Речная гидроэлектростанция

(51) МПК (2006) НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ(71) Заявитель Моторин Владимир Васильевич(72) Автор Моторин Владимир Васильевич(73) Патентообладатель Моторин Владимир Васильевич(57) Речная гидроэлектростанция включает плавучий элемент с двумя корпусами в виде катамарана, закрепленный в потоке воды в реке с возможностью вертикального перемещения при изменении уровня воды, проточную часть, генератор, тросоякорную систему,отличающаяся тем, что проточная часть содержит лопастное колесо с лопастями вогнутой формы и кожухом, связанное с генератором посредством механического привода и крыло подъема уровня воды, тросоякорная система включает якоря в носовой части корпусов, шпили в носовой и хвостовой частях, домкраты с опорными подушками и шипами,водяные помпы, корпуса содержат водозаборы, два выдвижных или раскладных крыла водозабора, перо-рули, управляющие потоком, подводные складные ножи и дизельгенераторы, обеспечивающие электроэнергией автономные системы управления станции. Фиг. 1 Полезная модель относится к гидроэнергетике, а именно к речным гидроэлектростанциям и может быть использована для получения электрической энергии путем преобразования энергии водного потока. Известна наплавная гидроэлектростанция с подводной турбиной, включающая плавучее основание, выполненное в виде катамарана, на котором размещены привод генераторов тока, генераторы тока, подводная активная турбина в виде ленточного транспортера с лопастями, способная работать в полностью погруженном состоянии, ее подъемник и устройства для изменения углов установки турбины к потоку реки в процессе работы станции 1. 48512008.12.30 Работает станция следующим образом для установки станции в рабочее положение отдают швартовые, отодвигают в реку нос плавучего основания, станция отходит в реку на заданное расстояние, устанавливают угол атаки потока к турбине станции, в реку опускают донный якорь, подключают станцию к потребителю тока, опускают турбину в поток реки, поток воды воздействует на лопасти турбины, поворачивает ее туера, а те через редукторы и вал раскручивают ротор генератора, вырабатывая ток промышленных параметров. Недостатками известной наплавной гидроэлектростанции являются неустойчивость положения станции на дне реки,отсутствует управление водным потоком,недостаточная жесткость эластичных лопастей турбины. Известна гидроэлектростанция, включающая плавучий элемент с двумя корпусами в виде катамарана, закрепленный в потоке воды в реке с возможностью вертикального перемещения при изменении уровня воды, и закрепленную на плавучем элементе проточную часть, между входным раструбом и выпускным трубопроводом на которой установлена гидротурбина, соединенная с генератором, катамаран закреплен в потоке воды посредством тросоякорной системы 2 (прототип). Гидростанцию сооружают в протоке реки, сечение которой стесняют водоподпорным сооружением с образованием в месте расположения катамарана с гидротурбиной прорана с высокоскоростным потоком воды. Недостатками прототипа являются неустойчивость положения станции на дне реки,отсутствует управление водным потоком,невозможность установки станции или каскада станций в русле малотекущих рек,не обеспечивает требуемый уровень воды на определенном участке реки. Задача, на решение которой направлена предлагаемая полезная модель, заключается в создании речной, затопляемой, передвижной гидроэлектростанции, обеспечивающей более полное использование кинетической энергии водного потока, повышение его скорости, исключающая затраты на электропередачу. Задача решается за счет того, что речная гидроэлектростанция включает плавучий элемент с двумя корпусами в виде катамарана, закрепленный в потоке воды в реке с возможностью вертикального перемещения при изменении уровня воды, проточную часть,генератор, тросоякорную систему, причем проточная часть содержит лопастное колесо, с лопастями вогнутой формы и кожухом, связанное с генератором посредством механического привода и крыло подъема уровня воды, тросоякорная система включает якоря в носовой части корпусов, шпили в носовой и хвостовой частях, домкраты с опорными подушками и шипами, водяные помпы, корпуса содержат водозаборы, два выдвижных или раскладных крыла водозабора, перо-рули, управляющие потоком, подводные складные ножи и дизель-генераторы, обеспечивающие электроэнергией автономные системы управления станции. На фиг. 1 изображена речная гидроэлектростанция, вид сверху, на фиг. 2 - вид сбоку,где 1 - корпус судна, 2 - лопастное колесо, 3 - генератор, 4 - крыло, 5 - водозабор, 6 якорь, 7 - шпиль, 8 - перо-руль, 9 - домкрат, 10 - опорная подушка с шипом, 11 - крыло подъема уровня воды, 12 - водяная помпа, 13 - дизель-генератор, 14 - кингстоны, 15 - подводный нож. Корпуса 1 изготовлены из стали или железобетона, между корпусами 1 расположено лопастное колесо 2 с лопастями вогнутой формы и кожухом, обеспечивающим защиту от ветровых нагрузок. Изогнутые лопасти улучшают слив воды в нерабочем положении, когда лопасть выходит из потока воды. Лопастное колесо 2 посредством механического привода связано с генератором 3, вырабатывающим переменный ток, корпуса 1 содержат два выдвижных или раскладных крыла 4 водозабора 5, что увеличивает забор воды и направляет поток в водозаборы 5. Нижняя часть крыла 4 раскладная и поделена на небольшие секции для более точного копирования рельефа дна реки, что позволяет предотвратить протечность реки. Тросоякорная система включает якоря 6, расположенные 2 48512008.12.30 в носовой части корпусов 1, удерживающие судно в потоке воды при постановке судна на дно и при затоплении, а также является тормозом в случае срыва судна с опор. Шпили 7 служат в работе якорной системы и системе швартовки судна и размещены в носовой и хвостовой частях корпусов 1. В носовой и хвостовой частях корпусов 1 размещены перорули 8, управляющие потоком и служащие забору воды. Удержание судна на дне реки в горизонтальном положении обеспечивают домкраты 9 с опорными подушками с шипами 10. Между корпусами 1 в их средней части расположено крыло подъема уровня воды 11 для подъема и регулирования уровня воды на определенном участке реки в системе каскадов. Затопление судна в рабочее положение обеспечивают водяные помпы 12, установленные в хвостовой части корпусов 1, и связанные с дизель-генераторами 13, функция которых заключена в обеспечении электроэнергией автономных систем управления станции. Кингстоны 14 служат для затопления судна. Днища корпусов 1 содержат подводные складные ножи 15 для предотвращения протечки воды под днищем судна и подмывания опор. Речную гидроэлектростанцию устанавливают на быстром течении реки. Судно буксируют к месту работы и устанавливают на якоря 6, открывают кингстоны 14, судно затапливают, и корпуса 1 садятся на дно реки на опорные подушки с шипами 10, посредством домкратов 9 судно устанавливают в неподвижное горизонтальное положение, затем с помощью водяных помп 12 добирают воду для увеличения веса судна, опускают лопастное колесо 2 в поток воды и приводят в движение. Домкраты устанавливают попарно во избежание засоса опорных подушек. Лопастное колесо 2 вертикально подвижно, имеет возможность опускаться и подниматься в зависимости от уровня воды в реке. Механическая энергия лопастного колеса 2 через привод передается на генератор 3. Для увеличения скорости и давления потока раздвигают перо-рули 8 и крылья 4 водозабора 5. Перо-рули 8 служат для регулирования входящего и выходящего потока воды при работе электростанции, для лучшей маневренности судна во время буксировки станции к месту работы, а также для постановки судна в поток, от берега в русло реки. В системе каскадов крыло подъема уровня воды 11 поднимают и опускают, тем самым поддерживают необходимый уровень воды в реке на определенном участке. Выполнение корпусов судна из стали или предпочтительнее из железобетона позволит увеличить массу судна, повысить срок эксплуатации, значительно уменьшить стоимость ремонта и снизить затраты на изготовление. Конструкция предлагаемой полезной модели позволит из нескольких станций создать каскад, позволяющий полностью перекрыть реку от берега до берега за счет габаритов судов, горизонтальных и вертикальных крыльев сузить русло реки и увеличить скорость потока воды, что значительно увеличит к.п.д. реки. В системе каскада предлагаемая полезная модель позволяет создать шлюз для проводки судов, прохода рыб во время миграции, способна поднять и удерживать необходимый уровень воды на определенном участке реки. Установка предлагаемой гидроэлектростанции непосредственно возле энергопотребителей исключает затраты на электропередачу,экологически безопасна. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 3