Бесплотинный способ получения электроэнергии с использованием гидравлической таранной установки

(51) МПК (2009) НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ БЕСПЛОТИННЫЙ СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ГИДРАВЛИЧЕСКОЙ ТАРАННОЙ УСТАНОВКИ(71) Заявитель Степанчук Аркадий Николаевич(72) Автор Степанчук Аркадий Николаевич(73) Патентообладатель Степанчук Аркадий Николаевич(57) Бесплотинный способ получения электроэнергии с использованием гидравлической таранной установки, при котором подают воду из питательного бассейна по питательной трубе на гидравлическую таранную установку, осуществляют гидравлический удар, энергией которого поднимают воду по нагнетательному трубопроводу на расчетную высоту, Фиг. 1 13089 1 2010.04.30 направляют падающий поток воды с выхода нагнетательного трубопровода на лопасти турбины, приводящей в движение электрогенератор, осуществляют при помощи сливной гидролинии возврат воды в питательный бассейн, причем движение воды осуществляют в замкнутом технологическом цикле, отличающийся тем, что используют гидравлическую таранную установку с параллельно работающими таранами, соединенными общей питательной трубой, и нагнетательный трубопровод с расширительным выходом направляют водный поток с турбины электрогенератора по водонаправляющим щитам на лопасти дополнительной турбины, приводящей в движение насос, откачивающий из приямка накапливающуюся в процессе работы гидравлической таранной установки воду, которую подают по отдельному трубопроводу на выход нагнетательного трубопровода направляют водный поток с дополнительной турбины по водонаправляющим щитам в сливную гидролинию. Изобретение относится к гидроэнергетике. Известны гидроэнергетические сооружения (плотины), перегораживающие речной водоток с целью подъема уровня воды для использования ее потенциальной энергии, в частности, при выработке электроэнергии. При этом затапливаются значительные территории,нанося большой вред флоре и фауне, то есть в экологическом плане. В целом же, такой способ получения электроэнергии экстенсивный, весьма затратный и количество произведенной энергии не покрывает наносимый ущерб природе. Как правило, традиционные гидроэлектростанции (ГЭС) строятся в отдалении от потребителей электроэнергии. Поэтому имеется необходимость в различных ее переделах промежуточных повышающих, понижающих и распределительных подстанциях, а также в высоковольтных линиях электропередач, в которых пропадает значительная часть произведенной электроэнергии. Все это говорит в пользу автономных, локальных производств электрической энергии,а не в пользу дорогостоящих электроэнергетических систем. Ибо потребитель, он же и производитель электроэнергии, сам должен распоряжаться ее расходованием, поскольку производство ее становится возможным повсеместно рядом с цехом, фермой, жилым домом или встроенное в самом доме. Аналогом (прототипом) настоящего технического решения является изобретение под названием Способ создания напорного потока жидкости с пассивным подводом его к турбине и гидроэлектростанция, его использующая Манкевич Э.А.,7941 С 1 2006. Здесь предлагается решение, основанное на автономном, замкнутом и безотходном производстве электроэнергии. Здесь также обнаружен ряд недостатков. Питательный бассейн надо делать объемным, со значительным запасом оборотной воды. Не решена проблема с истекающей при работе ударных клапанов водой. Известно, что при работе вода, поступающая в таран, распределяется на две части одна бесполезно вытекает наружу через ударные клапаны, а другая поднимается по напорной трубе в бак, который, кстати говоря,делать необязательно. Конечно, гидравлический удар, образуемый в гидротаранной установке, довольно сложное явление, включающее в себя потенциальную энергию воды в питательном бассейне с дальнейшим превращением в кинетическую при разгоне ее с вытеканием наружу через ударные клапаны под действием гравитационной силы при этом резкие закрывания ударных и открывания нагнетательных клапанов, и резкого сжатия напорным водным потоком воздуха в воздушных колпаках таранов, благодаря чему должна обеспечиваться их нормальная работа по подъему воды на нужную высоту. В указанном аналоге не учтено, что через ударные клапаны таранов вытекает наружу значительное количество бесполезной воды. А это значит, что в процессе работы гидрота 2 13089 1 2010.04.30 ранной установки вся вода через ударные клапаны стечет, после чего дальнейшая выработка механической и электрической энергий не будет происходить. Задачей настоящего изобретения является устранение указанных недостатков. Мною предлагается устройство приямка в гидротаранном блоке для сбора в нем вытекающей наружу воды из-под ударных клапанов и ее откачка специальным насосом через нагнетательную трубу на лопасти верхней турбины, расположенной на специальной вышке. При этом напорный бассейн на вышке лучше не делать. Все изложенное поясняется на чертежах, где на фиг. 1 изображена принципиальная схема бесплотинного способа получения электроэнергии, а на фиг. 2 - вариант удаления с приямка воды, накапливающейся в процессе работы гидротаранной установки. На фиг. 1 видно, что гидравлическая таранная установка состоит из питательного бассейна 1, питательной трубы 2, гидротаранного блока 3 с параллельно работающими таранами, соединенными общей питательной трубой 2, нагнетательного трубопровода 4 с расширительным выходом 21, рабочей турбины 5, дополнительно турбины 6, сборного бассейна 7 и сливной гидролинии 8. На фиг. 2 изображен один из возможных способов откачки воды из приямка 16, которая накапливается в результате работы гидротаранов 3 и которая насосом 14 по трубопроводу 19 подается в расширительный выход трубопровода 4. Здесь вода увлекается более мощным потоком, создаваемым гидротаранной установкой 3, чем способствует более эффективной работе насоса 14 и большей производительности гидросиловой установки в целом за счет дополнительного поступления воды на рабочую турбину 5, которая, вращаясь, приводит в движение электрогенератор, находящийся на общем валу 17 (это один из вариантов). На схеме генератор не показан. Устраивают также водонаправляющие щиты 9, предназначенные для того, чтобы вода не разбрызгивалась и попадала куда надо. Далее водный поток обрушивается на лопасти дополнительной турбины 6, приводя ее в движение. На общем валу 15 наряду с турбиной 6 насажен диск 10, который посредством штанги 12 соединен шарнирно с пальцем 11 и ручкой 13 поршневого насоса 14. При вращении турбины 6 этот насос выкачивает воду из приямка 16 посредством трубы 18, в нижней части которой обязательно имеется обратный клапан 20. Далее совершивший работу водный поток направляют в сборный бассейн 7, а из него в сливную гидролинию 8 и в питательный бассейн 1 для совершения очередного кругооборота. Известно, что на традиционных ГЭС работает много турбоэлектрогенераторов, расположенных параллельно по отношению к бьефам их плотин, да и сами плотины на многих больших реках составляют горизонтальные каскады ГЭС. Точно также (по аналогии) возможно устраивать вертикальные каскады турбогенераторов, если воду поднимать на желаемую высоту с помощью, например, гидравлических таранов, которые способны нагнетать поток из воды до 200 и более метров Здесь принципиально нового ничего нет. Правда, разве что турбоэлектрогенераторы возможно располагать на вышке, то есть вертикально один под другим ярусами в 3-5 метрах. Ведь и на обычных ГЭС вода часто обрушивается на лопасти турбин примерно с этой высоты и даже меньше. Вот и гидротаранные установки, обеспечивающие производительность, скажем, подъем воды на 100 метров, возможно ярусно на вышке расположить как минимум 15 турбинс электрогенераторами. При этом дополнительная турбина 6 с насосом 14, предназначенная для откачки воды из приямка 16, может быть, а может и не быть. Ибо это должно решаться при конструировании и расчетах электроустановки. Так, при малой мощности, примерно 20-30 квт, возможно использование для откачки воды из приямка поршневого насоса, а при более мощных - электрических водоподъемников (насосов). Правда, здесь будет тратиться некоторое количество произведенной ГЭС электроэнергии. Но ведь известно любые ГЭС, ТЭС, АЭС используют для своих нужд до 25 и более произведенной ими энергии. 13089 1 2010.04.30 Рабочие турбины должны быть миниатюрными, компактными и эффективными в работе. Мною разработано и запатентовано несколько их модификаций. Они пригодны для работы как в водном, так и в воздушных потоках. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 4