Способ получения высоконапорного потока жидкости для привода турбин и гидроэлектростанция, его использующая

(51) МПК (2006) НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ВЫСОКОНАПОРНОГО ПОТОКА ЖИДКОСТИ ДЛЯ ПРИВОДА ТУРБИН И ГИДРОЭЛЕКТРОСТАНЦИЯ, ЕГО ИСПОЛЬЗУЮЩАЯ(71) Заявитель Манкевич Эдуард Александрович(72) Автор Манкевич Эдуард Александрович(73) Патентообладатель Манкевич Эдуард Александрович(57) 1. Способ получения высоконапорного потока жидкости для привода гидротурбины,заключающийся в том, что создают расчетный резерв предварительно приготовленной тяжелой жидкости, осуществляют ее подъем до расчетного уровня для сбора и накопления, осуществляют сброс тяжелой жидкости на лопатки гидротурбины и ее отвод, причем 10763 1 2008.06.30 подъем, сбор и накопление тяжелой жидкости осуществляют в замкнутом объеме, вызывают в последнем гидравлический удар, подъем тяжелой жидкости на расчетный уровень осуществляют энергией гидравлического удара, а сброс - свободным потоком, отличающийся тем, что приготавливают тяжелую жидкость с предельно возможной плотностью сбрасываемый поток подвергают мультипликации с расчетным коэффициентом и направляют на лопатки гидротурбины генератора напорного потока тяжелой жидкости для раскручивания его рабочего органа, посредством которого раскручивают подаваемую в него из резерва тяжелую жидкость до расчетной окружной скорости и получают напорный поток тяжелой жидкости с расчетными параметрами давления и подачи, полученный напорный поток также подвергают мультипликации до расчетного высокого давления и направляют на лопатки гидротурбины генератора электрического тока, где полученный высоконапорный поток тяжелой жидкости используют в качестве рабочего тела для преобразования его энергии в механическую энергию вращающейся гидротурбины и последующего преобразования в электрическую в генераторе электрического тока, причем мультипликацию напорных потоков тяжелой жидкости до расчетных давлений производят энергией гидравлического удара, а отработанную в обеих гидротурбинах тяжелую жидкость отводят к месту ее приготовления и создания резерва, замыкая ее рабочий цикл с обеспечением постоянного движения по двум независимым замкнутым гидролиниям. 2. Гидроэлектростанция, использующая способ получения высоконапорного потока жидкости для привода гидротурбины по п. 1, содержащая сооружения для подъема, сбора и накопления тяжелой жидкости на расчетном уровне, выполненные в виде башни с питающим бассейном внизу для создания расчетного резерва тяжелой жидкости и напорным бассейном наверху, источник перемещения и подъема тяжелой жидкости в напорный бассейн, выполненный в виде многоступенчатой таранной установки, и средства преобразования энергии сбрасываемого с высоты потока тяжелой жидкости в высоконапорный поток и его энергии в электрическую, выполненные в виде генераторов напорного потока тяжелой жидкости и электрического тока, снабженных гидротурбинами, выполненными малого расхода и высокого напора, и мультипликаторами давления, установленными перед гидротурбинами обоих генераторов для увеличения до расчетных значений давления сбрасываемого с высоты потока тяжелой жидкости и потока, генерируемого генератором напорного потока тяжелой жидкости, причем средства подвода тяжелой жидкости к гидротурбинам генераторов и отвода от них выполнены в виде независимых напорных и сливных гидролиний, замыкающихся в питающем бассейне. Изобретение относится к области энергетики и может быть использовано при возведении гидроэлектростанций разных мощностей местного значения. Известен способ получения напорного потока жидкости для привода гидротурбины,заключающийся в том, что создают расчетный резерв предварительно приготовленной тяжелой жидкости, осуществляют ее подъем до расчетного уровня для сбора и накопления, осуществляют сброс тяжелой жидкости на лопатки гидротурбины и ее отвод, причем подъем, сброс и накопление тяжелой жидкости осуществляют в замкнутом объеме, вызывают в последнем гидравлический удар, подъем тяжелой жидкости на расчетный уровень осуществляют энергией гидравлического удара, а сброс - свободным потоком 1. Недостатки описанного способа в невозможности получения им потока тяжелой жидкости высоких параметров (давления и подачи). Известна гидроэлектростанция, в которой используется вышеописанный способ получения напорного потока жидкости для привода гидротурбины, включающей сооружения для подъема, сбора и накопления тяжелой жидкости, питающий бассейн, средства подвода жидкости к гидротурбине и отвода от нее, источник перемещения и подъема жидкости,2 10763 1 2008.06.30 средства преобразования энергии сбрасываемого потока жидкости с высоты в энергию электрическую 1. Недостатки ее в отсутствии технических средств, обеспечивающих возможность повышения параметров получаемого напорного потока тяжелой жидкости сбрасыванием его с высоты сооружений подъема, сбора и накопления тяжелой жидкости. Задачей настоящего изобретения является устранение указанных недостатков. Решение поставленной задачи обеспечивается тем, что тяжелую жидкость приготавливают с предельно возможной плотностью сбрасываемый поток подвергают мультипликации с расчетным коэффициентом и направляют на лопатки гидротурбины генератора напорного потока тяжелой жидкости для раскручивания его рабочего органа, посредством которого раскручивают подаваемую в него из резерва тяжелую жидкость до расчетной окружной скорости и получают напорный поток тяжелой жидкости с расчетными параметрами давления и подачи, полученный напорный поток также подвергают мультипликации до расчетного высокого давления и направляют на лопатки гидротурбины генератора электрического тока, где полученный высоконапорный поток тяжелой жидкости используют в качестве рабочего тела для преобразования его энергии в механическую энергию вращающейся гидротурбины и последующего преобразования в электрическую в генераторе электрического тока, причем мультипликацию напорных потоков тяжелой жидкости до расчетных давлений производят энергией гидравлического удара, а отработанную в обеих гидротурбинах тяжелую жидкость отводят к месту ее приготовления и создания резерва, замыкая ее рабочий цикл с обеспечением постоянного движения по двум независимым замкнутым гидролиниям, а гидроэлектростанция, использующая вышеупомянутый способ получения высоконапорного потока жидкости для привода гидротурбины, содержит сооружения для подъема, сбора и накопления тяжелой жидкости на расчетном уровне, выполненные в виде башни с питающим бассейном внизу для создания расчетного резерва тяжелой жидкости и напорным бассейном наверху, источник перемещения и подъема тяжелой жидкости в напорный бассейн, выполненный в виде многоступенчатой таранной установки, и средства преобразования энергии сбрасываемого с высоты потока тяжелой жидкости в высоконапорный поток и его энергии в электрическую, при этом средства преобразования энергии сбрасываемого с высоты потока тяжелой жидкости в высоконапорный поток и его энергии в электрическую выполнены в виде генераторов напорного потока тяжелой жидкости и электрического тока, снабженных гидротурбинами со средствами подвода к ним и отвода от них тяжелой жидкости,выполненными малого расхода и высокого напора, и мультипликаторами давления, установленными перед гидротурбинами обоих генераторов для увеличения до расчетных значений давления сбрасываемого с высоты потока тяжелой жидкости и потока, генерируемого генератором напорного потока тяжелой жидкости, причем средства подвода тяжелой жидкости к гидротурбинам генераторов и отвода от них выполнены в виде независимых напорных и сливных гидролиний, замыкающихся в питающем бассейне. Описанный способ и технические средства для его осуществления позволяют возводить гидроэлектростанции в любой местности быстро и надежно, даже в безводных районах, благодаря замкнутости технологического цикла движения жидкости, приготовленной искусственно, с плотностью, в разы превосходящей плотность воды, и соответственно плотности - ее энергопотенциал. Все изложенное поясняется чертежом, где на фиг. 1 изображена принципиальная схема гидроэлектростанции, а на фиг. 2 дан узелфиг. 1 - поперечный разрез тарана. Гидроэлектростанция имеет питательный бассейн 1, башню 2 для подъема и создания напора жидкости, напорный бассейн 3 для сбора и накопления жидкости, водоподъемную машину 4, включающую тараны 5 и 6, каждый из которых снабжен ударным клапаном 7,нагнетательным клапаном 8 и воздушным колпаком 9, питательные 10 и 10 и нагнетательные 11 и 11 трубопроводы, напорный трубопровод 12, гидротурбину 13 генератора 14 3 10763 1 2008.06.30 напорного потока тяжелой жидкости и гидротурбину 15 с электрогенератором 16, мультипликаторы 17 и 18 для увеличения давления напорных потоков жидкости и сливную гидролинию 19 для возврата жидкости в питательный бассейн 1 кроме этого, между таранами 5 и 6 установлен нагнетательный бассейн 20, а генератор 14 напорного потока тяжелой жидкости соединен с питательным бассейном 1 питательным трубопроводом 21. Работает гидроэлектростанция следующим образом. Включается принудительно ударный клапан 7 таранов 5 и 6. Жидкость из питательного бассейна 1 по питательному трубопроводу 10 поступает в первый таран 5, используя весь питательный напор, нагнетание производит не на всю высоту, а на часть ее, второй таран 6, установленныйна уровне первого, питается нагнетательным расходом первого тарана 5 из нагнетательного бассейна 20 и нагнетание производит по нагнетательному трубопроводу 11 на всю высоту, собирается и накапливается в напорном бассейне 3, откуда сбрасывается по напорному трубопроводу 12 в мультипликатор 17, где повышается давление жидкости до расчетного, и затем подается на лопатки гидротурбины 13 генератора 14 напорного потока тяжелой жидкости,энергией которого рабочий орган генератора 14, соединенного с питательным бассейном 1 питательным трубопроводом 21 и заполненного тяжелой жидкостью, раскручивается до расчетной окружной скорости, а вместе с ним раскручивается и поступающая из питательного бассейна 1 по питательному трубопроводу 21 тяжелая жидкость, генерируя в нем напорный поток тяжелой жидкости, который затем направляется в мультипликатор 18, где давление полученного напорного потока повышается до расчетного. Полученный высоконапорный поток далее направляется на лопатки гидротурбины 15, энергией которого раскручивается последняя, раскручивая связанный с ней электрогенератор 16 до расчетных оборотов для получения электрического тока промышленной частоты. Отработанные напорные потоки тяжелой жидкости в гидротурбинах 13 и 15 отводятся по сливной гидролинии 19, возвращая жидкость в питательный бассейн 1, замыкая технологический цикл движения жидкости. Источники информации 1.20010116, 2002. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 4