RU2451824C2 - Hydraulic power plant - Google Patents
Hydraulic power plant Download PDFInfo
- Publication number
- RU2451824C2 RU2451824C2 RU2010100628/06A RU2010100628A RU2451824C2 RU 2451824 C2 RU2451824 C2 RU 2451824C2 RU 2010100628/06 A RU2010100628/06 A RU 2010100628/06A RU 2010100628 A RU2010100628 A RU 2010100628A RU 2451824 C2 RU2451824 C2 RU 2451824C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- turbines
- shafts
- filter
- shore
- water
- 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
- Y02E10/20—Hydro energy
Landscapes
- Other Liquid Machine Or Engine Such As Wave Power Use (AREA)
- Hydraulic Turbines (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к гидроэнергетике и может быть использовано при производстве электроэнергии на малых реках.The invention relates to hydropower and can be used in the production of electricity on small rivers.
Известна малая ГЭС с активной турбиной (RU 2305793, МПК F03B 13/00 2006.01, Е02В 9/00 2006.01). ГЭС предназначена для выработки электроэнергии, используя силу потока ручья или реки. ГЭС включает плотину водозабора, конус водозабора, напорный водовод, активную турбину (AT), генератор тока с приводом. Конус (К) водозабора выполнен только в горизонтальной плоскости, вход в донный водосброс и вход в К водовода располагаются в одной плоскости и над ними на гребне плотины водозабора установлено теплое помещение, стенка которого обращена в сторону водохранилища, располагается перед плотиной, и ее нижняя кромка заглублена на величину промерзания водохранилища. AT выполнена в виде диска с ковшами в виде улиток. Каждое сопло напорного водовода выполнено в виде К, связанного с задвижкой напорного водовода через промежуточное звено водовода. В качестве тормозной системы для стабилизации числа оборотов AT применен дополнительный генератор постоянного тока, вал которого связан с валом основного генератора (ОГ) и на обмотку возбуждения которого через диодный мост подается ток из трехфазной сети ОГ. Кроме того, в схеме управления обмоткой возбуждения ОГ применен реостат, управляемый центробежным толкателем, например системы Уатта, вал которого также связан с валом ОГ. Конструкция ГЭС обеспечивает увеличение мощности и постоянство частоты тока.Known small hydroelectric power station with an active turbine (RU 2305793, IPC F03B 13/00 2006.01, ЕВВ 9/00 2006.01). A hydropower plant is designed to generate electricity using the power of a stream or stream. A hydroelectric power station includes a water intake dam, water intake cone, pressure pipe, an active turbine (AT), and a current generator with a drive. The cone (K) of the water intake is made only in a horizontal plane, the entrance to the bottom spillway and the entrance to the water pipe K are located on the same plane and above them on the crest of the water intake dam there is a warm room, the wall of which faces the reservoir, is located in front of the dam, and its lower edge deepened by the amount of freezing of the reservoir. AT is made in the form of a disk with buckets in the form of snails. Each nozzle of the pressure water conduit is made in the form of K connected with the valve of the pressure water conduit through the intermediate link of the water conduit. As a braking system for stabilization of the AT speed, an additional DC generator is used, the shaft of which is connected to the shaft of the main generator (OG) and the excitation winding of which is supplied through a diode bridge with current from a three-phase exhaust network. In addition, a rheostat controlled by a centrifugal pusher, for example, the Watt system, the shaft of which is also connected with the exhaust gas shaft, is used in the control circuit of the exhaust field winding. The design of the hydroelectric power station provides an increase in power and a constant current frequency.
Указанный аналог имеет недостатки. В нем применена дорогостоящая конструкция, сложная в установке и в изготовлении, работающая только в фиксированном состоянии, не учитывающая уровня воды в водоеме. При ураганных ливнях, селевых потоках, обильном перемещении потоками воды бревен, досок, деревьев, кусков металла, камней и прочего он выходит из строя.The specified analogue has disadvantages. It uses an expensive design, difficult to install and to manufacture, working only in a fixed state, not taking into account the water level in the reservoir. During hurricane showers, mudflows, and abundant movement of logs, planks, trees, pieces of metal, stones, and other things, it fails.
Наиболее близким решением к заявленному техническому решению является гидроэлектростанция, содержащая плавсредство, закрепленное тросами с опорами на берегу, турбину с прямыми лопастями, вал которой установлен в подшипниковых опорах, с возможностью вертикального перемещения, кинематически связанную с электрогенератором, и пускорегулирующее оборудование, при этом гидроэлектростанция содержит один ряд и более турбин, установленных на полых платформах параллельно, на валах турбин смонтированы звездочки, соединенные между собой цепями, при этом к плавсредству впереди жестко закреплена решетка в виде клина (DE 814879 А, 02.08.2951, F03B 17/06) - прототип.The closest solution to the claimed technical solution is a hydroelectric power station containing a watercraft fixed with cables with supports on the shore, a turbine with straight blades, the shaft of which is mounted in bearing bearings, with the possibility of vertical movement, kinematically connected with the electric generator, and ballasts, while the hydroelectric power station contains one row or more turbines installed in parallel on hollow platforms; sprockets mounted on chains of turbines are connected to each other by chains , The floatation device to the front grille is fastened rigidly in the form of a wedge (DE 814 879 A, 02.08.2951, F03B 17/06) - prototype.
Прототип имеет следующие недостатки:The prototype has the following disadvantages:
- электрогенератор и приводные звездочки размещены внутри одного из двух полых, открытых сверху плавсредств. В этом случае отсутствуют защита плавсредств от попадания дождевой и речной воды и герметичность электрооборудования, что с высокой вероятностью приведет к коррозии оборудования, а возможно и к несчастным случаям;- an electric generator and drive sprockets are placed inside one of two hollow, open above the watercraft. In this case, there is no protection of boats against rain and river water and the tightness of electrical equipment, which is likely to lead to corrosion of the equipment, and possibly to accidents;
- решетка для отвода мусора смонтирована в единой конструкции с платформами гидроэлектростанции, ее жесткое крепление к ним затрудняет беспрепятственное отведение проплывающего мусора и будет непременно приводить к его накоплению на ней, что существенно снизит напор и мощность потока воды, поступающего через нее к турбине. А в случае критического накопления крупного мусора на решетке может произойти и опрокидывание всей конструкции;- the grate for garbage collection is mounted in a single design with the platforms of the hydroelectric power station, its rigid attachment to them makes it difficult to unload the passing garbage and will certainly lead to its accumulation on it, which will significantly reduce the pressure and power of the water flow coming through it to the turbine. And in the case of critical accumulation of large debris on the grate, the entire structure can overturn;
- прямой профиль и угол ввода кромок лопастей турбины затрудняют вход последних в воду, тем самым снижая КПД турбины.- the direct profile and the angle of entry of the edges of the turbine blades make it difficult for the latter to enter the water, thereby reducing the efficiency of the turbine.
Задачей предлагаемого технического решения является устранение недостатков, свойственных прототипу, а именно повышение кпд гидротурбины путем оптимизации входа ее лопастей в поток воды и усиления мощности потока, более эффективная работа фильтра по предотвращению накопления проплывающего мусора и отводу его в стороны от гидроэлектростанции, повышение безопасности работы и обслуживания гидроэлектростанции.The objective of the proposed technical solution is to eliminate the disadvantages inherent in the prototype, namely, increasing the efficiency of a hydraulic turbine by optimizing the entry of its blades into the water stream and increasing the power of the stream, more effective filter operation to prevent the accumulation of passing debris and removing it to the side of the hydroelectric power station, increasing operational safety and hydroelectric power station maintenance.
Техническая сущность предлагаемого решения заключается в том, что гидроэлектростанция, представляющая собой плавсредство, закрепленное тросами с опорами на берегу, содержащее один ряд и более турбин, параллельно установленных на полых платформах, переходящих в острые грани по вертикали в носовой части, валы которых установлены в подшипниковых опорах с возможностью вертикального перемещения и кинематически связаны с электрогенератором и пускорегулирующим оборудованием, при этом на валах турбин смонтированы звездочки, соединенные между собой цепями, а перед плавсредством установлен фильтр в виде клина для отвода предметов (бревен, досок и т.п.), отличающаяся от прототипа тем, что лопасти турбин имеют серповидный профиль и закреплены к корпусам валов так, что их кромки образуют с зеркалом воды острый угол, полые платформы имеют в поперечном сечении трапецеидальную форму, переходящую в острые грани по вертикали в тыльной части, вертикальные стойки фильтра, установленного неподвижно на расстоянии от плавсредства, снабжены роликами с возможностью проворота, а электрогенератор и пускорегулирующее оборудование устанавливаются на берегу.The technical essence of the proposed solution lies in the fact that a hydroelectric power plant, which is a watercraft fixed by cables with supports on the shore, contains one row or more turbines installed in parallel on hollow platforms, turning into sharp edges vertically in the bow, whose shafts are mounted in bearing supports with the possibility of vertical movement and kinematically connected with the electric generator and ballasts, while sprockets mounted on the turbine shafts are connected it’s a chain, and in front of the craft there is a wedge-shaped filter for removing objects (logs, boards, etc.), which differs from the prototype in that the turbine blades have a crescent profile and are fixed to the shaft housings so that their edges form a mirror there is an acute angle of water, hollow platforms have a trapezoidal shape in cross section, turning into sharp edges vertically in the back, vertical racks of a filter installed motionlessly at a distance from the craft are equipped with rollers with the possibility of rotation, and an electrogen ATOR and ballast equipment installed on the beach.
Сущность предлагаемого изобретения поясняется чертежами, гдеThe essence of the invention is illustrated by drawings, where
на фиг.1 изображена гидроэлектростанция, вид сверху;figure 1 shows a hydroelectric power station, a top view;
на фиг.2 изображена гидроэлектростанция, вид сбоку;figure 2 shows a hydroelectric power station, side view;
на фиг.3 изображена гидроэлектростанция, вид спереди.figure 3 shows a hydroelectric power station, front view.
Гидроэлектростанция содержит плавсредство 1 (фиг.2), закрепленное тросами 2 с опорами на берегу 3, турбины 4 (фиг 1), валы 5 которых установлены в подшипниковых опорах 6 (фиг.2) и все они совместно имеют возможность вертикального перемещения за счет полых платформ 7(фиг.3), при изменении уровня воды. Плавсредство 1, кинематически связано с электрогенератором 8, который в свою очередь электрически связан с пускорегулирующим оборудованием 9. Турбины 4 снабжены лопастями 10 (фиг.2), имеющими серповидный профиль и закрепленными к корпусам 11 валов 5 так, что их кромки 12 образуют с зеркалом воды 13 острый угол (фиг.3). Турбины 4 установлены на полых платформах 7 параллельно, на расстоянии восстановления энергии потока воды, израсходованной на привод предыдущей турбины. На валах 5 турбин 4 смонтированы звездочки 14, соединенные между собой цепями 15, а полые платформы 7 имеют в поперечном сечении трапецеидальную форму, переходящие в носовой 16 и тыльной 17 частях в острые грани 18 по вертикали (фиг.1). Перед плавсредством 1 на расстоянии установлен отводящий крупные предметы неподвижный фильтр 19, в виде клина, вертикальные стойки которого 20 снабжены роликами с возможностью проворота с целью предотвращения скопления плывущего мусора на неподвижном фильтре 19. Приводная звездочка 14 турбины 4, посредством опор 21 и 22 и удлиняющихся карданов 23 и 24, соединяется с электрогенератором 8, соединенным электрически с пускорегулирующим оборудованием 9, который также соединен с потребителем 25.The hydroelectric power station contains a watercraft 1 (Fig. 2), fixed with
Электростанция работает следующим образом. При монтаже гидроэлектростанции на реке выбирается удобное для ее установки место. Для сужения русла реки и защиты генератора и пускорегулирующего оборудования от паводков края берегов бетонируются (фиг.1). Далее на противоположных берегах устанавливаются бетонные опоры 3, для крепления плавсредства 1 с помощью тросов 2. Электрогенератор 8 и пускорегулирующее оборудование 9 устанавливаются на берегу и связываются с плавсредством 1 с помощью удлиняющихся карданов 23 и 24. В период ливней, ураганов, селевых потоков и т.д. неподвижный фильтр 19 в виде клина защищает гидроэлектростанцию от механических повреждений, так как крупные предметы он отводит в сторону путем проворота роликов, которыми снабжены его вертикальные стойки 20, и они проплывают мимо плавсредства 1. Потоки воды, попадающие в створ плавсредства 1, сужаются, ускоряются и, давя на лопасти 10 турбины 4, приводят последнюю во вращательное движение. При этом скорость потока воды теряется, однако через определенное время скорость потока воды опять восстанавливается и в этот момент потоки воды опять соприкасаются с лопастями турбин и приводят их во вращательное движение. Турбины 4 расположены на определенном расстоянии для того, чтобы вода успевала восстановить скорость потока. А лопасти 10 турбин 4 имеют серповидный профиль для более легкого вхождения в воду.The power plant operates as follows. When installing a hydroelectric power station on the river, a place convenient for its installation is chosen. To narrow the river bed and protect the generator and ballasts from floods, the edges of the banks are concreted (Fig. 1). Next, concrete supports 3 are installed on opposite banks, for fastening the boat 1 using
Поток воды 13, попадающий в зону между острыми кромками 18 и трапецеидальными полыми платформами 7 плавсредства 1, сжимается, повышается его уровень и увеличивается его скорость. Нижние половины всех турбин 4 находятся в потоке воды и под его давлением на образующие профили лопастей 10 начинают одновременно вращаться. Так как на валах 5 всех турбин 4 закреплены звездочки 14, а они в свою очередь соединены между собой цепями 15, сводный момент вращательного движения от турбин 4 передается через систему звездочек 14 и цепей 15, стоек 21 и 22 и удлиняющихся карданов 23 и 24 к электрогенератору 8, который механическую энергию превращает в электрическую и передает ее к потребителю 25 через пускорегулирующую аппаратуру 9.The flow of
При этом повышение или понижение уровня воды 13 не влияет на работу турбин 4, поскольку они посредством гибких тросов 2, опорных столбов 3 и полых платформ 7 находятся постоянно на одинаковом уровне погружения в потоках воды. Это позволяет вращаться турбинам 4 в среднем с одинаковой скоростью.At the same time, raising or lowering the
Крупные предметы, бревна, доски, куски арматуры, трубы и прочее, снесенные потоком воды, отводятся в сторону от плавсредства 1 фильтром 19.Large objects, logs, boards, pieces of reinforcement, pipes and other, carried by a stream of water, are diverted to the side of the craft 1 by filter 19.
Таким образом, предлагаемое техническое решение позволяет решить следующие задачи.Thus, the proposed technical solution allows to solve the following problems.
Лопасти 10 с серповидным профилем, закрепленные к корпусам 11 валов 5 так, что их кромки 12 образуют с зеркалом воды 13 острый угол (фиг.3), плавно и с меньшим усилием входят в воду, не вызывают толчков и увеличивают КПД гидроэлектростанции.
Трапецеидальная форма полых платформ 7, переходящая в острые грани 18 по вертикали в тыльной 17 части, позволяет значительно увеличить скорость потока воды путем сужения протока, увеличивая тем самым КПД, и устранить завихрения на выходе путем расширения потока воды, покидающего плавсредство 1 через острые грани 18 по вертикали в тыльной 17 части.The trapezoidal shape of the
Вертикальные стойки 20 фильтра 19, установленного отдельно от плавсредства, снабженые роликами с возможностью проворота, позволяют беспрепятственно отводить любой проплывающий мусор по сторонам от плавсредства 1, не вызывая опрокидывания конструкции, защищая ее и турбины 4 от механических повреждений, что в свою очередь повышает надежность, ресурс работы механизмов и обеспечивает бесперебойную подачу электроэнергии.Vertical racks 20 of the filter 19, installed separately from the boat, equipped with rollers with the possibility of rotation, allow you to freely remove any passing debris on the sides of the boat 1, without causing the structure to tip over, protecting it and
Конструкция плавсредства 1 с турбинами в предложенном исполнении исключает необходимость строительства дорогостоящих сооружений для создания искусственных перепадов и систем водопроводов к турбинам.The design of the watercraft 1 with turbines in the proposed design eliminates the need for the construction of expensive structures to create artificial drops and water supply systems to the turbines.
За счет полного вынесения электрооборудования за пределы водного потока и отведения крупных предметов неподвижным фильтром 19 в виде клина, у которого вертикальные стойки 20 снабжены удлиненными роликами с возможностью проворота, предлагаемое техническое решение обеспечивает стабильность и безопасность электроснабжения.Due to the complete removal of electrical equipment outside the water stream and the removal of large objects by a stationary filter 19 in the form of a wedge, in which the vertical posts 20 are equipped with elongated rollers with the possibility of rotation, the proposed solution provides stability and security of power supply.
Таким образом, поставленная техническая задача решается новыми признаками, предложенными нами.Thus, the stated technical problem is solved by new features proposed by us.
Исполнение технического решения не представляет особой сложности, учитывая изложенное, все базовые узлы плавсредства будут изготавливаться на собственном производстве.The implementation of the technical solution is not particularly difficult, given the above, all the basic components of the craft will be manufactured in-house.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2010100628/06A RU2451824C2 (en) | 2010-01-11 | 2010-01-11 | Hydraulic power plant |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2010100628/06A RU2451824C2 (en) | 2010-01-11 | 2010-01-11 | Hydraulic power plant |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2010100628A RU2010100628A (en) | 2011-07-20 |
RU2451824C2 true RU2451824C2 (en) | 2012-05-27 |
Family
ID=44752121
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2010100628/06A RU2451824C2 (en) | 2010-01-11 | 2010-01-11 | Hydraulic power plant |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2451824C2 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2607142C1 (en) * | 2015-10-12 | 2017-01-10 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт физико-технических проблем Севера им. В.П. Ларионова Сибирского отделения Российской академии наук | Hydroelectric power plant |
RU182171U1 (en) * | 2017-07-03 | 2018-08-06 | Виталий Никифорович Тимофеев | River Damless Hydroelectric Power Station |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE814879C (en) * | 1948-11-19 | 1951-09-27 | Oswald Berner | Power plant |
GB2119449A (en) * | 1982-04-01 | 1983-11-16 | Edward Victor Byers | Abstracting energy from water subject to wave motion |
RU2002099C1 (en) * | 1991-02-15 | 1993-10-30 | Ryzhukhin Gennadij S | Floating device for generating electric energy due to use of water kinetic energy |
US5430332A (en) * | 1994-02-28 | 1995-07-04 | Dunn, Jr.; E. D. | Movable and adjustable dam |
DE202007013855U1 (en) * | 2007-09-27 | 2007-12-20 | Kolarov, Andrija, Dipl.-Ing. | The river electric generator counter runner with two drive water wheels |
-
2010
- 2010-01-11 RU RU2010100628/06A patent/RU2451824C2/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE814879C (en) * | 1948-11-19 | 1951-09-27 | Oswald Berner | Power plant |
GB2119449A (en) * | 1982-04-01 | 1983-11-16 | Edward Victor Byers | Abstracting energy from water subject to wave motion |
RU2002099C1 (en) * | 1991-02-15 | 1993-10-30 | Ryzhukhin Gennadij S | Floating device for generating electric energy due to use of water kinetic energy |
US5430332A (en) * | 1994-02-28 | 1995-07-04 | Dunn, Jr.; E. D. | Movable and adjustable dam |
DE202007013855U1 (en) * | 2007-09-27 | 2007-12-20 | Kolarov, Andrija, Dipl.-Ing. | The river electric generator counter runner with two drive water wheels |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2607142C1 (en) * | 2015-10-12 | 2017-01-10 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт физико-технических проблем Севера им. В.П. Ларионова Сибирского отделения Российской академии наук | Hydroelectric power plant |
RU182171U1 (en) * | 2017-07-03 | 2018-08-06 | Виталий Никифорович Тимофеев | River Damless Hydroelectric Power Station |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2010100628A (en) | 2011-07-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
AT413868B (en) | POWER BUOY | |
US8152441B2 (en) | Submersible waterwheel with hinged rotor blades and spring-loaded water seals | |
JP4956537B2 (en) | Power generation equipment that generates electricity by water flow such as tidal currents, river flows, etc. | |
US10161379B2 (en) | Coastal protection and wave energy generation system | |
AU2010100255A4 (en) | Run-of-river hydroelectric power generation apparatus | |
US8083483B1 (en) | Water wheel barrage energy converter | |
BE1017531A3 (en) | METHOD FOR USING HYDRAULIC ENERGY AND CROSSING SYSTEM | |
CA2527217A1 (en) | Low head, dynamic variable pitch, submersible hydro generator | |
RU2451824C2 (en) | Hydraulic power plant | |
KR101040450B1 (en) | Equipment to generate electricity utilizing construction of bridge | |
US10975832B2 (en) | Water current catcher system for hydroelectricity generation | |
US20230272770A1 (en) | Variable-head hydroelectric power plant | |
RU62995U1 (en) | AUTONOMOUS WATER-LOADED FREE-FLOW MICRO-HYDRO POWER PLANT | |
KR102192647B1 (en) | Tidal power generator | |
RU100145U1 (en) | FLOATING HYDRO POWER PLANT | |
GB2550062A (en) | Harnessing of energy from water flow | |
RU2468247C1 (en) | Hydroelectric plant | |
RU2459973C1 (en) | System of autonomous bridge lighting | |
WO2009090438A2 (en) | Water power station | |
KR101263553B1 (en) | Double current generating station structure of the multi-level frames of water turbines | |
RU2324068C2 (en) | Autonomous water-tank micro hydro-electric power station | |
RU2466293C1 (en) | Flowing damless hydraulic turbine | |
CN103803027A (en) | Tunnel belt type water flow power generating wharf boat | |
PL70148Y1 (en) | Front water turbine with crosswise flow on a floating platform | |
ITTV20100068A1 (en) | HYDROELECTRIC PLANT WITH ROCKER WITH PARTIAL IMMERSION OF THE CYLINDRICAL ROTOR MODULE WITH HORIZONTAL AXIS AND INTEGRATED CONVEYOR FOR THE PRODUCTION OF ELECTRIC ENERGY FROM FLUENT WATER COURSES WITH LOW ENVIRONMENTAL IMPACT. |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
FZ9A | Application not withdrawn (correction of the notice of withdrawal) |
Effective date: 20110817 |
|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20160112 |