EA 027320B1 20170731 Номер и дата охранного документа [PDF] EAPO2017\PDF/027320 Полный текст описания [**] EA201400432 20140328 Регистрационный номер и дата заявки KZ2013/0786.1 20130614 Регистрационные номера и даты приоритетных заявок EAB1 Код вида документа [PDF] eab21707 Номер бюллетеня [**] ГИДРОЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ УСТАНОВКА И СПОСОБ ЕЕ РАБОТЫ Название документа [8] F03B 13/10, [8] F03B 17/06 Индексы МПК [KZ] Баубеков Куат Талгатович, [KZ] Баубеков Арсланбек Куатович, [KZ] Омаров Курмангазы Куралович Сведения об авторах [KZ] АКЦИОНЕРНОЕ ОБЩЕСТВО "КАЗАХСКИЙ АГРОТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМЕНИ САКЕНА СЕЙФУЛЛИНА Сведения о патентообладателях [KZ] АКЦИОНЕРНОЕ ОБЩЕСТВО "КАЗАХСКИЙ АГРОТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМЕНИ САКЕНА СЕЙФУЛЛИНА Сведения о заявителях
 

Патентная документация ЕАПВ

 
Запрос:  ea000027320b*\id

больше ...

Термины запроса в документе

Реферат

[RU]

1. Гидроэнергетическая установка, состоящая из комплекса гидротехнических сооружений, рабочих органов турбины и электрогенератора, отличающаяся тем, что гидротехническое сооружение выполнено в виде секции из сборных коллекторов, проложенных по дну реки с возможностью расположения поперек и вдоль направления течения реки, а в качестве турбины используется индивидуальная установка, выполненная в виде закрытого с торцов коллектора длиною от 2 до 4 калибров, внутри которого вращается вал с рабочими лопастями, причем внутренний радиус коллектора, формирующий внешний радиус траекторий закрученного водного потока, подобран из условия где r - внешний радиус траекторий закрученного водного потока, м; w - скорость течения воды, ; g=9,81 - ускорение свободного падения, при этом снаружи коллектора на входе установлены направляющие и закручивающие аппараты, а на выходе - патрубки и раструбы.

2. Установка по п.1, отличающаяся тем, что рабочие органы турбины выполнены в виде альтернативных валов с винтовыми, ленточными, пропеллерными лопастями, расположенными в коллекторе по винтовой линии: однозаходными, двухзаходными и трехзаходными, а на входных участках турбины снаружи коллекторов установлены в качестве гидравлических преобразователей закручивающие аппараты, выбранные из альтернативной группы тангенциальных, улиточных, аксиально-лопаточных и тангенциально-лопаточных аппаратов.

3. Установка по п.2, отличающаяся тем, что при полном подводном исполнении гидротехническое сооружение выполнено в виде подводных автономных контейнеров, проложенных по дну реки с возможностью расположения поперек и вдоль направления течения реки, с сухим размещением внутри гидроизолируемых контейнеров секции из сборных коллекторов, передаточных механизмов, электрогенераторов, кабелей, вспомогательного оборудования.

4. Способ эксплуатации гидроэнергетической установки по любому из пп.1-3, отличающийся тем, что гидротехнические сооружения установлены в виде подводных автономных контейнеров, проложенных по дну реки, при этом автономные контейнеры используются в качестве барьерных рифов и для увеличения напора воды у входа в турбину, а регулирование уровня воды производят с помощью заслонок, установленных между контейнерами, так чтобы работа гидроэнергетической установки не зависела от сезонного колебания уровня воды и от промерзания поверхности воды.


Полный текст патента

(57) Реферат / Формула:

1. Гидроэнергетическая установка, состоящая из комплекса гидротехнических сооружений, рабочих органов турбины и электрогенератора, отличающаяся тем, что гидротехническое сооружение выполнено в виде секции из сборных коллекторов, проложенных по дну реки с возможностью расположения поперек и вдоль направления течения реки, а в качестве турбины используется индивидуальная установка, выполненная в виде закрытого с торцов коллектора длиною от 2 до 4 калибров, внутри которого вращается вал с рабочими лопастями, причем внутренний радиус коллектора, формирующий внешний радиус траекторий закрученного водного потока, подобран из условия где r - внешний радиус траекторий закрученного водного потока, м; w - скорость течения воды, ; g=9,81 - ускорение свободного падения, при этом снаружи коллектора на входе установлены направляющие и закручивающие аппараты, а на выходе - патрубки и раструбы.

2. Установка по п.1, отличающаяся тем, что рабочие органы турбины выполнены в виде альтернативных валов с винтовыми, ленточными, пропеллерными лопастями, расположенными в коллекторе по винтовой линии: однозаходными, двухзаходными и трехзаходными, а на входных участках турбины снаружи коллекторов установлены в качестве гидравлических преобразователей закручивающие аппараты, выбранные из альтернативной группы тангенциальных, улиточных, аксиально-лопаточных и тангенциально-лопаточных аппаратов.

3. Установка по п.2, отличающаяся тем, что при полном подводном исполнении гидротехническое сооружение выполнено в виде подводных автономных контейнеров, проложенных по дну реки с возможностью расположения поперек и вдоль направления течения реки, с сухим размещением внутри гидроизолируемых контейнеров секции из сборных коллекторов, передаточных механизмов, электрогенераторов, кабелей, вспомогательного оборудования.

4. Способ эксплуатации гидроэнергетической установки по любому из пп.1-3, отличающийся тем, что гидротехнические сооружения установлены в виде подводных автономных контейнеров, проложенных по дну реки, при этом автономные контейнеры используются в качестве барьерных рифов и для увеличения напора воды у входа в турбину, а регулирование уровня воды производят с помощью заслонок, установленных между контейнерами, так чтобы работа гидроэнергетической установки не зависела от сезонного колебания уровня воды и от промерзания поверхности воды.


Евразийское 027320 (13) B1
патентное
ведомство
(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ЕВРАЗИЙСКОМУ ПАТЕНТУ
(45) Дата публикации и выдачи патента 2017.07.31
(21) Номер заявки 201400432
(22) Дата подачи заявки 2014.03.28
(51) Int. Cl. F03B13/10 (2006.01) F03B17/06 (2006.01)
(54) ГИДРОЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ УСТАНОВКА И СПОСОБ ЕЕ РАБОТЫ
(31) 2013/0786.1 (56) SU-A1-1737149
(32) 201306 14 RU-C2-2362905
(32) KZ DE-A1-102008052483
(33) КЛ US-A-4524285
(43) 2014.12.30
(96) KZ2014/020 (KZ) 2014.03.28
(71) (73) Заявитель и патентовладелец:
АКЦИОНЕРНОЕ ОБЩЕСТВО "КАЗАХСКИЙ АГРОТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМЕНИ САКЕНА СЕЙФУЛЛИНА" (KZ)
(72) Изобретатель: I
Баубеков Куат Талгатович, Баубеков I
Арсланбек Куатович, Омаров
Курмангазы Куралович (KZ)
(57) Изобретение относится к малой гидроэнергетике и может быть использовано в качестве подводной гидроэнергетической установки и способа его работы. Технический результат достигается тем, что гидротехническое сооружение выполнено в виде секции из сборных коллекторов, проложенных по дну реки с возможностью расположения поперек и вдоль направления течения реки, а в качестве турбины используется индивидуальная установка, выполненная в виде закрытого с торцов коллектора длиною от 2 до 4 калибров, внутри которого вращается вал с рабочими лопастями, причем внутренний радиус коллектора, формирующий внешний радиус траекторий закрученного водного потока, подобран из условия
где r - внешний радиус траекторий закрученного водного потока, м; w - скорость течения воды,
М М
с; g=9,81 с' - ускорение свободного падения, при этом снаружи коллектора на входе установлены направляющие и закручивающие аппараты, а на выходе - патрубки и раструбы. Кроме того, в предлагаемом способе его эксплуатации гидротехническое сооружение установлено в виде подводных автономных контейнеров для увеличения напора воды у входа в турбину.
Изобретение относится к малой гидроэнергетике и может быть использовано в качестве гидроэнергетической установки и способа его работы при преобразовании гидравлической энергии слабонаклонного течения равнинных рек и океанических течений в электрическую энергию.
Известна с древнейших времен гидроэнергетическая установка для преобразования гидравлической энергии в механическую с помощью простейшего гидравлического двигателя в виде водяного колеса, приводимого в действие энергией потока воды (см. Большая советская энциклопедия. - 3-е изд. - M.: Советская энциклопедия, 1971, т. 5, с. 201), которое позднее применялось для привода водяных мельниц, рабочих машин и механизмов мелких производств.
Недостатками в указанной гидроэнергетической установке для преобразования гидравлической энергии в механическую с помощью водяного колеса являются малые мощность, частота вращения и коэффициент полезного действия, а также громоздкость (например, известное устройство, работающее по такому принципу - конструкции Б. Кажинского - развивает мощность N=6 кВт при скорости воды 1,5 м/с и при следующих размерах: колеса - 6 м; рабочие лопатки (24 шт.) - 4,5x1,0 м. Число оборотов 10-12 об/мин).
Известна также гидроэнергетическая установка для преобразования гидравлической энергии в электрическую, значительно устраняющая недостатки вышеописанной гидроэнергетической установки, состоящая из последовательной цепи гидротехнических сооружений и оборудования, обеспечивающих необходимую концентрацию потока воды и создание напора, преобразующего энергию движущейся под напором в гидротурбине воды в механическую энергию вращения, которая, в свою очередь, в электрогенераторе преобразуется в электрическую энергию (см. Большая советская энциклопедия. - 3-е изд. - M.: Советская энциклопедия, 1971, т. 6, с. 510-512). Напор воды создается концентрацией падения реки на используемом участке плотиной или деривацией. В горных условиях посредством плотины можно создавать напоры до 300 м и более, а с помощью деривации - до 1500 м.
При этом мощность турбины для гидроэнергетической установки выражается формулой
Nr=9,81-QHninr , кВт (1) где Q - расход воды через турбину, м3/с;
H - подведенный к турбине напор, определяемый разностью уровней верхнего и нижнего бассейна, с учетом гидравлических потерь, м; г|т - КПД турбины; г)г - КПД генератора.
Недостатками в указанной гидроэнергетической установке являются необходимость аккумулирования потоков воды на большой высоте над гидротурбиной путем создания капиталлоемкой плотины и затопление огромных полезных и плодородных площадей.
Наиболее близким прототипом является гидроэнергетическая установка, состоящая из комплекса гидротехнических сооружений, рабочих органов турбины и электрогенератора, значительно устраняющая недостатки вышеописанной установки (см. предварительный патент PK № 19646, 16.06.2008, бюл. № 6). При этом гидротехническая установка выполнена в виде плота, а роль гидротурбины исполняет суммирующее устройство, выполненное из ряда параллельных рабочих лопаток на гусеничном ходу в виде турбогусеницы со шпорами. Однако указанная гидроэнергетическая установка слабо обеспечивает необходимую концентрацию потока воды и создание напора, преобразующего энергию движущейся воды в механическую энергию вращения, которая, в свою очередь, в электрогенераторе преобразуется в электрическую энергию. Недостатками в указанной гидроэнергетической установке являются слабый напор, который создается слабой концентрацией падения реки на используемом горизонтальном участке, при параллельном расположении ряда рабочих лопаток работает только первый ряд и при обычно малых скоростях воды создает малую мощность и громоздкость гидротурбины.
Также слабым звеном по надежности является тяговый орган установки, который к тому же находится в воде, а также зависимость работы последнего от сезонного колебания уровня воды и от промерзания поверхности воды.
Технической задачей изобретения является создание гидроэнергетической установки и способа его работы для эффективного преобразования гидравлической энергии слабонаклонного течения равнинных рек и океанических течений в электрическую энергию.
Технический результат достигается тем, что в известной гидроэнергетической установке, состоящей из комплекса гидротехнических сооружений, рабочих органов турбины и электрогенератора, согласно изобретению гидротехническое сооружение выполнено в виде секции из сборных коллекторов, проложенных по дну реки с возможностью расположения поперек и вдоль направления течения реки, а в качестве турбины используется индивидуальная установка, выполненная в виде закрытого с торцов коллектора длиною от 2 до 4 калибров, внутри которого вращается вал с рабочими лопастями, причем внутренний радиус коллектора, формирующий внешний радиус траекторий закрученного водного потока, подбирается из условия
r < ,
где r - внешний радиус с траекторий закрученного водного потока, м; w - скорость течения воды, м/с;
g=9,81 м/с2 - ускорение свободного падения, при этом снаружи коллектора на входе установлены направляющие и закручивающие аппараты, а на выходе - патрубки и раструбы.
Кроме того, рабочие органы турбины выполнены в виде альтернативных валов с винтовыми, ленточными, пропеллерными лопастями, расположенными в коллекторе по винтовой линии: однозаходны-ми, двухзаходными и трехзаходными, а на входных участках турбины снаружи коллекторов установлены в качестве гидравлических преобразователей закручивающие аппараты, выбранные из альтернативной группы тангенциальных, улиточных, аксиально-лопаточных и тангенциально-лопаточных аппаратов. При этом при полном подводном исполнении гидротехническое сооружение выполнено в виде подводных автономных контейнеров, проложенных по дну реки с возможностью расположения поперек и вдоль направления течения реки, с сухим размещением внутри гидроизолируемых контейнеров секции из сборных коллекторов, передаточных механизмов, электрогенераторов, кабелей, вспомогательного оборудования.
Кроме того, в охарактеризованной гидроэнергетической установке и в предлагаемом способе его работы гидротехническое сооружение установлено в виде подводных автономных контейнеров, проложенных по дну реки, при этом автономные контейнеры используются в качестве барьерных рифов и для увеличения напора воды у входа в турбину, а регулирование уровня воды производят с помощью заслонок, установленных между контейнерами, при этом работа гидроэнергетической установки не зависит от сезонного колебания уровня воды и от промерзания поверхности воды.
На фиг. 1 изображена простейшая принципиальная схема гидроэнергетической установки (размещение установки при поперечном направлений течения реки), где 1 - сборный коллектор, содержащий вал с рабочими лопастями; 2 - направляющие и закручивающие аппараты; 3 - выходные патрубки и раструбы; 4 - секции из сборных коллекторов (с аксиально-лопаточными закручивающими аппаратами); 5 -передаточный механизм; 6 - соединительная муфта; 7 - электрогенератор; 8 - стенки туннеля;
на фиг. 2 изображена простейшая принципиальная схема гидроэнергетической установки (план при продольном размещении установки вдоль направления течения реки), где 1 - сборный коллектор, содержащий вал с рабочими лопастями; 2 - направляющие и тангенциальные закручивающие аппараты; 3 -выходные патрубки и раструбы; 4 - секции из сборных коллекторов; 5 - передаточный механизм; 6 - соединительная муфта; 7 - электрогенератор; 8 - стенки туннеля;
на фиг. 3 показана схема закручивающего аппарата с тангенциальным подводом воды к коллектору;
на фиг. 4 - схема закручивающего аппарата с улиточным подводом воды к коллектору;
на фиг. 5 - схема закручивающего аппарата с тангенциально-лопаточным подводом воды к коллектору;
на фиг. 6 - схема закручивающего аппарата с аксиально-лопаточным подводом воды к коллектору; на фиг. 7 показана схема вала турбины с винтовыми рабочими лопастями; на фиг. 8 - схема вала турбины с ленточными рабочими лопастями; на фиг. 9 - схема вала турбины с пропеллерными рабочими лопастями;
на фиг. 10 - схема подводной мини-ГЭС с подводным расположением автономных контейнеров, где 9 - уровень воды до подтопления подводных автономных контейнеров; 10 - уровень воды после подтопления подводных автономных контейнеров; 11 - перепад уровня воды; 12 - подводные автономные контейнеры; 13 - регулируемые заслонки между контейнерами; 14 - труба для вывода кабели; 15 - кабель; 16 - опоры для электропроводов.
Применение предлагаемой гидроэнергетической установки и способ его работы могут быть реализованы следующим образом.
Гидротехническое сооружение выполнено в виде секции из сборных коллекторов 4, проложенных по дну реки с возможностью расположения поперек (см. фиг. 1) и вдоль (см. фиг. 2) направления течения реки, а в качестве турбины используется индивидуальная установка, выполненная в виде закрытого с торцов коллектора 1 длиною от 2 до 4 калибров, внутри которого вращается вал с рабочими лопастями, причем внутренний радиус коллектора, формирующий внешний радиус траекторий закрученного водного потока, подбирается из условия
где r - внешний радиус траекторий закрученного водного потока, м; w - скорость течения воды, м/с;
g=9,81 м/с2 - ускорение свободного падения, при этом снаружи коллектора 1 на входе установлены (см. фиг. 1, 2) направляющие и закручивающие аппараты 2, а на выходе - патрубки и раструбы 3 (см.
фиг. 2).
Кроме того, рабочие органы турбины выполнены в виде альтернативных валов (см. фиг. 7-9) с винтовыми, ленточными, пропеллерными лопастями, расположенными в коллекторе по винтовой линии: однозаходными, двухзаходными и трехзаходными, а на входных участках турбины снаружи коллекторов установлены в качестве гидравлических преобразователей закручивающие аппараты (см. фиг. 3-6), выбранные из альтернативной группы тангенциальных, улиточных, аксиально-лопаточных и тангенциально-лопаточных аппаратов. При этом при полном подводном исполнении гидротехническое сооружение (фиг. 10) может быть выполнено в виде подводных автономных контейнеров 12, проложенных по дну реки с возможностью расположения поперек и вдоль направления течения реки, с сухим размещением внутри гидроизолируемых контейнеров 12 секции из сборных коллекторов, передаточных механизмов 5, электрогенераторов 2, кабелей 15, вспомогательного оборудования 14, 16.
Кроме того, в охарактеризованной гидроэнергетической установке и в предлагаемом способе его работы гидротехническое сооружение установлено в виде подводных автономных контейнеров 12 (фиг. 10), проложенных по дну реки, при этом автономные контейнеры 12 используются в качестве барьерных рифов и для увеличения напора воды у входа в турбину 11, а регулирование уровня воды 9, 10 производят с помощью заслонок 13, установленных между контейнерами 12, при этом работа гидроэнергетической установки не зависит от сезонного колебания уровня воды 11 и от промерзания поверхности воды.
Пример конкретного выполнения.
Предлагаемая гидроэнергетическая установка и способ ее работы реализуется следующим образом.
Гидротехническое сооружение устанавливается на дне реки (или на обводном канале) и выполнено из секции с многоуровневым и многорядным расположением индивидуальных турбин, выполненных в виде заглушенных с торцов коллекторов 4 с установлеными на входе направляющими и закручивающими аппаратами 2, а на выходе - патрубками и раструбами 3 (см. фиг. 1). Оно может устанавливаться как поперек течения реки (фиг. 1), так и вдоль берега реки (фиг. 2). На фиг. 1 показано гидротехническое сооружение, состоящее из сборных коллекторов 1, содержащих внутри вал с рабочими лопастями и соединенных в секции 4. На фиг. 7-9 показаны альтернативные варианты выполнения вала коллектора, используемого в качестве турбины, с различными рабочими лопастями: винтовыми (фиг. 7), ленточными (фиг. 8), пропеллерными (фиг. 9). Гидротехническое сооружение может быть установлено поперек течения реки. При этом направляющие и закручивающие аппараты расположены перпендикулярно коллектору и навстречу потоку воды (см. фиг. 1). Стенки туннеля 8 защищают передаточный механизм 5, соединительную муфту 6 и электрогенератор 7 от попадания воды и создают безопасный режим обслуживания и эксплуатации. При продольном расположении гидротехнического сооружения направляющие и закручивающие аппараты 2 с помощью отвода на 90° развернуты параллельно коллектору 1 (см. фиг. 2) и навстречу потоку воды. При этом в качестве гидравлических преобразователей с оптимальным радиусом могут быть использованы приспособления, выбранные из альтернативной группы тангенциальных, улиточных, аксиально-лопаточных и тангенциально-лопаточных аппаратов (см. фиг. 3-6), а в качестве рабочих органов турбины могут быть использованы альтернативные валы с винтовыми, ленточными, пропеллерными лопастями (см. фиг. 7-9) и секции из сборных коллекторов 4.
Предлагаемое гидротехническое сооружение, если полностью погружено в воду, не зависит от сезонного колебания уровня воды, от промерзания поверхности воды и работает следующим образом. В каждой секции поток текущей воды попадает в направляющие устройства 2 и тангенциально входит в коллектор 1 с минимальным радиусом завихривания r. При этом эффективность преобразования гидравлической энергии воды будет зависит от длины коллектора 1 и радиуса закрутки. Если радиус r будет больше оптимального минимального радиуса, то будет преобладать гравитационная составляющая, которая приведет к затуханию крутящего движения воды. При a=g=9,81 м/с центробежное ускорение a будет равно ускорению свободного падения g и эффективность будет незначительной. При a больше g будет достигнуто значительное центробежное ускорение, при этом, как известно, центробежное ускорение a будет прямо пропорционально скорости и обратно пропорционально радиусу закручивания потока воды. В таблице показана зависимость внешнего радиуса траекторий закрученного водного потока r от скорости течения воды w. При этом при большой скорости течения воды можно брать меньшие значения радиуса закручивания потока воды в несколько раз, что будет только увеличивать центробежное ускорение.
Важным показателем преобразования энергии закрученного потока на валу с рабочими лопастями является количество лопастей на валу и соответственно длина коллектора. Если длина коллектора l будет меньше 1,5-2 калибров (l/d - калибр - это отношение длины коллектора l к его диаметру d), то будет не
Зависимость предельного внешнего радиуса траекторий закрученного
полное использование рабочими лопастями коллектора энергии закрученного водного потока. Если длина коллектора l будет больше 4 калибров, то при обычно небольших скоростях течения равнинных рек (1,5-3,0 м/с) будет происходить замедление скорости закрученного потока. При длине коллектора 2-4 калибра будет наиболее полное и эффективное использование рабочими лопастями энергии закрученного потока воды.
Гидротехническое сооружение может компоноваться по разному: в виде как многорядного и многоуровневого крупного энергетического комплекса, так и в виде небольших и локальных агрегатов мини-ГЭС; как с возможностью расположения оси коллекторов поперек направления течения реки (фиг. 1), так и вдоль направления течения реки (фиг. 2).
Другим показателем при преобразовании энергии является надежность в работе рабочих органов и деталей предлагаемой конструкции, которые исключают прямой контакт их с водой за счет размещения их функционально важных частей в туннели (галерее) 8 (фиг. 1, 2) или контейнере 12 (фиг. 10). В зависимости от размеров, глубины, рельефа местности и скорости течения воды гидротехническое сооружение может компоноваться по-разному: как подводными, так и надводными или полупогруженными. Это достигается тем, что основные части сборных коллекторов 4, передаточный механизм 5, соединительная муфта 6 и электрогенератор 7 располагаются в туннели (или галереи) 8, легкодоступны для контроля и обслуживания (фиг. 1 и 2). Таким образом, для удобства обслуживания предусматриваются туннели, которые в зависимости от типа гидротехнического сооружения, размеров и глубины реки могут устанавливаться надводными или полупогружными. Места прохода корпусов коллекторов через стенки тоннеля при этом могут быть хорошо заделаны и гидроизолированы.
Подводное гидротехническое сооружение может компоноваться в виде автономных подводных блоков из контейнеров 12 (фиг. 10), проложенных по дну реки с возможностью расположения поперек и вдоль направления течения реки, с сухим размещением внутри гидроизолируемых контейнеров 12 секции из сборных коллекторов 4, передаточных механизмов 5, электрогенераторов 7, кабелей 15, вспомогательного оборудования для регулирования заслонок 13 между контейнерами. При этом автономные контейнеры 12 могут использоваться в качестве барьерных рифов и для увеличения напора воды 11 y входа в турбину, а работа последнего не будет зависеть от сезонного колебания уровня воды и от промерзания поверхности воды. Для удобства обслуживания и эксплуатации устанавливаются мостовые краны, которые располагаются над линией барьерного рифа (на чертежах не приведены).
Крупномасштабное применение предлагаемой гидроэнергетической установки подводного типа и способа его работы для преобразования гидравлической энергии течения рек в электрическую энергию, количество и неиспользуемый запас которого составляет довольно значительную величину в Казахстане и в мире, позволит увеличить долю "зеленной энергетики" и снизить антропогенное воздействие теплоэнергетических установок на окружающую среду, а также снизить темпы глобального потепления климата.
ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
1. Гидроэнергетическая установка, состоящая из комплекса гидротехнических сооружений, рабочих органов турбины и электрогенератора, отличающаяся тем, что гидротехническое сооружение выполнено в виде секции из сборных коллекторов, проложенных по дну реки с возможностью расположения поперек и вдоль направления течения реки, а в качестве турбины используется индивидуальная установка, выполненная в виде закрытого с торцов коллектора длиною от 2 до 4 калибров, внутри которого вращается вал с рабочими лопастями, причем внутренний радиус коллектора, формирующий внешний радиус траекторий закрученного водного потока, подобран из условия
где г - внешний радиус траекторий закрученного водного потока, м;
w - скорость течения воды, с; м
g=9,81 с2 - ускорение свободного падения, при этом снаружи коллектора на входе установлены направляющие и закручивающие аппараты, а на выходе - патрубки и раструбы.
2. Установка по п.1, отличающаяся тем, что рабочие органы турбины выполнены в виде альтернативных валов с винтовыми, ленточными, пропеллерными лопастями, расположенными в коллекторе по винтовой линии: однозаходными, двухзаходными и трехзаходными, а на входных участках турбины снаружи коллекторов установлены в качестве гидравлических преобразователей закручивающие аппараты, выбранные из альтернативной группы тангенциальных, улиточных, аксиально-лопаточных и тангенциально-лопаточных аппаратов.
3. Установка по п.2, отличающаяся тем, что при полном подводном исполнении гидротехническое сооружение выполнено в виде подводных автономных контейнеров, проложенных по дну реки с возможностью расположения поперек и вдоль направления течения реки, с сухим размещением внутри гид-роизолируемых контейнеров секции из сборных коллекторов, передаточных механизмов, электрогенера
2.
торов, кабелей, вспомогательного оборудования.
4. Способ эксплуатации гидроэнергетической установки по любому из пп.1-3, отличающийся тем, что гидротехнические сооружения установлены в виде подводных автономных контейнеров, проложенных по дну реки, при этом автономные контейнеры используются в качестве барьерных рифов и для увеличения напора воды у входа в турбину, а регулирование уровня воды производят с помощью заслонок, установленных между контейнерами, так чтобы работа гидроэнергетической установки не зависела от сезонного колебания уровня воды и от промерзания поверхности воды.
Евразийская патентная организация, ЕАПВ Россия, 109012, Москва, Малый Черкасский пер., 2
027320
- 1 -
(19)
027320
- 1 -
(19)
027320
- 4 -
(19)
- 6 -