RU2550726C1 - Power generation system in navigation lock - Google Patents
Power generation system in navigation lock Download PDFInfo
- Publication number
- RU2550726C1 RU2550726C1 RU2014124975/06A RU2014124975A RU2550726C1 RU 2550726 C1 RU2550726 C1 RU 2550726C1 RU 2014124975/06 A RU2014124975/06 A RU 2014124975/06A RU 2014124975 A RU2014124975 A RU 2014124975A RU 2550726 C1 RU2550726 C1 RU 2550726C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- lock
- water level
- chamber
- reservoir
- navigation
- 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
- Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
- Y02A10/00—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE at coastal zones; at river basins
- Y02A10/30—Flood prevention; Flood or storm water management, e.g. using flood barriers
Landscapes
- Other Liquid Machine Or Engine Such As Wave Power Use (AREA)
Abstract
Description
Предлагаемое техническое решение относится к области систем генерирования электроэнергии во время смены уровней воды в судоходных шлюзах.The proposed technical solution relates to the field of power generation systems during changing water levels in shipping locks.
Шлюз - это судоходное гидротехническое сооружение, расположенное между водоемами с различными уровнями, через которое проходят суда. Шлюз возводят в речных гидроузлах, каналах и в морских портах, акватории которых подвергаются приливам и отливам с большой амплитудой колебаний уровней. Много крупных шлюзов построено в гидроузлах на реках Волхов, Днепр, Свирь, Волга, Кама, на многих судоходных каналах, водохранилищах. Значительное число крупных шлюзов построено в США, например, на реках Огайо, Миссисипи, СВ. Лаврентия и др.A lock is a navigable hydraulic structure located between reservoirs with different levels through which vessels pass. The gateway is being erected in river hydroelectric facilities, canals and in seaports, the waters of which are subject to ebbs and flows with a large amplitude of level fluctuations. Many large locks were built in hydroelectric facilities on the Volkhov, Dnieper, Svir, Volga, Kama rivers, on many shipping canals, and reservoirs. A significant number of large locks were built in the USA, for example, on the Ohio, Mississippi, and NE rivers. Lawrence and others
Известны аналоги - шлюзы (Михайлов А.В. Судоходные шлюзы. М., 1966), содержащие камеры, головные части и подходы. Камера, в которой размещаются поднимаемые (опускаемые) суда, образуется двумя продольными стенами и днищем, выполняемыми, как правило, из железобетона; с торцов она ограничена металлическими воротами, расположенными в пределах соответствующих головных частей. По числу последовательно расположенных камер различают шлюзы однокамерные и многокамерные (многоступенчатые). Наполнение и опорожнение камер осуществляется с помощью оборудованных затворами водопроводных устройств (системы питания шлюза).Known analogues are locks (Mikhailov A.V. Shipping locks. M., 1966), containing cameras, warheads and approaches. The chamber in which the raised (lowered) vessels are placed is formed by two longitudinal walls and a bottom, made, as a rule, of reinforced concrete; from the ends it is limited by metal gates located within the corresponding warheads. According to the number of cameras located in series, single-chamber and multi-chamber (multi-stage) gateways are distinguished. Chambers are filled and emptied using plumbing devices equipped with gates (gateway power systems).
В головных частях размещаются указанные ворота, поддерживающие разность уровней воды высокого уровня (верхнего бьефа) и низкого уровня (нижнего бьефа) и обеспечивающие пропуск судов при выровненных уровнях смежных бьефов, механизмы для управления оборудованием и системы автоматического регулирования.The indicated gates are located in the head parts, which maintain the difference in the water levels of the high level (upper downstream) and low level (lower downstream) and ensuring the passage of vessels at equal levels of adjacent downstream, mechanisms for controlling equipment and automatic control systems.
Недостаток устройств-аналогов заключается в том, что энергия высоких напоров между верхним и нижним бьефами не используется при наполнении камер водой и их опорожнении.The disadvantage of analog devices is that the energy of high pressures between the upper and lower pools is not used when filling the chambers with water and emptying them.
Известна система (прототип) для генерирования электрической энергии в судоходном шлюзе (патент РФ №2339764, авторы Дэси Норман, Вирта Пекка, "Генерирование электроэнергии в судоходном шлюзе"), содержащая, по меньшей мере, один судоходный шлюз для соединения первого судоходного водоема и второго судоходного водоема, причем судоходный шлюз имеет пару ворот для осуществления прохода судов в судоходный шлюз и из него, когда ворота попеременно открываются и закрываются, по меньшей мере, один проход для текучей среды, соединяющий судоходный шлюз, по меньшей мере, с одним водоемом из первого и второго водоемов для обеспечения возможности протекания воды непосредственно между шлюзом и, по меньшей мере, одним из первого и второго водоемов, турбину, размещенную в сообщении с текучей средой в проходе для текучей среды с возможностью генерирования электрической энергии, когда вода проходит через, по меньшей мере, один проход для текучей среды между судоходным шлюзом и, по меньшей мере, одним из первого и второго водоемов, и управляющий турбиной контроллер, выполненный с возможностью регулирования скорости потока при отводе воды через турбину так, чтобы она находилась в заданном диапазоне скоростей потока, определяемом как функция одного или более требований относительно времени переноса воды, максимальной производительности турбины и требований к мощности сети.A known system (prototype) for generating electrical energy in a shipping lock (RF patent No. 2339764, authors Desy Norman, Virta Pekka, "Generating electricity in a shipping lock"), containing at least one shipping lock for connecting the first shipping reservoir and the second a navigable reservoir, the navigable lock having a pair of gates for allowing vessels to enter and out of the navigational lock, when the gates alternately open and close at least one fluid passage connecting the navigable lock, at least one reservoir from the first and second reservoirs to allow water to flow directly between the gateway and at least one of the first and second reservoirs, a turbine placed in communication with the fluid in the passage for the fluid with the possibility of generating electrical energy when water passes through at least one fluid passage between the shipping lock and at least one of the first and second reservoirs, and a turbine control controller configured to of the flow rate during water drainage through the turbine so that it is in a predetermined range of flow rates, defined as a function of one or more requirements with respect to water transfer time, maximum turbine productivity, and network power requirements.
Данная система (прототип) для генерирования электрической энергии, исходя из текстового материала и рисунков патента, обладает следующими недостатками. Во-первых, каждый шлюз содержит две турбины (по числу ворот). Во-вторых, первая из турбин работает только при наполнении шлюза, вторая турбина работает при опорожнении шлюза, а первая турбина при этом простаивает.This system (prototype) for generating electrical energy, based on text material and drawings of the patent, has the following disadvantages. Firstly, each airlock contains two turbines (according to the number of gates). Secondly, the first turbine only works when the gateway is full, the second turbine works when the gateway is empty, and the first turbine is idle.
Техническая задача, решаемая предлагаемым устройством, состоит в упрощении системы генерирования электроэнергии в судоходном шлюзе. Технический эффект заключается в обеспечении работы каждой камеры шлюза одной турбиной.The technical problem solved by the proposed device is to simplify the system for generating electricity in a shipping lock. The technical effect is to ensure that each chamber of the gateway operates with one turbine.
При решении поставленной технической задачи указанный технический эффект достигается тем, что известная система генерирования электроэнергии в судоходном шлюзе, содержащая, по крайней мере, одну судоходную камеру шлюза для соединения первого судоходного водоема с высоким уровнем воды и второго судоходного водоема с низким уровнем воды, причем судоходная камера шлюза имеет пару ворот с приводами соответственно для их открытия и закрытия, а также водопропускной проход с турбиной и отверстиями, по крайней мере, по одному отверстию у водоемов соответственно и два отверстия у судоходной камеры шлюза, а также блок управления шлюзом, первый выход которого соединен с турбиной, дополнительно снабжена датчиком уровня воды водоема с высоким уровнем воды, датчиком уровня воды водоема с низким уровнем воды и датчиком уровня воды судоходной камеры шлюза, выходы которых соединены соответственно с входами блока управления шлюзом, отверстия выполнены с заслонками с приводами соответственно, при этом управляющие входы приводов ворот и приводов заслонок соединены с выходами блока управления шлюзом, а турбина размещена в водопропускном проходе между входным отверстием и выходным отверстием судоходной камеры шлюза.When solving the technical problem, this technical effect is achieved by the fact that the known system for generating electricity in a shipping lock, containing at least one shipping lock chamber for connecting the first navigable reservoir with a high water level and a second navigable reservoir with a low water level, and navigable the lock chamber has a pair of gates with drives, respectively, for opening and closing them, as well as a culvert passage with a turbine and openings, at least one hole in the water two holes at the lock chamber, and the lock control unit, the first output of which is connected to the turbine, is additionally equipped with a water level sensor of a reservoir with a high water level, a water level sensor of a reservoir with a low water level and a water level sensor of a lock waterway chamber, the outputs of which are connected respectively to the inputs of the gateway control unit, the openings are made with shutters with actuators, respectively, while the control inputs of the gate drives and gate drives are connected to the outputs of the control unit the gateway, and the turbine is located in the culvert between the inlet and outlet of the shipping chamber of the gateway.
На чертеже схематично представлен общий вид предлагаемой системы генерирования электроэнергии в судоходном шлюзе в разрезе.The drawing schematically shows a General view of the proposed system for generating electricity in a shipping lock in the context.
Система генерирования электроэнергии в судоходном шлюзе содержит, по крайней мере, одну судоходную камеру 1 шлюза для соединения первого судоходного водоема 2 с высоким уровнем воды и второго судоходного водоема 3 с низким уровнем воды, причем судоходная камера 1 шлюза имеет пару ворот 4 и 5 с приводами 6 и 7 соответственно для их открытия и закрытия, а также водопропускной проход 8 с турбиной 9, выполненной, например, в виде капсульного гидрогенератора (Вольдек А.И. Электрические машины. 2 изд., переработанное и дополненное, издательство "Энергия", ленинградское отделение, 1974 г., см. стр.372), и отверстиями 10, 11, 12 и 13, по крайней мере, по одному отверстию 10 и 11 у водоемов 2 и 3 соответственно и два отверстия 12 и 13 у судоходной камеры 1 шлюза, а также блок 14 управления шлюзом, выполненный, например, в виде контроллера, первый выход 15 которого соединен с турбиной 9. Система дополнительно снабжена датчиком 16 уровня воды водоема 2 с высоким уровнем воды, датчиком 17 уровня воды водоема 3 с низким уровнем воды и датчиком 18 уровня воды судоходной камеры 1 шлюза, выходы которых соединены соответственно с входами 19, 20 и 21 блока 14 управления шлюзом, отверстия 10, 11, 12 и 13 выполнены с заслонками с приводами 22, 23, 24 и 25 соответственно, при этом управляющие входы приводов 6 и 7 ворот 4 и 5 и приводов 22, 23, 24 и 25 заслонок соединены соответственно с выходами 26, 27, 28, 29, 30 и 31 блока 14 управления шлюзом, а турбина 9 размещена в водопропускном проходе 8 между двумя отверстиями 12 и 13 судоходной камеры 1 шлюза, выполненными как выходное отверстие 12 и входное отверстие 13.The power generating system in the shipping lock comprises at least one lock shipping chamber 1 for connecting the
Процесс пропуска судов через шлюз (т.е. шлюзование) состоит из ряда последовательных операций (открытие и закрытие ворот и затворов, наполнение камер водой и их опорожнение, ввод и вывод судов и т.д.).The process of passing ships through a lock (i.e. lock) consists of a series of sequential operations (opening and closing gates and locks, filling chambers with water and emptying them, entering and leaving ships, etc.).
Система генерирования электроэнергии в судоходном шлюзе работает следующим образом. Рассмотрим процесс наполнения судоходной камеры 1 шлюза, начиная с момента, когда уровни воды в судоходной камере 1 шлюза и водоема 3 с низким уровнем воды одинаковы, что определяет блок 14 управления шлюзом по сигналам от датчиков 17 и 18 уровня воды. При этом ворота 5 открыты, а ворота 4 закрыты. Вначале процесса наполнения судоходной камеры 1 шлюза блок 14 управления шлюзом дает команду приводу 7 на закрытие ворот 5, приводам 23 и 24 на закрытие соответственно заслонок отверстия 11 и выходного отверстия 12 и одновременно приводам 22 и 25 на открытие заслонок отверстия 10 и входного отверстия 13. При этом вода протекает через отверстие 10, проходит через турбину 9, которая вырабатывает электроэнергию в сеть, и далее через входное отверстие 13 наполняет судоходную камеру 1 шлюза (сплошные стрелки). В процессе наполнения по сигналам от датчиков 16 и 18 блок 14 управления шлюзом определяет уровни воды, когда напора недостаточно для выработки электроэнергии, и дает команду приводу 24 на открытие заслонки отверстия 12, что обеспечивает более интенсивное заполнение судоходной камеры 1 шлюза. При малых перепадах уровней воды водоема 2 и судоходной камеры 1 шлюза блок 14 управления шлюзом дает команду приводу 6 на небольшое приоткрытие ворот 4, что увеличивает интенсивность заполнения судоходной камеры 1 шлюза. При отсутствии перепада уровней воды водоема 2 и судоходной камеры 1 шлюза блок 14 управления шлюзом дает команду приводу 6 на полное открытие ворот 4.The power generation system in the shipping lock operates as follows. Consider the process of filling the shipping chamber 1 of the lock, starting from the moment when the water levels in the shipping chamber 1 of the lock and
Процесс опорожнения судоходной камеры 1 шлюза реализуется в следующей последовательности. Блок 14 управления шлюзом дает команду приводу 6 на закрытие ворот 4, приводам 22 и 25 на закрытие соответственно заслонок отверстия 10 и входного отверстия 13 и одновременно приводам 23 и 24 на открытие соответственно заслонок отверстия 11 и выходного отверстия 12. При этом вода протекает через выходное отверстие 12, проходит через турбину 9, которая вырабатывает электроэнергию в сеть, и далее через отверстие 11 вытекает в водоем 3 с низким уровнем воды (пунктирные стрелки). В процессе опорожнения камеры 1 шлюза по сигналам от датчиков 17 и 18 блок 14 управления шлюзом определяет уровни воды, когда напора недостаточно для выработки электроэнергии, и дает команду приводу 25 на открытие заслонки отверстия 13, что обеспечивает более интенсивное опорожнение судоходной камеры 1 шлюза. При малых перепадах уровней воды водоема 3 и судоходной камеры 1 шлюза блок 14 управления шлюзом дает команду приводу 7 на небольшое приоткрытое ворот 5, что увеличивает интенсивность опорожнения судоходной камеры 1. При отсутствии перепада уровней воды водоема 3 и судоходной камеры 1 шлюза блок 14 управления шлюзом дает команду приводу 7 на полное открытие ворот 5.The process of emptying the shipping chamber 1 of the gateway is implemented in the following sequence. The
Поставленная задача решена предлагаемым устройством. Система генерирования электроэнергии в судоходном шлюзе упрощена, а следовательно, и удешевлена, так как одна и та же турбина вырабатывает электроэнергию как при наполнении судоходной камеры шлюза, так и при его опорожнении.The problem is solved by the proposed device. The power generation system in the shipping lock is simplified, and therefore cheaper, since the same turbine generates electricity both when the lock shipping chamber is filled and when it is emptied.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2014124975/06A RU2550726C1 (en) | 2014-06-19 | 2014-06-19 | Power generation system in navigation lock |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2014124975/06A RU2550726C1 (en) | 2014-06-19 | 2014-06-19 | Power generation system in navigation lock |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2550726C1 true RU2550726C1 (en) | 2015-05-10 |
Family
ID=53294089
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2014124975/06A RU2550726C1 (en) | 2014-06-19 | 2014-06-19 | Power generation system in navigation lock |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2550726C1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN110042820A (en) * | 2019-04-09 | 2019-07-23 | 长江勘测规划设计研究有限责任公司 | Double-line mutual with a shared storage cistern fills ship lock and mutual perfusion journey |
US20230003185A1 (en) * | 2019-11-26 | 2023-01-05 | Manymickle Ltd | Energy generation and water conservation |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE483766C (en) * | 1926-05-02 | 1929-10-07 | Gezeitenkraft Bau Und Verwertu | Tidal power plant |
DE838275C (en) * | 1949-06-08 | 1952-05-15 | Fritz Fuhse Dipl Ing | Pump lock |
DE1130766B (en) * | 1957-07-25 | 1962-05-30 | Voith Gmbh J M | Hydroelectric power station arranged next to a sluice |
SU1652428A1 (en) * | 1987-10-26 | 1991-05-30 | Ю.Б„Кошеваров | High-pressure maritime sluice |
RU2339764C2 (en) * | 2002-12-05 | 2008-11-27 | Дженерал Электрик Кэнада Инк. | Electric power generated in navigation lock |
-
2014
- 2014-06-19 RU RU2014124975/06A patent/RU2550726C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE483766C (en) * | 1926-05-02 | 1929-10-07 | Gezeitenkraft Bau Und Verwertu | Tidal power plant |
DE838275C (en) * | 1949-06-08 | 1952-05-15 | Fritz Fuhse Dipl Ing | Pump lock |
DE1130766B (en) * | 1957-07-25 | 1962-05-30 | Voith Gmbh J M | Hydroelectric power station arranged next to a sluice |
SU1652428A1 (en) * | 1987-10-26 | 1991-05-30 | Ю.Б„Кошеваров | High-pressure maritime sluice |
RU2339764C2 (en) * | 2002-12-05 | 2008-11-27 | Дженерал Электрик Кэнада Инк. | Electric power generated in navigation lock |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN110042820A (en) * | 2019-04-09 | 2019-07-23 | 长江勘测规划设计研究有限责任公司 | Double-line mutual with a shared storage cistern fills ship lock and mutual perfusion journey |
CN110042820B (en) * | 2019-04-09 | 2023-12-12 | 长江勘测规划设计研究有限责任公司 | Double-line mutual-filling ship lock with shared water storage tank and mutual-filling flow |
US20230003185A1 (en) * | 2019-11-26 | 2023-01-05 | Manymickle Ltd | Energy generation and water conservation |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN105735210B (en) | Tunnel formula imitates the arragement construction and its application method of nature fish pass combination fish lock | |
CN104099910A (en) | Fishway with automatically-lifting water level | |
RU2550726C1 (en) | Power generation system in navigation lock | |
AU2015326555B2 (en) | Tidal power generation and storage system and method of constructing a reservoir for such a system | |
ES2746114T3 (en) | Fish lock | |
GB2454913A (en) | Tide energy generator with flexible bladder | |
Goseberg | A laboratory perspective of long wave generation | |
WO2016067006A1 (en) | Tidal power plant with air and water turbines | |
US11156199B2 (en) | Power plant using buoyant body and method of generating power by power plant using buoyant body | |
JP2007205212A (en) | Gate with power generation device | |
KR101851909B1 (en) | Tidal Power Generation device using vessel | |
EP0518802A1 (en) | System for the manufacture and installation of selective intake towers in reservoirs | |
CN103982367A (en) | Tidal energy system capable of bidirectionally utilizing water hammer effect | |
CN208777275U (en) | Sluice gate | |
RU2710135C1 (en) | Tidal hpp | |
IT201800003426A1 (en) | ROTATING PLANTS PARTIALLY SUBMERSIBLE IN A WATER BASIN, MODULAR, FOR THE PRODUCTION OF ELECTRICITY | |
ITSI20110002A1 (en) | THE HIDDEN CENTRAL. FOR THE PRODUCTION OF ELECTRICITY FROM THE WATER SITE. | |
RU48369U1 (en) | HYDRO POWER PLANT (OPTIONS) | |
GB2625099A (en) | Apparatus and method | |
IT201900014976A1 (en) | System for hydroelectric energy production and cleaning of various plastics and materials, rivers or streams in general | |
US20170284361A1 (en) | Artificially expanding the tide range of a tidal barrage | |
RU155141U1 (en) | SHIPPING GATEWAY | |
KR20200117130A (en) | Pumping-up power generation system by atmospheric pressure | |
KR20130105050A (en) | Offshore structure and construction method thereof | |
KR101261578B1 (en) | Method and equipment for double reservoir-type tidal power generation |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20190620 |