении его КПД снижается.Known invention RU No. 2261360 C2, CL.
Задачей изобретения является повышение КПД при работе на глубине, усовершенствование конструкции гидротурбины (ГТ) основы ПЭ.The objective of the invention is to increase the efficiency when working at depth, improving the design of a hydroturbine (GT) base PE.
БГГЭС состоит из трех основных частей: одного или нескольких ПЭ, размещенных на определенной глубине, электростанций с электрогенераторами или гидрогенераторами, расположенными на одном или обоих берегах реки, и прибрежных систем передачи вращения (СПВ), соединяющих между собой первые две части.BGGES consists of three main parts: one or several PE located at a certain depth, power plants with electric generators or hydro generators located on one or both banks of the river, and coastal rotation transmission systems (SPV) connecting the first two parts.
На фиг.1 и 2 показаны общий вид и сечение ГТ.Figure 1 and 2 shows a General view and section of the GT.
ПЭ состоит из одной или нескольких последовательно соединенных в гирлянду ГТ.PE consists of one or more series connected in a garland of GT.
ГТ выполнена в виде полого несущего вала-цилиндра 3 с конусными обтекателями 2 на основаниях. К валу-цилиндру 3 прикреплены по образующей его или под некоторым углом к ней лопасти-полуцилиндры 5 таким образом, что несущий вал-цилиндр 3 вписывается во внутренние концы лопастей-полуцилиндров 5. Наружные концы лопастей-полуцилиндров 5 крепятся между собой в нескольких местах по длине ГТ узкими кольцами-обручами 4. Причем кольца на торцах ГТ выполнены в виде полых объемных поясов 1 цилиндрической, трапецеидальной или иной в поперечном сечении формы. Они выполняют, с одной стороны, силовую роль, имея жесткую связь с торцами верхних частей лопастей-полуцилиндров 5, а с другой - являются емкостями для размещения балласта, обеспечивающего нейтральную плавучесть ГТ. Чем тяжелее конструкция ГТ, тем объемнее будут торцевые пояса, но при этом диаметр несущего вала-цилиндра остается неизменным. Следовательно, можно, не меняя эффективную длину лопастей-полуцилиндров, компенсировать любой вес ГТ и тем самым повышать КПД ГТ. Полые пояса не должны закрывать торцевые поверхности ГТ полностью. Необходимо обеспечить свободную циркуляцию воды внутри ГТ, чтобы предотвратить засорение и зарастание межлопастных пространств. Таким образом, ГТ - это многолопастной цилиндр, имеющий переменную плавучесть, регулируемую балластом в полой части несущего вала-цилиндра таким образом, чтобы ГТ могла погружаться в воду полностью, имея нейтральную плавучесть, или всплывать из нее.GT is made in the form of a hollow bearing shaft-cylinder 3 with conical fairings 2 on the bases.
Применение ГТ с лопастями в форме полуцилиндров позволяет увеличить не только полезную площадь лопастей, но и количество их, одновременно вовлекаемых в работу. В работе участвуют лопасти, находящиеся во II и III квадрантах (фиг.2), а лопасти в I и IV квадрантах своими выпуклыми поверхностями будут оказывать минимальное торможение. Направление вращения ГТ не изменится, если поток будет действовать с прямо противоположной стороны. Следовательно, ГТ может эффективно работать не только на однонаправленных течениях рек, но и на течениях приливов и отливов. Только в данном случае ГТ следует погружать ниже уровня отлива и ниже подошвы волны при сильном волнении во время отлива. Тогда будет обеспечена надежная работа ГТ при отливе в любую погоду. На реках же глубинное погружение ГТ сохранит их работоспособность в зимнее время в период ледостава и не будет препятствовать судоходству при свободной воде. Чтобы увеличить мощность на валу ПЭ, ГТ соединяются последовательно в гирлянду. ПЭ в виде гирлянды из ГТ устанавливаются между устоями на берегах и соединяются через специальные системы передач (СПВ) вращения с электрогенераторами или гидрогенераторами (ГГ), находящимися в зданиях электростанций (ЭС), образуя таким образом БГГЭС.The use of GT with blades in the form of half-cylinders allows to increase not only the useful area of the blades, but also the number of them simultaneously involved in the work. The blades located in the II and III quadrants (Fig. 2) participate in the work, and the blades in the I and IV quadrants with their convex surfaces will exert minimal braking. The direction of rotation of the GT will not change if the flow acts from the directly opposite side. Consequently, the GT can work effectively not only on unidirectional river flows, but also on the tides. Only in this case, GT should be submerged below the low tide and below the bottom of the wave with strong waves during low tide. Then reliable operation of the GT will be ensured at low tide in any weather. On the rivers, the deep diving of the GT will maintain their performance in winter during the period of freezing and will not impede navigation with free water. To increase the power on the PE shaft, GTs are connected in series into a garland. PE in the form of a garland from gas turbines is installed between abutments on the banks and connected through special transmission systems (SPV) of rotation to electric generators or hydro generators (GG) located in the buildings of power plants (ES), thus forming BGGES.
На фиг.3 показан план безнапорной гирляндной гидроэлектростанции.Figure 3 shows a plan of a non-pressure garland hydroelectric power station.
Ее строят на крутых обрывистых берегах реки. Берега 7, "одетые" в железобетонные покрытия, имеют ниши 8, в которых размещаются подвижные силовые блоки (ПСБ) 9 СПВ, имеющие кинематические связи с ПЭ 5 и электрогенераторами или гидрогенераторами 13, находящимися в зданиях ЭС 11. ПЭ в своем составе имеет несколько ГТ 5, валы которых соединены между собой крестовым (гибким) соединением 6. Кроме того, между ними существует связь через гибкие шланги для подачи сжатого воздуха в полые емкости несущих валов-цилиндров 3 (на фиг.3 не показаны). ПЭ своими концами соединяется с ПСБ 9 на противоположных берегах 7. Для компенсации усилий при быстрых течениях могут применяться тросовые растяжки 16, крепящиеся к устоям 7, и компенсаторы натяжки 20 на фиг.4, крепящиеся к корпусу ПСБ, связанные с валами ПЭ соединениями, непрепятствующими их вращению. На ЭС 11 и 11а устанавливаются электрогенераторы или гидрогенераторы 13. На входе каждого ГГ стоят мультипликаторы 14 с рассчитанным коэффициентом передачи вращения. Если на один мощный ГГ работают несколько ПЭ: А, В и С, то используют сумматор (дифференциал с обратной функцией) 12 и обгонные муфты 26. Если же ГГ имеют разные скорости вращения с их возбудителями, то возможен вариант их раздельного подключения к соответствующим ПЭ. На фиг.3 два однотипных ГГ, имеющих разные скорости вращения со своими возбудителями, подсоединены своими рабочими валами к отдельным ПЭ: Е и G, а их возбудители (маломощные) - на один общий ПЭ - F. Для собственных нужд ЭС могут иметь свои ПЭ и ГГ (Д фиг.3) по обе стороны реки, обеспечивающие энергией все части БГГЭС и мастерские 15.It is built on the steep steep banks of the river. The
Экологически чистые ПЭ в то же время требуют к себе такого же отношения. Поэтому БГГЭС желательно строить в верху по течению от населенных пунктов, защищая их сетками 17.Environmentally friendly PE at the same time require the same attitude. Therefore, it is advisable to build a BGGES upstream of settlements, protecting them with
Система передачи вращения (СПВ) должна осуществлять свои функции при любых положениях ПЭ. На фиг.4 показана схема ПСПВ. Она состоит из связки телескопических валов 10, на концах которой размещены узлы систем зубчатых передач с пересекающимися осями 18. Причем верхний узел 18 жестко связан с ГГ через мультипликатор 14 (возможно, и обгонную муфту 26 фиг.3), а нижний узел 18, находящийся в подвижном силовом блоке 9, соединен с одной стороны с ПЭ через управляемую муфту 21, а с другой - с механизмом передвижения 22.The rotation transmission system (SPV) should carry out its functions at any PE positions. Figure 4 shows the scheme of PSPV. It consists of a bunch of
Подвижный силовой блок (ПСБ) 9 служит для установления ПЭ на глубину, необходимую для работы или нужд навигации, подъема его на поверхность для профилактики, ремонта или замены, а также для компенсации всех силовых нагрузок, создаваемых течением реки на ПЭ. ПСБ 9 выполнен в виде прямоугольного параллелепипеда, поставленного вертикально, с катками 19, позволяющими ему передвигаться по направляющим внутри ниши 8. Длина ПСБ должна быть такой, чтобы при полном его погружении на требуемую глубину верхний край его возвышался над поверхностью воды. ПСБ герметичен от проникновения воды. Внизу его крепится узел системы зубчатых передач 18, входной вал которого соединяется с валом ПЭ 5 через соединение 6 и управляемую муфту 21, находящуюся внутри корпуса ПСБ. На выходе ПСБ соединен с нижним валом 10 телескопической связки валов СПВ, а с другой - с механизмом передвижения 22, устройство которого показано на Виде А фиг.4.The mobile power unit (PSB) 9 serves to establish the PE to the depth necessary for operation or navigation needs, to raise it to the surface for prevention, repair or replacement, as well as to compensate for all power loads created by the river flow on the PE. PSB 9 is made in the form of a rectangular parallelepiped, mounted vertically, with
Механизм передвижения (МП) необходим для осуществления передвижений ПСБ по направляющим внутри ниши 8. В его состав входят три управляемые муфты 21, 21а и 21б, две зубчатые передачи 24, червячная пара 25 и две наружные, по бокам ПСБ, зубчатые шестерни 23, входящие в зацепление с зубчатыми рейками (не показаны), закрепленные внутри ниши 8. МП задействуется подключением муфты 21 и одной из взаимоисключающихся муфт 21а или 21б. Тогда вращение от ПЭ передается на червячную пару 25 и на шестерни 23, насаженные на ось червячного колеса. В зависимости от того, какая из муфт 21а или 21б будет подключена, вращение червячной пары будет осуществляться по или против часовой стрелки и ПСБ будет смещаться вниз или вверх по нише 8. С помощью МП ПСБ вместе с ПЗ могут кратковременно опуститься вниз, пропуская крупногабаритное судно над ПЭ, не прекращая при этом рабочий режим ПЭ. Также ПСБ совместно с ПЭ могут быть подняты на поверхность для осуществления швартовых работ ПЭ с ПСБ. Безусловно, при всех таких операциях должна соблюдаться синхронность перемещений ПСБ на обоих концах ПЭ.The movement mechanism (MP) is necessary for the movement of the PSB along the guides inside the
Гидротурбины в ПЭ под действием течения могут оказаться под каким-то углом к фронту течения. Для повышения их КПД можно использовать ГТ с лопастями-полуцилиндрами, поставленными под некоторым углом к образующей несущего вала-цилиндра. Это показано на ПЭ G.Hydroturbines in PE under the action of the flow may be at some angle to the front of the flow. To increase their efficiency, GT can be used with blades-semicylinders placed at a certain angle to the generatrix of the bearing shaft-cylinder. This is shown in PE G.
Приливные электростанции с ПЭ данной конструкции отличаются от речных только береговыми устоями. Они могут быть естественными: фиорды, бухты и другие впадины и выступы суши, и искусственными в виде насыпей, пирсов, эстакад и других сооружений. КПД ПЭ будет выше, если с помощью ПСБ отслеживать уровень воды, удерживая ПЭ у поверхности или на другом участке с наибольшей скоростью течения.Tidal power plants with PE of this design differ from river ones only onshore abutments. They can be natural: fjords, bays and other depressions and overhangs of land, and artificial in the form of embankments, piers, trestles and other structures. The efficiency of PE will be higher if, using PSB, the water level is monitored while holding PE at the surface or in another section with the highest flow rate.
Принцип действия БГГЭС следующий. Водный поток, действуя на открытые лопасти-полуцилиндры ГТ, заставляет их вращаться. Вращение передается через муфту 21, нижний узел системы передач 18 в ПСБ, связку телескопических валов СПВ 10 и верхний узел системы зубчатой передачи 18 на мультипликатор 14 и гидрогенератор 13 в ЭС 11.The principle of operation of the HHPP is as follows. The water flow acting on the open blades half-cylinders GT makes them rotate. The rotation is transmitted through the clutch 21, the lower node of the
БГГЭС данной конструкции найдут самое широкое применение на крупных реках Дальнего Востока, Сибири, Европейской части и в приливных зонах нашей страны. БГГЭС экологически чистая и дешевая в строительстве может обеспечить бесперебойное электроснабжение и городам и прибрежным поселкам, большим и малым промышленным предприятиям, расположенным в отдаленных местах, без протяженных линий электропередач.BGGES of this design will find the widest application on large rivers of the Far East, Siberia, the European part and in the tidal zones of our country. BGGES environmentally friendly and cheap in construction can provide uninterrupted power supply to cities and coastal villages, large and small industrial enterprises located in remote places, without long power lines.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2005131963/06A RU2305792C2 (en) | 2005-10-17 | 2005-10-17 | No-head chain hydroelectric station using energy of river flows and tides |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2005131963/06A RU2305792C2 (en) | 2005-10-17 | 2005-10-17 | No-head chain hydroelectric station using energy of river flows and tides |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2005131963A RU2005131963A (en) | 2007-04-27 |
RU2305792C2 true RU2305792C2 (en) | 2007-09-10 |
Family
ID=38106556
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2005131963/06A RU2305792C2 (en) | 2005-10-17 | 2005-10-17 | No-head chain hydroelectric station using energy of river flows and tides |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2305792C2 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2018132040A1 (en) * | 2017-01-11 | 2018-07-19 | Геворг Сережаевич НОРОЯН | Hydraulic turbine |
RU194582U1 (en) * | 2019-05-06 | 2019-12-17 | Тамирлан Рустамович Нагоев | Floating Garland Mini-Hydro Power Station |
-
2005
- 2005-10-17 RU RU2005131963/06A patent/RU2305792C2/en not_active IP Right Cessation
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2018132040A1 (en) * | 2017-01-11 | 2018-07-19 | Геворг Сережаевич НОРОЯН | Hydraulic turbine |
RU194582U1 (en) * | 2019-05-06 | 2019-12-17 | Тамирлан Рустамович Нагоев | Floating Garland Mini-Hydro Power Station |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2005131963A (en) | 2007-04-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN102132034B (en) | An oceanic wave energy utilization system | |
CN101649813B (en) | Integrated system for generating electricity by current, sea wave as well as tide kinetic energy and wind and solar energy | |
KR102091300B1 (en) | Wave energy conversion | |
US8026625B2 (en) | Power generation systems and methods | |
CN105129038A (en) | Light wave power generation platform device based on combination of floating towers and submerged floating body and application method thereof | |
CN101603497A (en) | The ocean tidal wave energy utilizes and power generating equipment | |
CN105089917A (en) | Push-pull rotating type wave power generating device | |
TWM481290U (en) | Wave generating device | |
KR101548433B1 (en) | Oscillating Water Column Type Wave Energy Harvest | |
Meisen et al. | Ocean energy technologies for renewable energy generation | |
JP4746131B2 (en) | Water turbine structure and sluice structure for tidal power plant with expansion joint and internal filling | |
AU2009295053B2 (en) | Apparatus for converting ocean wave energy | |
RU2305792C2 (en) | No-head chain hydroelectric station using energy of river flows and tides | |
US10233894B2 (en) | Artificial coastal-protection reef with energy generation unit with or without direct contact with seawater | |
KR20120039920A (en) | Generator using wave energy | |
CA3028920A1 (en) | A system and method for extracting power from tides | |
KR101190780B1 (en) | Hydro-power generator that rotates in the direction of fluid flow | |
Tong et al. | Advanced materials and devices for hydropower and ocean energy | |
WO2019103634A3 (en) | Cascading hydroelectric power plant | |
ES2792178A1 (en) | MODULAR SYSTEM FOR THE USE OF ENERGY FROM THE TIDES (Machine-translation by Google Translate, not legally binding) | |
CN204906308U (en) | Offshore type chinampa formula photovoltaic power generation system | |
KR101055538B1 (en) | Precast Wall Power Generation Structure for Increasing Flow Rate | |
ES2571704B1 (en) | Hydrocentral powered by a large body of water that descends slowly, capable of taking advantage of inland and marine waters | |
CN208845299U (en) | Hydraulic energy conversion power generation equipment and its system | |
CA2667618A1 (en) | Energy extracting tidal turbine therefor |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20121018 |