RU2554431C2 - Hydro-electric power plant - Google Patents

Hydro-electric power plant Download PDF

Info

Publication number
RU2554431C2
RU2554431C2 RU2012133582/06A RU2012133582A RU2554431C2 RU 2554431 C2 RU2554431 C2 RU 2554431C2 RU 2012133582/06 A RU2012133582/06 A RU 2012133582/06A RU 2012133582 A RU2012133582 A RU 2012133582A RU 2554431 C2 RU2554431 C2 RU 2554431C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
installation
hydraulic
rods
anchor
cable
Prior art date
Application number
RU2012133582/06A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2012133582A (en
Inventor
Игорь Александрович Киш
Павел Игоревич Киш
Original Assignee
Игорь Александрович Киш
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 Игорь Александрович Киш filed Critical Игорь Александрович Киш
Priority to RU2012133582/06A priority Critical patent/RU2554431C2/en
Publication of RU2012133582A publication Critical patent/RU2012133582A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2554431C2 publication Critical patent/RU2554431C2/en

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

FIELD: power industry.
SUBSTANCE: invention relates to hydraulic power engineering. The hydro-electric power plant contains frame-mounted 6 hydraulic turbine 1 designed with a possibility of rotation around a horizontal axis, kinematically connected with the electric generator 2, the flow shaper 5 designed as a confusor interconnected with the working channel where the hydraulic turbine 1, the anchor device, ballast vessel 11 and a guidance blade are located. In the plant the even number of hydraulic turbines 1 is used which are located symmetrically with reference to the longitudinal axis 22 of the unit along which axes of their rotation are aligned. The turbines 1 are rotated in opposite directions. The lower plane of the flow shaper 5 is placed horizontally. The ends of rods 7 of the anchor device fastened to the rope 8 interconnected with the anchor 9 are fixed on the slides 16 installed with a possibility of reciprocating movement along the stands 14 which are rigidly fixed on each side installations at its front end. The guidance blade is designed as two plates 13 fixed on the frame 6 on each side of the unit at its back end out of the hydrodynamic shadow of the flow shaper 5. Total length of the rope 8 and rods 7 exceeds the water area depth at the unit location.
EFFECT: invention provides reliable positioning of the device in the horizontal plane, at its placement without "sitting" to the water area bottom.
3 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к гидроэнергетике и может быть использовано для преобразования кинетической энергии потоков воды в электроэнергию на реках, предпочтительно полноводных, и/или на морских акваториях (для преобразования кинетической энергии морских течений, в том числе приливно-отливных).The invention relates to hydropower and can be used to convert the kinetic energy of water flows into electricity on rivers, preferably full-flowing, and / or in marine areas (for converting the kinetic energy of sea currents, including tidal).

Известна гидроэнергетическая установка, содержащая поперечную гидротурбину, вал которой установлен в подшипниках, закрепленных на раме, снабженную формирователем потока, выполненную с возможностью закрепления к береговым или донным опорам, и генератор, кинематически связанный с гидротурбиной, при этом формирователь потока выполнен с возможностью затенения нижней части ротора гидротурбины (см. SU №1700276, кл. F03B 7/10, 1989).Known hydropower installation containing a transverse hydraulic turbine, the shaft of which is mounted in bearings mounted on the frame, equipped with a flow former configured to fasten to shore or bottom supports, and a generator kinematically connected to the hydraulic turbine, while the flow former is configured to obscure the lower part turbine rotor (see SU No. 1700276, class F03B 7/10, 1989).

Недостаток такого устройства проявляется при сравнительно небольших массогабаритных характеристиках устройства, поскольку вращающий момент, возникающий при вращении ротора турбины, приводит к развороту гидроагрегата и/или опрокидыванию или ухудшению условий взаимодействия ротора гидроагрегата с набегающим потоком, кроме того, недостаточно высока скорость водного потока, воздействующего на ротор гидроагрегата, что снижает мощность генератора.The disadvantage of such a device is manifested with relatively small overall dimensions of the device, since the torque arising from the rotation of the turbine rotor leads to a rotation of the hydraulic unit and / or tipping over or worsening of the interaction conditions of the hydraulic rotor with the incoming flow, in addition, the speed of the water flow acting on the rotor of the hydraulic unit, which reduces the power of the generator.

Известна также гидроэнергетическая установка, содержащая установленные на раме гидротурбину, выполненную с возможностью вращения вокруг горизонтальной оси, кинематически связанную с электрогенератором, формирователь потока, выполненный в форме конфузора, сообщенного с рабочим каналом, в котором размещена гидротурбина, якорное устройство, балластные емкости, в количестве, достаточном для стабилизации пространственного положения установки по тангажу и крену, и руль (см. RU №97774, кл. F03B 7/00, 2010).Also known is a hydropower installation comprising a hydraulic turbine mounted on a frame, rotatably rotatable around a horizontal axis, kinematically connected to an electric generator, a flow shaper made in the form of a confuser in communication with a working channel in which a hydraulic turbine, an anchor device, ballast tanks are placed, in quantity sufficient to stabilize the spatial position of the installation in pitch and roll and steering wheel (see RU No. 97774, class F03B 7/00, 2010).

Недостаток такого устройства - его недостаточно надежное позиционирование в горизонтальной плоскости, что исключает возможность его использования на морских акваториях, при его размещении без «посадки на дно» - в толще акватории.The disadvantage of this device is its insufficiently reliable positioning in the horizontal plane, which excludes the possibility of its use in marine waters, when placed without “landing on the bottom" - in the thickness of the water area.

Задачей изобретения является обеспечение надежного позиционирования устройства в горизонтальной плоскости,The objective of the invention is to ensure reliable positioning of the device in a horizontal plane,

Технический результат, получаемый при решении поставленной задачи, выражается в обеспечении возможности стабилизации параметров пространственного размещения установки относительно набегающего потока. Кроме того, обеспечиваются возможность использования устройства на морских акваториях, при его размещении без «посадки на дно».The technical result obtained by solving the problem is expressed in providing the possibility of stabilizing the spatial parameters of the installation relative to the incoming flow. In addition, it is possible to use the device in offshore areas, when placed without “landing to the bottom."

Поставленная задача решается тем, что в гидроэнергетической установке, содержащей установленные на раме гидротурбину, выполненную с возможностью вращения вокруг горизонтальной оси, кинематически связанную с электрогенератором, формирователь потока, выполненный в форме конфузора, сообщенного с рабочим каналом, в котором размещена гидротурбина, якорное устройство, балластные емкости, в количестве, достаточном для стабилизации пространственного положения установки по тангажу и крену, и руль, согласно изобретению использовано четное число гидротурбин, размещенных симметрично относительно продольной оси установки, вдоль которой ориентированы оси их вращения, при этом направления вращения турбин противоположны, причем нижняя плоскость формирователя потока размещена горизонтально, причем концы тяг якорного устройства, скрепленных с тросом, связанным с якорем, закреплены на ползунах, установленных с возможностью возвратно-поступательного перемещения по стойкам, жестко закрепленным по бокам установки у ее переднего конца, кроме того, руль выполнен в виде двух пластин, закрепленных на раме по бокам установки у ее заднего конца, вне гидродинамической тени формирователя потока, при этом суммарная длина троса и тяг превышает глубину акватории на месте размещения установки. Кроме того, привод возвратно-поступательного перемещения ползунов выполнен в виде силовых цилиндров двустороннего действия. Кроме того, блок управления установкой выполнен в виде отдельного узла, выполненного с возможностью дистанционного изменения плавучести, и сообщен кабель-тросом с управляющими механизмами средств управления пространственным положением гидроэнергетической установки.The problem is solved in that in a hydropower installation containing a hydraulic turbine mounted on a frame, rotatable around a horizontal axis, kinematically connected with an electric generator, a flow former made in the form of a confuser in communication with a working channel in which the hydraulic turbine is located, an anchor device, ballast tanks, in an amount sufficient to stabilize the spatial position of the installation in pitch and roll, and a rudder, according to the invention an even chi is used a layer of hydraulic turbines placed symmetrically relative to the longitudinal axis of the installation, along which their axes of rotation are oriented, while the directions of rotation of the turbines are opposite, the lower plane of the flow former being horizontally positioned, the ends of the rods of the anchor device fastened to the cable connected to the anchor fixed on sliders, installed with the possibility of reciprocating movement on racks rigidly fixed on the sides of the installation at its front end, in addition, the steering wheel is made in the form of two plates, akreplennyh on the frame laterally installation at its rear end, outside the shadow of the hydrodynamic flow generator, wherein the total length of the cable and the rods exceeds the depth of waters for placement unit. In addition, the drive reciprocating movement of the sliders is made in the form of double-acting power cylinders. In addition, the installation control unit is made in the form of a separate unit, configured to remotely change the buoyancy, and is communicated by a cable with the control mechanisms of the means for controlling the spatial position of the hydropower installation.

Совокупность существенных признаков изобретения обеспечивает решение поставленной технической задачи - обеспечение стабильности условий работы устройства, при одновременном повышении мощности генератора.The set of essential features of the invention provides a solution to the technical problem - ensuring the stability of the operating conditions of the device, while increasing the power of the generator.

Признаки отличительной части формулы изобретения обеспечивают решение следующих функциональных задач.The features of the characterizing part of the claims provide the solution to the following functional problems.

Признаки «использовано четное число гидротурбин, размещенных симметрично относительно продольной оси установки, вдоль которой ориентированы оси их вращения, при этом направления вращения турбин противоположны» обеспечивают возможность компенсации крутящего момента (реализующегося, как кренящий), возникающего при работе гидротурбин, при этом заявленная ориентировка турбин обеспечивает полноту отбора энергии воды, поскольку обеспечивается возможность «работы всего сечения турбины - нет необходимости затенения (т.е. холостой работы) части лопаток турбины». Кроме того, при сравнительно небольшом сечении рабочего канала обеспечивается возможность существенного повышения площади лопастей, взаимодействующей с потоком жидкости, при выполнении лопаток в виде шнекообразной спирали, что позволяет минимизировать вертикальные габариты гидротурбины.The signs "used an even number of hydraulic turbines placed symmetrically relative to the longitudinal axis of the installation, along which the axes of rotation are oriented, while the directions of rotation of the turbines are opposite" provide the ability to compensate for the torque (realized as heeling) that occurs during the operation of hydraulic turbines, while the declared orientation of the turbines ensures the completeness of the selection of water energy, since it provides the possibility of “working the entire cross section of the turbine - there is no need for shading (i.e. Asti turbine blades. " In addition, with a relatively small cross section of the working channel, it is possible to significantly increase the area of the blades interacting with the fluid flow when the blades are made in the form of a screw-shaped spiral, which minimizes the vertical dimensions of the turbine.

Признаки «нижняя плоскость формирователя потока размещена горизонтально» исключают процесс подъема части объема потока вверх, к нижней кромке формирователя потока, что имело бы место при опускании приемной кромки формирователя потока ниже ее уровня и, тем самым, исключаются потери части энергии этого объема потока, на преодоление силы тяжести.The signs “the lower plane of the flow former is horizontally positioned” exclude the process of raising part of the flow volume up to the lower edge of the flow former, which would occur when the receiving edge of the flow former is lowered below its level and, thereby, part of the energy of this flow volume is lost by overcoming gravity.

Признаки «концы тяг якорного устройства, скрепленных с тросом, связанным с якорем, закреплены на ползунах, установленных с возможностью возвратно-поступательного перемещения посредством раздвижных силовых цилиндров, по стойкам, жестко закрепленным по бокам установки у ее переднего конца, части потока.Signs "the ends of the rods of the anchor device, fastened with a cable connected to the anchor, are fixed on sliders installed with the possibility of reciprocating movement by sliding power cylinders, on racks rigidly fixed on the sides of the installation at its front end, part of the stream.

Признаки «концы тяг якорного устройства, скрепленных с тросом, связанным с якорем, закреплены на ползунах, установленных с возможностью возвратно-поступательного перемещения, по стойкам, жестко закрепленным на раме по бокам установки у ее переднего конца» обеспечивают возможность регулирования местоположения точки закрепления тяг якорного устройства и тем самым возможность горизонтирования положения установки (регулирования ее дифферента).The signs "the ends of the rods of the anchor device, fastened with a cable connected to the anchor, are fixed on the sliders installed with the possibility of reciprocating movement on racks rigidly mounted on the frame on the sides of the installation at its front end" provide the ability to adjust the location of the anchor point of the anchor rods devices and thereby the possibility of leveling the installation position (regulation of its trim).

Признаки «руль выполнен в виде двух пластин, закрепленных по бокам установки у ее заднего конца, вне гидродинамической тени формирователя потока» позволяют увеличить гидродинамическую эффективность рулей при уменьшении их площади (и уменьшении их весовой составляющей в общей массе установки) и высоты.The signs “the steering wheel is made in the form of two plates fixed on the sides of the installation at its rear end, outside the hydrodynamic shadow of the flow shaper” can increase the hydrodynamic efficiency of the rudders while reducing their area (and reducing their weight component in the total mass of the installation) and height.

Признаки «суммарная длина троса и тяг превышает глубину акватории на месте размещения установки» позволяют изменять высоту положения установки над дном, вплоть до полного всплытия при сохранении «привязки» установки по площади акватории. При этом не требуется оснащения установки средствами «сматывания-разматывания» привязного троса.The signs “the total length of the cable and rods exceeds the depth of the water area at the installation location” allow you to change the height of the installation position above the bottom, up to the full ascent while maintaining the “binding” of the installation over the water area. It does not require equipping the installation with “winding-unwinding” means of a tethered cable.

Признаки второго пункта формулы изобретения конкретизируют конструкцию, привода возвратно-поступательного перемещения ползунов.Signs of the second claim specify the design of the drive reciprocating movement of the sliders.

Признаки третьего пункта формулы изобретения упрощают поддержание работоспособности блока управления установкой.The features of the third paragraph of the claims simplify maintaining the health of the control unit.

Заявленное устройство иллюстрируется чертежами, где на фиг.1 показан продольный разрез установки; на фиг.2 показан ее вид спереди, на фиг.3 - ее вид сверху.The claimed device is illustrated by drawings, where figure 1 shows a longitudinal section of the installation; figure 2 shows its front view, figure 3 is its top view.

На чертежах показаны гидротурбины 1, установленные в рабочих каналах 2, генераторы электрической энергии 3, ось вращения 4 гидротурбины 1, формирователь потока 5, установленные на раме 6, гибкие тяги 7, трос 8, якорь 9, центральная балластная емкость 10, установленная на донной части рамы 6, и также смонтированные на раме 6 бортовые балластные емкости 11 и концевая балластная емкость 12, рулевые пластины 13, стойки 14 с оттяжками 15, ползуны 16, силовые цилиндры 17, блок управления установкой 18, кабель-трос 19. Кроме того, показаны поверхность 20 акватории 21, продольная ось 22 установки, кабельные выводы 23 генераторов электрической энергии 3, водный поток (течение) 24.The drawings show the hydraulic turbines 1 installed in the working channels 2, electric energy generators 3, the rotation axis 4 of the hydraulic turbines 1, the flow shaper 5 mounted on the frame 6, the flexible rods 7, the cable 8, the anchor 9, the central ballast tank 10 mounted on the bottom parts of the frame 6, and also the ballast tanks 11 mounted on the frame 6 and the end ballast tank 12, the steering plates 13, the struts 14 with guy wires 15, the sliders 16, the power cylinders 17, the installation control unit 18, the cable cable 19. In addition, showing the surface 20 of the water area 21, pr Dolni axis 22 installation, cable terminals 23, electric power generators 3, the aqueous stream (flow) 24.

В составе установки использовано четное число гидротурбин 1, размещенных симметрично относительно продольной оси 22 установки, вдоль которой ориентированы оси их вращения 4, при этом направления вращения турбин противоположны. В качестве гидротурбины 1 использован агрегат известной конструкции, выполненный с возможностью горизонтального вращения, предпочтительно в виде вала, снабженного шнекообразными лопастями (по типу архимедова винта). Каждая турбина работает на один генератор 2, который представляет собой конструкцию известного типа, в водозащищенном исполнении, с рабочими параметрами, определяемыми конкретными условиями эксплуатации, при этом генератор 2 известным образом кинематически связан с гидротурбиной 1 и, посредством герметизированных кабельных выводов 23, связан с приемником энергии (на чертежах не показан), смонтированным либо на берегу, либо на платформе, известным образом смонтированной на свайном основании или морской добычной платформе. Целесообразно использовать генераторы постоянного тока, с регулятором напряжения, при этом в комплекте с генераторами необходимо использовать инверторы (названные узлы на чертежах не показаны).The structure of the installation used an even number of hydraulic turbines 1, placed symmetrically relative to the longitudinal axis 22 of the installation, along which the axes of their rotation 4 are oriented, while the directions of rotation of the turbines are opposite. As a hydraulic turbine 1, an aggregate of known design is used, made with the possibility of horizontal rotation, preferably in the form of a shaft equipped with screw-shaped blades (like an Archimedean screw). Each turbine operates on a single generator 2, which is a structure of a known type, in a waterproof design, with operating parameters determined by the specific operating conditions, while the generator 2 is kinematically connected in a known manner to the turbine 1 and, through sealed cable leads 23, connected to the receiver energy (not shown in the drawings) mounted either onshore or on a platform that is known to be mounted on a pile foundation or offshore production platform. It is advisable to use direct current generators with a voltage regulator, while inverters must be used in conjunction with the generators (these nodes are not shown in the drawings).

Формирователь рабочего потока 5 выполнен в виде конфузорной воронки, большее поперечное сечение которой обращено навстречу к потоку, а меньшее обращено к гидротурбине 1, при этом нижняя плоскость формирователя потока размещена горизонтально.The shaper of the working stream 5 is made in the form of a confuser funnel, the larger cross-section of which is facing the stream, and the smaller is facing the turbine 1, while the lower plane of the shaper is placed horizontally.

Балластные емкости 10-12 выполнены по одной конструктивной схеме, имеют дистанционно управляемые клапаны (на чертежах не показаны), обеспечивающие сообщение полости емкостей с внешней средой, и подключены, посредством шлангов, рассчитанных на давление 5-10 атмосфер, к аккумулятору сжатого воздуха (рассчитанному на соответствующее давление - на чертежах не показан). Для подпитки аккумулятора может быть затрачена часть электроэнергии, генерируемой установкой, на диссоциацию воды или генерирование давления за счет создания электрогидравлического эффекта. Балластные емкости отличаются местоположением (центральная емкость 10 установлена на донной части рамы 6, бортовые балластные емкости 11 - по бортам установки, а концевая 12 установлена на конце установки, противоположном формирователю рабочего потока 5). Кроме того, центральная балластная емкость 10 может быть разделена поперечными переборками по меньшей мере на два отсека по длине установки.Ballast tanks 10-12 are made according to one structural scheme, have remotely controlled valves (not shown in the drawings) that provide a communication between the tank cavity and the external environment, and are connected via hoses designed for pressure of 5-10 atmospheres to a compressed air accumulator (calculated corresponding pressure - not shown in the drawings). To recharge the battery, a part of the electricity generated by the installation can be spent on dissociating water or generating pressure by creating an electro-hydraulic effect. Ballast tanks differ in location (the central tank 10 is installed on the bottom of the frame 6, the side ballast tanks 11 are on the sides of the installation, and the end 12 is installed at the end of the installation, opposite the shaper of the work flow 5). In addition, the central ballast tank 10 can be divided by transverse bulkheads into at least two compartments along the length of the installation.

Свободные концы гибких тяг 7 зафиксированы на ползунах 16, которые установлены с возможностью возвратно-поступательного движения (вверх-вниз) по стойкам 14, закрепленных на противоположных «бортах» устройства в его передней части.The free ends of the flexible rods 7 are fixed on the sliders 16, which are mounted with the possibility of reciprocating movement (up and down) along the racks 14, mounted on opposite "sides" of the device in its front part.

Блок управления установкой 18 выполнен в виде отдельного узла, выполненного известным образом, с возможностью дистанционного изменения плавучести (снабжен балластными цистернами, снабженными средствами принятия в них забортной воды и их осушения, управляемыми по радио- или акустическому каналу) и сообщен кабель-тросом 19 с управляющими механизмами средств управления пространственным положением гидроэнергетической установки (средствами принятия в них забортной воды и их осушения, а также работой силовых цилиндров 17). Датчиком (на чертежах не показан), дающим сигнал для отработки задач стабилизации платформы в горизонтальном положении, является гироскопический датчик известной конструкции, адаптированный к условиям работы энергетической установки.The control unit 18 is made in the form of a separate unit, made in a known manner, with the ability to remotely change the buoyancy (equipped with ballast tanks, equipped with means for receiving seawater and drainage, controlled via a radio or acoustic channel) and communicated with a cable cable 19 s the controlling mechanisms of the spatial position control of the hydropower installation (means for taking outboard water and draining them, as well as the operation of the power cylinders 17). The sensor (not shown in the drawings), which gives a signal for working out the tasks of stabilizing the platform in a horizontal position, is a gyroscopic sensor of a known design, adapted to the operating conditions of a power plant.

Руль выполнен в виде двух рулевых пластин 13, закрепленных на раме 6 по бокам установки у ее заднего конца, вне гидродинамической тени формирователя потока 5.The steering wheel is made in the form of two steering plates 13 mounted on the frame 6 on the sides of the installation at its rear end, outside the hydrodynamic shadow of the flow former 5.

Заявленное устройство работает следующим образом.The claimed device operates as follows.

Известным образом выявляют глубину местоположения наиболее скоростного участка водной акватории. Далее на это место по поверхности 20 акватории 21 буксируют на плаву (при пустых балластных емкостях 10-12) установку. Далее, дистанционно открыв клапаны балластных этих емкостей, принимают в них воду в количестве, необходимом для погружения установки в воду. После посадки установки на дно размещают на дне якорь 9 (например, анкерное устройство, заделываемое известным образом в дно акватории 21 так, чтобы оно находилось перед установкой, если смотреть по ходу водного потока (течения) 24). После этого, трос 8 связанный с гибкими тягами 7 (фиксируемыми на ползунах 16, установленных с возможностью возвратно-поступательного движения по стойкам 14, закрепленных на противоположных «бортах» устройства в его передней части), закрепляют на якоре 9 (при этом длину тяг 6 подбирают так, чтобы суммарной длины тяг хватило и для того, чтобы при подвсплытии устройство оказалось в зоне наиболее скоростного участка водной акватории, причем суммарная длина троса и тяг должна превышать глубину акватории на месте размещения установки). Эти работы и работы по демонтажу названных узлов выполняют с привлечением водолазов или дистанционно-управляемых подводных роботов-манипуляторов известной конструкции.In a known manner, the depth of the location of the fastest section of the water area is revealed. Further to this place on the surface 20 of the water area 21 tow afloat (with empty ballast tanks 10-12) installation. Further, having remotely opened the ballast valves of these containers, they receive water in the amount necessary to immerse the installation in water. After the installation is planted at the bottom, an anchor 9 is placed at the bottom (for example, an anchor device, sealed in a known manner in the bottom of the water area 21 so that it is located before installation, if you look along the water flow (current) 24). After that, the cable 8 is connected with flexible rods 7 (fixed on the sliders 16, mounted with the possibility of reciprocating movement on racks 14, mounted on opposite “sides” of the device in its front part), fixed on the anchor 9 (the length of the rods 6 they are selected so that the total length of the rods is sufficient so that when the sub-float device is in the zone of the fastest section of the water area, and the total length of the cable and rods should exceed the depth of the water area at the installation location). These works and the dismantling of these nodes are carried out with the involvement of divers or remotely controlled underwater robots-manipulators of known design.

Затем в балластные емкости 10-12 подают воздух, обеспечивая плавучесть установки несколько большую нулевой, причем подачу воздуха регулируют таким образом, чтобы устройство всплывало «на ровном киле», т.е. его продольная ось 22 находилась в горизонтальной плоскости. В процессе выполнения этих операций гидротурбины застопорены, например фрикционным роликом, поджатым к валу турбины (на чертежах не показан). Разделение балластной емкости 10 на отсеки позволяет «усилить» работу кормовой балластной емкости 12 при соответствующем их заполнении (осушении).Then, air is supplied to the ballast tanks 10-12, ensuring the buoyancy of the installation is somewhat greater than zero, and the air supply is regulated so that the device floats “on an even keel”, i.e. its longitudinal axis 22 was in the horizontal plane. In the process of performing these operations, the hydraulic turbines are locked, for example, by a friction roller pressed against the turbine shaft (not shown in the drawings). The division of the ballast tank 10 into compartments allows you to "strengthen" the operation of the feed ballast tank 12 with their corresponding filling (drainage).

После вывода устройства в рабочее положение (в зону максимальных скоростей водного потока) турбину запускают в работу, освобождая ее вал от контакта с упомянутым фрикционным роликом.After the device is brought into operating position (in the zone of maximum speeds of the water flow), the turbine is put into operation, freeing its shaft from contact with the said friction roller.

Конфузорность воронки формирователя потока 5 обеспечивает повышение скорости потока воды, взаимодействующего с турбиной 1, пропорционально отношениям площадей входного и выходного ее сечений. Поэтому, даже при сравнительно невысоких абсолютных величинах скорости движения воды в зоне максимальных скоростей водного потока 24 на рабочем колесе турбины скоростной напор воды будет достаточно большим.The confusion of the funnel of the flow former 5 provides an increase in the flow rate of the water interacting with the turbine 1, in proportion to the ratio of the areas of its input and output sections. Therefore, even with relatively low absolute values of the speed of water in the zone of maximum speeds of the water flow 24 on the impeller of the turbine, the velocity head of the water will be quite large.

Рулевые пластины 13 обеспечивают постоянное удержание продольной оси 22 устройства на стрежне потока, «работая» как флюгер, отслеживающий направление водного потока 24.The steering plates 13 provide a constant retention of the longitudinal axis 22 of the device on the flow rod, "working" as a weather vane, tracking the direction of the water stream 24.

Вращение рабочего колеса турбины 1 приводит во вращение генератор, кинематически связанный с ней. Вырабатываемая электроэнергия по кабельным выводам 23 уходит на приемник энергии (на чертежах не показан), смонтированный вне водоема. Использование генераторов постоянного тока, с регулятором напряжения, обеспечивает независимость от изменения скорости течения потока 24. Использование инверторов в комплекте с генераторами 2 обеспечивает преобразование постоянного тока в переменный.The rotation of the impeller of the turbine 1 drives the generator kinematically connected with it. The generated electricity via cable leads 23 goes to an energy receiver (not shown in the drawings) mounted outside the reservoir. The use of direct current generators, with a voltage regulator, provides independence from changes in the flow rate of 24. The use of inverters complete with generators 2 provides the conversion of direct current to alternating current.

В процессе первоначального этапа позиционирования установки используют изменение местоположения ползунов 16 на стойках 14 (поскольку свободные концы гибких тяг 7 зафиксированы на ползунах 16), при вертикальном перемещении последних изменяется плечо приложения нагрузки, действующей вдоль тяги, что обеспечивает минимизацию дифферента рамы 6 устройства (при этом оттяжки 15 исключают деформирование стоек 14 под действием нагрузки, передаваемой гибкими тягами). Тонкую стабилизацию платформы в горизонтальном положении обеспечивает автоматическая отработка показаний гиродатчика, управляющим устройством, генерирующим команды на включение перекачивающих насосов, установленных в балластных цистернах, что позволяет устранять отклонения по крену и тангажу при внешних возмущениях.During the initial stage of the installation positioning, the location of the sliders 16 on the racks 14 is used (since the free ends of the flexible rods 7 are fixed on the sliders 16), with the vertical movement of the latter, the shoulder of the load acting along the rod changes, which minimizes the trim of the device frame 6 (while guy wires 15 exclude deformation of racks 14 under the action of the load transmitted by flexible rods). Fine stabilization of the platform in the horizontal position is ensured by automatic testing of the gyro sensor readings, by a control device that generates commands to turn on the transfer pumps installed in ballast tanks, which eliminates roll and pitch deviations due to external disturbances.

Для перемещения установки на новое место работы продувают балластные емкости 10-12, обеспечивая всплытие установки на поверхность 20 акватории 21, закрепляют на ней буксирный трос и перемещают наплаву на новое место. Извлекают якорное устройство и перемещают его на новый участок.To move the installation to a new place of work, the ballast tanks 10-12 are blown, providing the installation to float to the surface 20 of the water area 21, the tow cable is fixed on it and moved afloat to a new place. Remove the anchor device and move it to a new site.

Далее все повторяется.Then everything repeats.

Claims (3)

1. Гидроэнергетическая установка, содержащая установленные на раме гидротурбину, выполненную с возможностью вращения вокруг горизонтальной оси, кинематически связанную с электрогенератором, формирователь потока, выполненный в форме конфузора, сообщенного с рабочим каналом, в котором размещена гидротурбина, якорное устройство, балластные емкости, в количестве, достаточном для стабилизации пространственного положения установки по тангажу и крену, и руль, отличающаяся тем, что использовано четное число гидротурбин, размещенных симметрично относительно продольной оси установки, вдоль которой ориентированы оси их вращения, при этом направления вращения турбин противоположны, причем нижняя плоскость формирователя потока размещена горизонтально, причем концы тяг якорного устройства, скрепленных с тросом, связанным с якорем, закреплены на ползунах, установленных с возможностью возвратно-поступательного перемещения по стойкам, жестко закрепленным по бокам установки у ее переднего конца, кроме того, руль выполнен в виде двух пластин, закрепленных на раме по бокам установки у ее заднего конца вне гидродинамической тени формирователя потока, при этом суммарная длина троса и тяг превышает глубину акватории на месте размещения установки.1. A hydropower installation comprising a hydraulic turbine mounted on a frame, rotatably rotatable around a horizontal axis, kinematically connected to an electric generator, a flow shaper made in the form of a confuser in communication with a working channel in which a hydraulic turbine, an anchor device, ballast tanks are placed, in an amount sufficient to stabilize the spatial position of the installation in pitch and roll, and the steering wheel, characterized in that an even number of hydraulic turbines placed symmetrically are used with respect to the longitudinal axis of the installation, along which the axes of rotation are oriented, the directions of rotation of the turbines are opposite, the lower plane of the flow former being horizontally positioned, the ends of the rods of the anchor device fastened to the cable connected to the anchor, mounted on sliders that can be returned - translational movement along racks rigidly fixed on the sides of the installation at its front end, in addition, the steering wheel is made in the form of two plates mounted on a frame on the sides of the installation and at its rear end, outside the hydrodynamic shadow of the flow former, while the total length of the cable and rods exceeds the depth of the water area at the installation site. 2. Гидроэнергетическая установка по п.1, отличающаяся тем, что привод возвратно-поступательного перемещения ползунов выполнен в виде силовых цилиндров двустороннего действия.2. Hydropower installation according to claim 1, characterized in that the drive reciprocating movement of the sliders is made in the form of double-acting power cylinders. 3. Гидроэнергетическая установка по п.1, отличающаяся тем, что блок управления установкой выполнен в виде отдельного узла, выполненного с возможностью дистанционного изменения плавучести, и сообщен кабель-тросом с управляющими механизмами средств управления пространственным положением гидроэнергетической установки. 3. The hydropower installation according to claim 1, characterized in that the control unit of the installation is made in the form of a separate unit, configured to remotely change the buoyancy, and is communicated by a cable with control mechanisms for controlling the spatial position of the hydropower installation.
RU2012133582/06A 2012-08-06 2012-08-06 Hydro-electric power plant RU2554431C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012133582/06A RU2554431C2 (en) 2012-08-06 2012-08-06 Hydro-electric power plant

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012133582/06A RU2554431C2 (en) 2012-08-06 2012-08-06 Hydro-electric power plant

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2012133582A RU2012133582A (en) 2014-02-20
RU2554431C2 true RU2554431C2 (en) 2015-06-27

Family

ID=50113664

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2012133582/06A RU2554431C2 (en) 2012-08-06 2012-08-06 Hydro-electric power plant

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2554431C2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2617369C1 (en) * 2016-02-19 2017-04-24 Игорь Александрович Киш Hydro-electric power-plant

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1560309A (en) * 1924-06-04 1925-11-03 Petersen Laurits Axel Current motor
GB1573334A (en) * 1976-05-06 1980-08-20 Watts J Submersible power coverter
RU2049924C1 (en) * 1991-11-25 1995-12-10 Геннадий Степанович Рыжухин Floating craft for generating electric energy by utilizing kinetic energy of water
RU87774U1 (en) * 2009-05-21 2009-10-20 Закрытое акционерное общество "К-СТРОИТЕЛЬ" PIPE JOINT DEVICE

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1560309A (en) * 1924-06-04 1925-11-03 Petersen Laurits Axel Current motor
GB1573334A (en) * 1976-05-06 1980-08-20 Watts J Submersible power coverter
RU2049924C1 (en) * 1991-11-25 1995-12-10 Геннадий Степанович Рыжухин Floating craft for generating electric energy by utilizing kinetic energy of water
RU87774U1 (en) * 2009-05-21 2009-10-20 Закрытое акционерное общество "К-СТРОИТЕЛЬ" PIPE JOINT DEVICE

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2617369C1 (en) * 2016-02-19 2017-04-24 Игорь Александрович Киш Hydro-electric power-plant

Also Published As

Publication number Publication date
RU2012133582A (en) 2014-02-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5189647B2 (en) Multipoint mooring and stabilization system and control method for submersible turbines using flow
CN105980704B (en) Floating wind power station
AU2011286468B2 (en) System producing energy through the action of waves
CA3000861C (en) Translating foil system for harvesting kinetic energy from wind and flowing water
NO326269B1 (en) Facility for utilization of ocean energy.
CN102322387A (en) The equipment that is used for converting wave energy
RU2727657C2 (en) Floating platform
EP2601405A2 (en) System for producing energy through the action of waves
EP2454800B1 (en) Offshore energy storage device
US20120317970A1 (en) Wave power plant
US10422311B2 (en) Hydroelectricity generating unit capturing marine current energy
CN202756167U (en) Floating platform wave energy storage system and wave energy power generation system
US20110221209A1 (en) Buoyancy Energy Cell
US10151294B2 (en) Buoyant housing device enabling large-scale power extraction from fluid current
EP2381090A2 (en) Leverage-maximizing vertical axis waterwheel rotor
CN106150844A (en) A kind of water power calculation system and water energy conversion equipment thereof
CN102900592A (en) Floating platform wave energy storage system and wave energy power generation system
US8330287B2 (en) Device for converting the ripple and/or the oscillations of a liquid in which it is at least partly immersed, into usable energy
RU2554431C2 (en) Hydro-electric power plant
ES2792178A1 (en) MODULAR SYSTEM FOR THE USE OF ENERGY FROM THE TIDES (Machine-translation by Google Translate, not legally binding)
WO2022055469A1 (en) Method for producing electrical energy from wave energy, device and offshore energy island for the implementation thereof
EP2439402A1 (en) Submersible device for the coupling of water wheels or turbines in order to harness energy from flowing water
KR20110028722A (en) Power station using ocean currents
RU2617369C1 (en) Hydro-electric power-plant
CN202971026U (en) Moving type wind energy and wave energy combined electricity generating boat

Legal Events

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

Effective date: 20160807