LT6751B - Water power plant - Google Patents

Abstract

Invention from the energy fieid. The existing pumped storage power plant has been supplemented with other systems for the treatment of transient water energy. In the upper and lower water bodies, there are deep-engine turbines and energy modules utilizing energy in the static water pressure. The compressed air is used to return the spilied water to the above water body.

Description

Išradimas iš energetikos srities. Siūlomas naujas sisteminis hidroakomuliacinių elektrinių veiklos pagerinimo būdas, leidžiantis padidinti tokių elektrinių našumą, universalumą, gebėjimą dirbti nuolatiniu režimu. Analogu pasirinkta Kruonio hidroakumuliacinė elektrinė (https://www.15min.lt/rnediapasakoiimai/kruonio-hae-712); lietuviška Vikipedia: Kruonio hidroakomuliacinė elektrinė). Visų hidroakomuliacinių elektrinių, kai iš viršutinio telkinio į apatinj pro hidroturbinas ir vamzdžiais pratekantis vanduo generuoja elektrą, pagrindinis trūkumas: ištekėjusiam vandeniui pakelti ir jį grąžinti į viršutinį telkinį naudojama energija. Tokiu būdu dalis generuotos energijos prarandama ir elektrinės naudingumo koeficientas krenta. Yra ir kitų hidroakomuliacinės elektrinės trūkumų. Hidroakomuliacinė elektrinė negali veikti, kai vanduo neteka. Todėl nesugebama išnaudoti tiek viršutinio, tiek apatinio vandens telkinių potencialią energiją. Esamos hidroakomuliacinės elektrinės užima didžiulius plotus su milžiniškais vandens kiekiais, nors galėtų dirbti nuolat su mažesniais, nuolat judančiais, vandens srautais. Šiame patente siūlomi sprendimai, pilnai išsaugant senus hidroakomuliacinės elektrinės įrengimus ir veikimo principus, kartu su naujais modulinių sistemų papildymais, leidžia veikti elektrinei veiksmingesnių nuolatiniu energijos generavimo režimu.Invention in the field of energy. A new systematic way of improving the operation of hydroacomulation power plants is proposed, which allows to increase the efficiency, versatility and ability of such power plants to operate in continuous mode. Kruonis Hydro Accumulation Power Plant (https://www.15min.lt/rnediapasakoiimai/kruonio-hae-712) was chosen as analogue; Lithuanian Wikipedia: Kruonis Hydroaccumulation Power Plant). The main disadvantage of all hydro-accumulation power plants, where electricity flowing from the upper reservoir to the lower through the hydro turbines and pipes is generated: energy is used to lift the leaked water and return it to the upper reservoir. In this way, part of the generated energy is lost and the efficiency of the power plant drops. There are other disadvantages of a hydroacomulation power plant. A hydroacomulation plant cannot operate when water is not flowing. As a result, the potential energy of both upper and lower water bodies cannot be exploited. Existing hydroelectric power plants cover large areas with huge amounts of water, although they could work continuously with smaller, constantly moving, water flows. The solutions proposed in this patent, while fully preserving the old equipment and operating principles of the hydropower plant, together with the new additions to the modular systems, allow the plant to operate in a more efficient continuous power generation mode.

Išradimo esmėThe essence of the invention

Išradime siūloma išnaudoti ne tik vien pratekančio, krentančio vandens energiją, o ir judančių vandens srautų galimybes slėgti orą bei panaudoti skirtingas vandens, oro ir jų mišinių savybes. Tuo tikslu siūloma esama vandens elektrinė papildyta naujais energiją generuojančiais moduliais. Su naujomis papildomo oro slėgimo sistemos moduliais, giluminių variklių moduliais ir veiksmingiau išnaudojant krentantį vandenį - papildomai gaunami pertekliniai suslėgto oro kiekiai, kurie tinka tiek ištekėjusiam vandeniui grąžinti, tiek sukti įvairius mechanizmų modulius ir elektros generatorius. Visi nauji energiją generuojantys moduliai tarpusavyje sujungti j bendrą sistemą vamzdynais ir suslėgto oro talpomis. Siūloma technologija tinka ne tik hidroelektrinėms, o ir visoms kitoms, kurios turi kokį nors natūralų ar dirbtinį vandens telkinį. Sėkmingai gali būti naudojami ir atskiri naujos technologijos techniniai sprendimai: sistemos, moduliai, mechanizmai, elementai ir kt.The invention proposes to exploit not only the energy of flowing, falling water, but also the possibilities of moving water flows to compress air and to use different properties of water, air and their mixtures. To this end, the proposed hydropower plant is supplemented with new energy-generating modules. With new auxiliary air pressure system modules, submersible motor modules and more efficient use of falling water, additional compressed air is additionally available, which is suitable both for returning exhaust water and for rotating various machine modules and electric generators. All new energy-generating modules are interconnected into a common system by piping and compressed air tanks. The proposed technology is suitable not only for hydroelectric power plants, but also for all others that have some natural or artificial water body. Separate technical solutions of a new technology can also be used successfully: systems, modules, mechanisms, elements, etc.

Maksimaliai, pakopomis ir lygiagrečiai nuimant pratekančio vandens kinetinę ir smūgio energiją, sukimosi energiją konvertuojant į elektros energiją, o perteklinius suslėgto oro srautus, panaudojant papildomos energijos generavimui ir ištekančio vandens grąžinimui. Keičiant vandens techninius fizinius parametrus (greitį, tankį, pakėlimo aukštį ir kt.) galima formuoti uždaru ciklu judančius energijos srautus. Perteklinę energiją (suslėgto oro ir elektros forma) galima naudoti kitiems tikslams (pvz. šilumai gauti).By maximally, in stages and in parallel, the kinetic and impact energy of the flowing water is removed, the rotational energy is converted into electrical energy, and the excess compressed air flows are used to generate additional energy and return the flowing water. By changing the technical physical parameters of water (speed, density, lifting height, etc.) it is possible to form energy flows moving in a closed cycle. Excess energy (in the form of compressed air and electricity) can be used for other purposes (eg heat generation).

Naujai siūlomi vandens elektrinių veikimo principai • Vandens srautus išnaudoti ne tik laiptiniu (kaskadiniu - pakartotiniu) būdu, o ir lygiagrečiu srautų išskaidymu į kelis, tekančius keliais mažesniais vamzdžiais ir greitinamus, vandens srautus.Newly proposed principles of operation of hydroelectric power plants • To use water flows not only in a stairway (cascade - repeated) way, but also in parallel by dividing the flows into several streams flowing through several smaller pipes and accelerating them.

• Papildomai panaudoti naujus energijos generavimo sistemų modulius: oro slėgimo sistemų modulius; giluminio variklio modulius; pneumatinių oro siurblių modulius; hidrosmūgio sistemos modulius ir kt.• Additional use of new power generation system modules: air pressure system modules; submersible engine modules; pneumatic air pump modules; hydraulic shock system modules, etc.

• Ištekantis vanduo generuoja energiją (didesne dalimi suslėgto oro pavidalu), kuri panaudojama vandeniui grąžinti į viršutini telkinį, ištekantis vanduo kartu pumpuoja ir vandenį atgal.• The effluent generates energy (mostly in the form of compressed air) which is used to return the water to the upper reservoir, the effluent also pumps the water back.

• Ištekančio srauto suslėgtas oras gali papildomai sukti kitus elektrą generuojančius mechanizmus. Suslėgtas oras gali būti panaudotas kitiems darbams ir poreikiams tenkinti.• Compressed exhaust air can additionally rotate other electricity generating mechanisms. Compressed air can be used for other jobs and needs.

• Tekant vandeniui įvairiais būdais gaminama daug suspausto oro, kuris labai greitai pripildo suspausto oro talpas, todėl jis turi būti nuolat gausiai naudojamas didesne dalimi elektros gamybai, kad palaikyti oro talpas pustuštėmis naujiems suslėgto oro kiekiams kaupti. Nuolat pasipildančios / atsilaisvinančios suslėgto oro talpos, vamzdynais sujungtos į bendrą suslėgto oro sistemą, yra neatsiejama visos elektrinės gero funkcionavimo dalis.• The flow of water produces a large amount of compressed air in a variety of ways, which fills the compressed air tanks very quickly, so it must be used extensively for the most part to generate electricity to keep the air tanks half-empty to store new compressed air. Constantly filling / releasing compressed air tanks, which are connected to the common compressed air system by pipelines, are an integral part of the good functioning of the entire power plant.

• į viršų keliami vandens ir oro mišiniai, tai lengviau ir greičiau, su gerokai mažesnėmis energetinėmis ir laiko sąnaudomis. Tikslingiau būtų sakyti: lengvesnis vanduo kiltų į viršų pats.• Water and air mixtures are lifted upwards, which is easier and faster, with significantly lower energy and time costs. It would be more appropriate to say: lighter water would rise to the top itself.

• Giluminių variklių moduliai generuotų energiją netekant vandeniui pagrindiniais vamzdžiais, išnaudodami potencialią aukštuminio ir žemutinio telkinio vandens energiją.• Submersible motor modules would generate energy without water loss through the main pipes, exploiting the potential water energy of the high and low reservoirs.

• Nauja vandens elektrinė dirbtų nuolatiniu režimu visą parą, visus metus be perstojo, nes ištekantis vanduo tuoj pat grąžinamas atgal. Tai didina esamų elektrinių galią ir jų našumą ir tinka vandens elektrinėms kurti, su labai mažu, nuolat cirkuliuojančiu, vandens srautu.• The new hydroelectric plant would operate in a continuous mode around the clock, all year round without interruption, as the effluent water is immediately returned. This increases the capacity and efficiency of existing power plants and is suitable for the construction of hydropower plants, with a very small, continuously circulating water flow.

• Nauja vandens elektrinė veikia įvairiais režimais, kombinacijomis ir deriniais, kai veikia atskirai pagrindiniai ir/ar papildomi naujų sistemų moduliai. Kompleksinė vandens elektrinės galia viršytų esamos elektrinės galią. Viena ar kelios tokios elektrinės pilnai patenkintų šalies energetinius poreikius be didelių sąnaudų.• The new hydropower plant operates in various modes, combinations and combinations, when the main and / or additional modules of the new systems operate separately. The combined capacity of a hydropower plant would exceed the capacity of an existing plant. One or more such power plants would fully meet the country's energy needs without high costs.

• Naujai siūlomi energetinės sistemos moduliai panaudojami ir atskirai kaip energetiniai moduliai kituose energetinės sistemose.• The newly proposed power system modules are also used separately as power modules in other power systems.

Vandens elektrinės pritaikymas ir teikiama nauda • Esama vandens elektrinė papildyta kitomis, pratekančio vandens energiją utilizuojančiomis sistemomis ir įvairiais energijos konvertavimo moduliais.Hydroelectric power plant adaptation and benefits • The existing hydroelectric power plant has been supplemented with other systems that utilize the energy of the flowing water and various energy conversion modules.

• Viršutiniame ir apatiniame vandens telkinyje įrengti giluminio variklio turbinos ir energetiniai moduliai, utilizuojantys statiško vandens slėgio gelmėje energiją.• Deep motor turbines and energy modules are installed in the upper and lower water body, utilizing the energy of static water pressure in the depth.

• Giluminių variklių turbinų ir energetinių modulių sistema gali veikti ir kaip autonominis energetinis vienetas.• The system of submersible turbines and power modules can also function as an autonomous power unit.

• Giluminių variklių moduliai panaudoti utilizuoti ypač silpno, žemyn pratekančio vandens, srauto energiją.• Submersible motor modules are used to utilize the energy of extremely weak, downward flowing water.

• Giluminių variklių moduliai ir kiti sukimosi momentą perduodantys mechanizmai suka kompresoriaus variklio ir autonominio slėgtuvo velenus ir papildomai slegia įsiurbtą orą.• Submersible motor modules and other torque transmitting mechanisms rotate the shafts of the compressor motor and the stand-alone compressor and additionally compress the intake air.

• Kombinuojant ir varijuojant įvairius vandens elektrinės darbo režimus: panaudojant įprastą technologiją, kai ištekėdamas vanduo suka hidroturbinas ir generuoja elektrą; atskirai ir/ ar kartu panaudojant hidrosmūgio sistemos modulius; giluminio variklio energetinį modulį bei jų derinius ir tarpusavio kombinacijas.• Combining and varying the various operating modes of a hydroelectric power plant: using conventional technology, where the water flows by rotating the hydro turbine and generating electricity; individually and / or together using hydraulic shock system modules; the energy module of the deep-ignition engine and their combinations and combinations.

• Pratekančio vandens energija panaudojama hidrosmūgiui ir suslėgtam orui gauti, kurie toliau tinka papildomai elektrai generuoti ir sukti kitus mechanizmus.• The energy of the flowing water is used to produce hydraulic shock and compressed air, which are further suitable for generating additional electricity and rotating other mechanisms.

• Atskiros hidrosmūgio sistemos moduliai gali veikti ir kaip autonominės energijos generavimo sistemos.• Individual hydraulic shock system modules can also act as autonomous power generation systems.

• Suslėgtas oras naudojamas giluminių variklių moduliams ir suslėgto oro vandens siurbliams vandeniui kelti bei elektros generatoriams sukti.• Compressed air is used for submersible motor modules and compressed air pumps to raise water and to generate electricity generators.

• Ištekėdamas vanduo papildomai generuoja energiją suslėgto oro pavidalu, o šis suka įvairius mechanizmus, giluminio variklio modulius, siurblius, kelia grąžindamas vandenį į aukščiau esantį telkinį.• Leaking water additionally generates energy in the form of compressed air, which rotates various mechanisms, submersible motor modules, pumps, raises the water back to the above reservoir.

• Bendras generuojamos energijos kiekis didesnis už įprastą. Gaunama energija įvairiame pavidale: suslėgtas oras, elektros energija, pakeltas vanduo ir kt.• The total amount of energy generated is higher than normal. Energy is obtained in various forms: compressed air, electricity, raised water, etc.

• Vandeniui grąžinti nenaudojama tiesioginiu būdu gauta energija. Vanduo grąžinamas atgal j viršų be papildomų energetinių sąnaudų.• No directly obtained energy is used to return water. The water is returned back to the top without additional energy costs.

• Perteklinė energija tinka kitiems darbams.• Excess energy is suitable for other jobs.

• Nesunku didinti vandens elektrinės pajėgumus, didinant giluminio variklio, hidrosmūgio energetinės sistemos modulių pajėgumus, pridedant papildomus modulius.• It is easy to increase the capacity of the hydroelectric power plant by increasing the capacity of the modules of the deep motor and hydraulic shock power system by adding additional modules.

• Į viršų kyla vandens ir oro mišinys, t.y. vandens tankis gerokai mažesnis, todėl lengviau ir greičiau pakeiti.• A mixture of water and air rises to the top, i. the density of the water is much lower, making it easier and faster to change.

• Viršuje visai nesunku atskirti vandens ir oro srautus. Vanduo grįžta į telkinį, o atskirtas oras grąžinamas į suslėgto oro sistemą.• At the top, it is not difficult to separate the water and air flows. The water returns to the pool and the separated air is returned to the compressed air system.

• Vandens elektrinė dirbtų nuolatiniu 24 vai. per parą visus metus režimu.• The hydropower plant would operate continuously for 24 hours. daily all year round mode.

• Technologija tinkama naudoti ir kitose elektrinėse, pvz., šiluminėse, t.y. energijos sprendimo būdas tinka visiems įrengimams, turintiems vandens telkinius.• The technology is also suitable for use in other power plants, such as thermal power plants, i.e. the energy solution is suitable for all installations with water bodies.

• Galima dirbtinai sukurti talpas su apatiniu ir viršutiniu vandeniu ir išnaudoti minėtus principus.• It is possible to artificially create tanks with lower and upper water and exploit the above principles.

• Vandens elektrinė pranoksta atominių ir kitų elektrinių parametrus. Todėl atominės elektrinės tampa nereikalingos.• A hydropower plant exceeds the parameters of nuclear and other power plants. As a result, nuclear power plants become redundant.

• Tinka atskirai naudoti vandens elektrinės sistemas, modulius, mechanizmus, elementus kaip autonominius energetinius vienetus.• Suitable for separate use of hydropower systems, modules, mechanisms, elements as autonomous energy units.

• Mini vandens elektrines įrengus pastatuose - jos veiktų kaip autonominis energetinis įrenginys.• Mini-water power plants in buildings - they would act as an autonomous energy plant.

• Vandens elektrinė, panaudojant suslėgto oro savybes, generuotų ir šilumą.• A hydropower plant would also generate heat using the properties of compressed air.

• Vandens elektrinė tampa universaliu energetiniu moduliu, generuoja: sukamąjį ir slenkamąjį judesį; generuoja elektrą; generuoją suslėgtą orą; papildomai gamintų ir tiektų šilumą.• The hydropower plant becomes a universal energy module, generates: rotational and sliding motion; generates electricity; generates compressed air; additionally produce and supply heat.

• Vandens elektrinės pratekančio vandens energija panaudojama hidrosmūgiui ir suslėgtam orui gauti, kuris naudojamas lengvesniam vandens su oru srautui pumpuoti ir kelti jį į viršų, kur atskirus oro ir vandens srautus, pastarasis vėlei panaudojamas papildomai elektros energijai generuoti. Tokiu būdu užtikrinamas nuolatinis vandens ir oro srautų judėjimo uždarais besikartojančiais ciklais, kurių metu įvairiais būdais generuojama elektros energija, suslegiamas oras, sukuriamas sukamasis judesys.• The energy of the water flowing through a hydroelectric power plant is used to produce a hydraulic shock and compressed air, which is used to pump and lift the lighter water-to-air stream, where the separate air and water streams are used to generate additional electricity. In this way, a continuous movement of water and air flows is ensured in closed repetitive cycles, during which electricity is generated in various ways, air is compressed, and rotational motion is created.

• Vandens elektrinė išskirtinė tuo, kad ištekėdamas vanduo suka mechanizmus, kurie kelia vandenį atgal ir atlieka kitus darbus.• The hydroelectric power plant is unique in that when the water leaks, it rotates mechanisms that lift the water back and perform other work.

• Vandens elektrinės tvirtos ir elastingos suslėgto oro talpos gali būti tiek sausumoje, tiek ir/ ar telkinio gelmėje, o vamzdžiai, kuriais teka ar pumpuojamas vanduo ir oras gali būti plonasieniai ir įdėti „vamzdis - vamzdyje su apsauginiais vandens „marškiniais.• Hydroelectric and resilient compressed air tanks can be located both on land and / or in the depths of the reservoir, and the pipes through which water and air flow or are pumped can be thin-walled and placed in a “pipe-in-pipe with a protective water” shirt.

Išradimas iliustruotas brėžiniaisThe invention is illustrated by drawings

Fig. 1 Principinė vandens elektrinės schemaFIG. 1 Schematic diagram of a hydroelectric power plant

1. Viršutinis vandens telkinys1. Upper body of water

2. Apatinis vandens telkinys2. Lower body of water

3. Energetinis modulis su hidroturbinomis3. Power module with hydro turbines

4. Giluminės energijos energetiniai moduliai4. Deep energy energy modules

5. Giluminiai varikliai turbinos5. Submersible turbine engines

6. Išskaidyti vandens srautai oro sistemoms veikti (a)6. Decomposed water flows for the operation of air systems (a)

7. Ištekantys srautai giluminiams varikliams sukti (b)7. Outflow streams for submersible engines (b)

8. Oro slėgimo modulis8. Air pressure module

9. Giluminiai varikliai9. Submersible engines

10. Kompresoriai varikliai10. Compressor motors

11. Oro slėgimo talpos11. Air pressure vessels

Fig.2 Naujų energetinių sistemų modulių komplekso schemaFig.2 Complex diagram of new energy system modules

12. Oro slėgimo talpos elektros generatoriams12. Air pressure vessels for electric generators

13. Oro slėgimo talpos kompresoriams varikliams13. Air pressure tanks for compressor engines

14. Oro slėgimo talpos vandens siurbliams14. Air pressure tanks for water pumps

15. Pneumo rotoriai elektros generatoriams sukti15. Pneumatic rotors for rotating electric generators

16. Elektros generatorius16. Electricity generator

17. Elektros tiekimo linijos17. Power supply lines

13. Gaminama elektra vartotojams13. Produces electricity for consumers

19. Suslėgto oro talpos19. Compressed air tanks

20. Suslėgto oro tiekimo vamzdžiai20. Compressed air supply pipes

21. Suslėgto oro tiekimo vamzdžiai21. Compressed air supply pipes

22. Sukimosi momento perdavimo modulis22. Torque transmission module

23. Kompresorius variklis23. Compressor motor

24. Giluminis variklis24. Submersible engine

25. Vandens srautai sukantys elektros generatorius25. Water flows rotating an electric generator

26. Vandens srautai sukantys giluminius variklius26. Water flows rotating in deep-water engines

27. Giluminio variklio sukimosi momento perdavimo modulis27. Deep motor torque transmission module

28. Oro vamzdynai28. Air pipelines

29. Oro vamzdynai29. Air pipelines

30. Vandens siurbliai, veikiantys nuo suslėgto oro30. Water pumps operated by compressed air

31. Pumpavimo sukamas modulis31. Pumping rotary module

32. Keliami į viršų vandens srautai32. Water flows are raised

33. Suslėgto oro vamzdynai33. Compressed air pipelines

34. Galutinai j apatinį telkinį ištekantis nusilpęs vandens srautas.34. Weak flow of water finally flowing into the lower body.

Fig.3 Bendra vandens elektrinės naujų energetinių sistemų modulių kompozicijos erdvėje schemaFig.3 General scheme of space composition of new power system modules of a hydropower plant

A. Vandens pakėlimo vamzdynai linijaA. Water lifting pipelines line

B. Oro slėgimo talpų linijaB. Line of air pressure tanks

C. Kompresorių variklių linijaC. Compressor motor line

D, Oro slėgimo sistemų ir giluminių variklių linijosD, Air pressure systems and submersible motor lines

E. Oro slėgimo talpų linijaE. Line of air pressure vessels

19. Suslėgto oro talpos19. Compressed air tanks

35. Grąžinamo surinkto vandens talpa35. Capacity of returned collected water

36. Tiekiamo vandens vamzdynai36. Supply water pipelines

37. Ištekantys pakelto vandens srautai37. Rising flowing water flows

38. Vandens grąžinimo vamzdynai38. Water return pipelines

39. Oro slėgimo sistemos39. Air pressure systems

40. Suslėgto oro tiekimo vamzdžiai40. Compressed air supply pipes

41. Sukimosi momentą perduodantis modulis41. Torque transmitting module

42. Kompresorius variklis42. Compressor motor

43. Giluminis variklis43. Deep engine

Linijų A,B,C,D,E gali būti po kelias ir bendra jų kompozicija priklauso nuo turimos išdėstymui erdvės bei pageidaujamos vandens elektrinės galios ir našumo. Sistemų, linijų ir modulių kompozicijos gali būti labai kompaktiškai glaustai veikti viena šalia kitos - maži atstumai perduoti judesius, oro srautus, valdymo signalus ir kt. Toks skirtingų sistemų išdėstymas leidžia lengvai ir greitai taisyti atskiras zonas ar vietas, nestabdant elektrinės veiklos.Lines A, B, C, D, E can be several and their overall composition depends on the space available for layout and the desired electrical power and efficiency of the water. Compositions of systems, lines and modules can be very compactly concise next to each other - short distances to transmit movements, air flows, control signals, etc. This arrangement of different systems makes it easy and quick to repair individual areas or locations without stopping electrical activity.

Kaip veikia nauja vandens elektrinėHow a new hydroelectric plant works

Pagrindinis principas: esama vandens elektrinė papildoma naujais energetiniais moduliais, leidžiančiais pilnai išnaudoti išskaidytus lygiagrečiai ir krentančius pakopomis vandens srautus, kurie papildomai suka mechanizmus, generuojančius elektrą, suslėgtą orą, bei suka vandens siurblius ir grąžina vandenį atgal į viršutinę vandens saugyklą.The basic principle: the existing hydropower plant is supplemented with new energy modules, which allow to fully utilize the split parallel and falling water flows, which additionally rotate the mechanisms generating electricity, compressed air, and rotate the water pumps and return the water back to the upper water reservoir.

Trumpas vandens elektrinės veikimo principo aprašymasBrief description of the principle of operation of the hydroelectric power plant

Vanduo uždaru ciklu cirkuliuoja tarp viršutinių ir apatinių vandens telkinių. Vandens srautai išskaidomi j mažesnius, teka lygiagrečiai ir pakopomis gerokai mažesniais vamzdžiais (maždaug 100 kartų mažesnio skersmens nei tais, kuriais dabar išteka vanduo). Energija nuimama daug kartų pakopomis ir keliais įvairiais būdais: įvairūs besisukantys mechanizmai sujungti su elektros generatoriais generuoja elektros srovę; įvairūs smulkesni mechanizmų kompleksai: panaudoja silpnesnių ištekančių srautų energiją, generuoja energiją hidrosmūgio modulių ir oro kompresorių variklių modulių pagalba - sukimosi judesį konvertuoja į variklio linijinį judesį stūmokliams cilindruose, kurie spaudžia orą. Suslėgtas oras kaupiamas suslėgto oro talpose, kurios tarpusavyje sujungtos vamzdžiais (brėžinyje neparodyta) į bendrą vandens elektrinės oro slėgimo sistemą. Bendras išgaunamos energijos kiekis elektra, suslėgtu oru ir kt. forma viršija esamus vandens elektrinės veikimo parametrus ir išeigą. Suslėgtas oras suka siurblius, kurie grąžina vandenį į pradinį aukštesnį lygmenį. Suslėgtas oras maišomas su kylančiais vandens srautais dėl dirbtinai sukurto mažesnio tankio ir lengvesnio svorio. Oro srautai ir vandens srautai vėlei atskiriami ir grąžinami į besikartojančias technologines vietas. Vandens elektrinė dirba nuolatiniu uždaru besikartojančiu ratu ir ritmu. Norint galima pasirinktinai dirbti su atskiromis technologijomis ir autonominėmis sistemos moduliais generuoti energiją tiek atskiromis sistemos moduliais, tiek kompleksiniu būdu.Water circulates in a closed cycle between upper and lower water bodies. The water flows are broken down into smaller ones, flowing in parallel and in stages in much smaller pipes (approximately 100 times smaller in diameter than those now flowing). Energy is removed many times in stages and in several different ways: various rotating mechanisms connected to electric generators generate electric current; various smaller sets of mechanisms: uses the energy of weaker outflows, generates energy with the help of hydraulic shock modules and air compressor motor modules - converts the rotational motion into the linear motion of the motor for pistons in air cylinders. Compressed air is stored in compressed air tanks, which are interconnected by pipes (not shown in the drawing) into the general air pressure system of the water power plant. Total amount of energy extracted by electricity, compressed air, etc. form exceeds the existing operating parameters and output of the hydropower plant. Compressed air drives the pumps, which return the water to its original higher level. Compressed air is mixed with rising water streams due to the artificially created lower density and lighter weight. Air flows and water flows are later separated and returned to recurring process sites. The hydropower plant operates in a constantly closed repetitive circle and rhythm. In order to be able to work selectively with separate technologies and autonomous system modules to generate energy both in individual system modules and in a complex way.

Fig. 1 Principinė vandens elektrinės schemaFIG. 1 Schematic diagram of a hydroelectric power plant

Iš viršutinio vandens telkinio 1 vanduo pratekėdamas pro energetinį modulį su hidroturbinomis 3 vanduo išteka mažesniais lygiagrečiai išskaidytais vamzdžiais a 6 ir b 7 srautais, toliau šie kelis kartus pakopomis pratekėdami vamzdžiais pro oro slėgimo modulius 8 ir giluminių variklių modulius 9,10,11, generuoja energiją suslėgto oro pavidalu. Sukauptas suslėgtas oras iš oro slėgimo modulių talpų 8 ir oro slėgimo talpų 11 panaudojamas elektros energijai generuoti ir siurbliams sukti. Viršutiniame 1 ir apatiniame 2 vandens telkiniuose įrengtos giluminio variklio turbinos 5 ir energetiniais moduliai 4 leidžia pastoviai generuoti energiją suslėgto oro pavidalu, išnaudojant potencinę vandens stulpo energiją net neišleidžiant vandens iš viršutinio telkinio. Viršutiniame ir apatiniame vandens telkiniuose gali būti įrengti giluminių energetinių modulių kompleksai, sudaryti ir daugybės panašių giluminių energetinių modulių. Tokiu būdu vandens elektrinės galia ir našumas padidėja. Ši nauja papildanti energetinė sistema visiškai netrukdo esančių hidroturbinų veiklai.Water flowing from the upper water body 1 through the energy module with hydroturbines 3 flows in smaller parallel flow pipes a 6 and b 7, then generates energy by passing the pipes through the air pressure modules 8 and the deep motor modules 9,10,11 in several stages. in the form of compressed air. The accumulated compressed air from the air pressure module tanks 8 and the air pressure tanks 11 is used to generate electricity and rotate the pumps. The deep motor turbines 5 and energy modules 4 installed in the upper 1 and lower 2 water bodies allow to continuously generate energy in the form of compressed air, exploiting the potential energy of the water column without discharging water from the upper body. Complexes of deep energy modules can be installed in the upper and lower water bodies, as well as many similar deep energy modules. In this way, the power and efficiency of the hydropower plant is increased. This new complementary energy system does not completely interfere with the operation of existing hydro turbines.

Fig.2 Naujų energetinių sistemų modulių kompleksas schemoje glaustai parodytas trijų skirtingų energetinių modulių derinys. Principinė tokių derinių ir kombinacijų įvairovė gali būti didžiulė. Atskirai aprašysime kiekvieną energetinį modulį bei jų visuminę veiklą. Pagrindinė naujos vandens elektrinės idėja: maksimaliai išnaudoti tiek potencinę, tiek kinetinę judančio vandens energiją, nuimant ją paprastais energetiniais moduliais ir konvertuoti turimą energiją į kitas norimas energijos rūšis.Fig.2 The complex of modules of new energy systems The diagram briefly shows the combination of three different energy modules. The fundamental variety of such combinations and combinations can be enormous. We will describe each energy module and their total activity separately. The main idea of the new hydropower plant is to make maximum use of both potential and kinetic energy of moving water by removing it with simple energy modules and converting the available energy into other desired types of energy.

Giluminio variklio - kompresoriaus variklio - oro slėgimo talpų derinys (modulis 1)Submersible motor - compressor motor - air pressure tank combination (module 1)

Giluminis variklis 24 sukasi nuo pratekančio srauto 26 ir sukimosi modulio 27. Sukamasis judesys nuo giluminio variklio 24 perduodamas kompresoriui varikliui 23 slegia orą ir jį vamzdžiais 21 perduoda į oro slėgimo talpas 13. Turime modulį kai vandens judantis srautas 26 sukuria sukamąjį judesį, o pastarasis perduodamas į kompresorių variklį 23, kuriame slegiamas oras. Suslėgtas oras kaupiamas talpose 13 ir gali būti panaudotas elektrai generuoti ir įvairioms kitoms reikmėms. Tekių oro slėgimo talpų daugybė ir jos sujungtos vamzdžiais į bendrą vandens elektrinės oro slėgimo sistemą (brėžiniuose neparodyta). Visas jų rinkinys leidžia vandens srauto kinetinę energiją paversti kaupiamo suslėgto oro energija, t.y. turime stacionariai akumuliuotą energiją suslėgto oro talpų pavidale. Gavome naujos energijos rezervą ir laiko jam vėliau panaudoti.The submersible motor 24 rotates from the flow 26 and the rotation module 27. The rotational motion from the submersible motor 24 is transmitted to the compressor motor 23 to compress the air and is transmitted by pipes 21 to the air pressure vessels 13. We have a module where the water flow 26 creates a rotational motion and the latter to the compressor motor 23, in which the air is compressed. Compressed air is stored in tanks 13 and can be used to generate electricity for various other purposes. Numerous air pressure tanks flow and are connected by pipes to the general air pressure system of a hydroelectric power plant (not shown in the drawings). The whole set of them allows the kinetic energy of the water flow to be converted into the energy of the accumulated compressed air, i. we have stationary accumulated energy in the form of compressed air tanks. We have a reserve of new energy and time to use it later.

Oro slėgimo talpos - pneumo rotoriaus - elektros generatoriaus - elektros perdavimo linijų derinys (modulis 2)Air pressure tanks - pneumatic rotor - electric generator - electric transmission line combination (module 2)

Iš oro slėgimo talpos 12 oro vamzdžiais 20 suslėgtas oras patenka į pneumo rotorių 15, kuris suka elektros generatorių 16, iš kurio generuojama elektra elektros laidais 17 perduoda elektrą 18 vartotojams. Šis modulis leidžia papildomai gauti elektros energiją konvertuojant suslėgtą orą į elektrą. Kadangi suslėgto oro kaupimui pakanka labai mažų ir silpnų vandens srautų galima gauti papildomos elektros energijos iš tų srautų, kurie nebegali sukti hidroturbinų. Bendras tokių modulių įnašas į elektrinės taupyklę ryškus.From the air pressure vessel 12, the compressed air through the air pipes 20 enters the pneumatic rotor 15, which rotates an electric generator 16, from which the generated electricity transmits electricity 18 to the consumers via electrical wires 17. This module allows additional electricity to be obtained by converting compressed air into electricity. Because very small and weak water streams are sufficient to store compressed air, additional electricity can be obtained from those streams that can no longer run hydro turbines. The total contribution of such modules to the power plant savings is significant.

Oro slėgimo talpos - pneumo vandens siurbliai - pumpavimo sukimosi modulis (modulis 3)Air pressure tanks - Pneumatic water pumps - Pumping rotation module (module 3)

Suslėgtas oras iš oro slėgimo talpų 14 vamzdžiais 33 patenka į siurblį 30 ir suka sukimosi modulį 31 ir pumpuoja vandenį vamzdynais į viršų. Tokių siurblių gali būti visas kompleksas, t.y. daug mažų siurblių vamzdynuose labai greitai gali pakelti didžiulius vandens kiekius. Naudojant giluminius variklius ir kompresorius variklius galima pumpuoti vandens - oro mišinius. Sumažėjęs vandens tankis leidžia lengviau ir greičiau grąžinti vandenį į viršutinį telkinį mažesnėmis sąnaudomis.Compressed air from the air pressure vessels 14 enters the pump 30 via pipes 33 and rotates the rotation module 31 and pumps water through the pipes upwards. Such pumps can be the whole complex, i. many small pumps in pipelines can lift huge amounts of water very quickly. Submersible motors and compressor motors can be used to pump water-air mixtures. The reduced water density makes it easier and faster to return water to the upper body at a lower cost.

Modulių 1- modulių 2 - modulių 3 ir kitų derinių ir kombinacijų įvairovė didžiulė. Galima parinkti pagal norimas atlikti funkcijas, galias, našumą, greitį ir kt.The variety of modules 1-modules 2 - modules 3 and other combinations and combinations is huge. You can choose according to the functions you want to perform, power, performance, speed, and more.

Fig.3 Bendra vandens elektrinės naujų energetinių sistemų modulių kompozicijosFig.3 General composition of new power system modules of a hydroelectric power plant

Schemoje parodytas naujų energetinių sistemų erdvinis išdėstymas. Kaip visa tai veikia? Funkcionaliai naujos energetinės sistemos ir moduliai išdėstyti taip, kad lengvai ir greitai tarpusavyje sąveikautų ir kartu atliktų įvairias funkcijas. Be to yra išskirtos atskiros modulių linijos:The diagram shows the spatial arrangement of new energy systems. How does it all work? Functionally, the new power systems and modules are arranged in such a way that they can easily and quickly interact with each other and perform various functions together. In addition, separate module lines are distinguished:

A - grąžinančio vandens vamzdynai 38 su pneumo siurbliais 30 linijaA - return water pipes 38 with pneumatic pumps 30 line

B- suslėgto oro talpos 19 linijaB- line 19 of compressed air tank

C - kompresoriai varikliai 42 linijaC - compressors motors 42 line

D - oro slėgimo sistemos 39 ir giluminių variklių 43 linijos, išdėstytos erdvėje lygiagrečiai tekantiems srautamsD - lines of air pressure system 39 and submersible motors 43, arranged in parallel with flows flowing in space

E - Oro slėgimo talpų 19 linijaE - Line 19 of air pressure vessels

Atskiros linijos atlieka konkrečias funkcijas, o bendroje visumoje visų linijų derinys leidžia pratekančio vandens srauto energiją konvertuoti į suslėgto oro ir elektros energiją. Kaip veikia ir ką daro atskiros linijos?The individual lines perform specific functions, and in general, the combination of all the lines allows the energy of the flowing water stream to be converted into compressed air and electricity. How do individual lines work and what do they do?

A- Linija. Pagrindinė funkcija grąžinti ištekėjusį vandenį atgal, siurblių 30 pagalba vandenį iš vandens talpos 35 vamzdžiais 38 pakelti į viršų.A- Line. The main function is to return the leaked water back, by means of the pumps 30 to lift the water from the water tank 35 by means of pipes 38.

B- Linija. Oro slėgimo talpos 19 suspaustą orą gauna iš kompresorių variklių 42 ir perduoda jį vandens siurbliams 30.B- Line. The compressed air of the air pressure vessel 19 receives from the compressor motors 42 and transfers it to the water pumps 30.

C- Linija. Variklių kompresorių 42 rinkinys spaudžia orą, panaudodamas giluminių variklių 43 generuojamą energiją per jungtis 41. Pastarieji giluminiai varikliai 43 pratekančios vandens srauto 26 energiją konvertuoja į sukamąjį judesį.C- Line. The set of motor compressors 42 compresses the air using the energy generated by the submersible motors 43 through the connections 41. The latter submersible motors 43 convert the energy of the flowing water stream 26 into rotational motion.

D- Linija. Oro slėgimo sistemos 39 ir giluminių variklių 43 deriniai, naudodami pratekančio srauto 26 energiją slegia orą ir generuoja sukamąjį judesį. Oro slėgimo sistema 39 generuoja suspaustą orą hidrosmūgio pagalba - vamzdžiuose pagreitėjęs vandens srautas hidrosmūgio dėka spaudžia orą, kuris kaupiamas talpose 19.D- Line. Combinations of the air pressure system 39 and the submersible motors 43 compress the air and generate a rotational motion using the energy of the flow 26. The air pressure system 39 generates compressed air by means of a hydraulic shock - the accelerated flow of water in the pipes by the hydraulic shock compresses the air which accumulates in the tanks 19.

E- Linija. Oro slėgimo talpų sistema, kurioje kaupiamas iš D linijų generuotas suslėgtas oras.E-Line. An air pressure vessel system that collects compressed air generated from D lines.

Visas vandens elektrinė kompleksas veikia atskirai ir suderintai kaip vienas mechanizmas. Priklausomai nuo įdiegtų linijų skaičiaus ir pobūdžio galima laikinai atjungti vieną ar kitą liniją remonto darbams. Viso komplekso ir atskirų linijų valdymas pilnai automatizuotas ir savarankiškas ( oro slėgimo talpų visuma sujungta j modulį 4 ir valdymo sistemos moduliai 5 brėžiniuose neparodyti). Dirbama įvairių ritmų diapazone.The entire hydroelectric power plant complex operates separately and in a coordinated manner as a single mechanism. Depending on the number and nature of the installed lines, one or the other line can be temporarily disconnected for repair work. The control of the whole complex and individual lines is fully automated and independent (the totality of air pressure vessels is connected to module 4 and the control system modules are not shown in Figures 5). Works in a range of different rhythms.

Claims (5)

Išradimo apibrėžtisDefinition of the invention 1. Vandens elektrinė, sudaryta iš viršutinio ir apatinio vandens telkinių, vamzdžių, siurblių, su energetinių modulių hidroturbinomis ir elektros generatoriais, valdymo sistemomis besiskirianti tuo, kad papildyta naujais energiją konvertuojančiais sistemų moduliais: moduliu 1 - giluminio variklio - kompresoriaus variklio - oro slėgimo talpų derinys; moduliu 2 - oro slėgimo talpos - pneumo rotoriai elektros generatoriai - elektros perdavimo linijų derinys; moduliu 3 - oro slėgimo talpos - pneumo vandens siurbliai - pumpavimo sukimosi modulis ir visi šie moduliai sujungti į bendrą vandens elektrinės energetinę sistemą kaip visumą.1. Hydroelectric power plant, consisting of upper and lower water bodies, pipes, pumps, with power modules, hydro turbines and electric generators, control systems differing in that they are supplemented with new energy converting system modules: module 1 - submersible motor - compressor motor - air pressure tanks combination; module 2 - air pressure tanks - pneumatic rotors electric generators - combination of electric transmission lines; module 3 - air pressure tanks - pneumatic water pumps - pumping rotation module and all these modules are connected into a common water power plant energy system as a whole. 2. Vandens elektrinė pagal 1-ą punktą besiskirianti tuo, kad modulio 1 giluminio variklio - kompresoriaus variklio elementai sukasi nuo pratekančių pakopomis ir išskaidytų lygiagrečiai vandens srautų, kurie perduoda energiją sukimosi moduliams, o šie judesį per perdavimo jungtis, giluminiams varikliams, o pastarieji per jungtis kompresoriams varikliams, kurie slegia orą, o šis perduodamas kaupti j suslėgto oro talpas, kurios sujungtos tarpusavyje vamzdžiais į bendrą vandens elektrinės oro slėgimo sistemą ir kuriose oras kaupiamas ir toliau panaudojamas elektrai generuoti, sukant pneumo rotorius ir elektros generatorius, kurie generuojamą elektrą elektros laidais perduoda elektrą vartotojams.2. Hydroelectric power plant according to claim 1, characterized in that the elements of the submersible motor-compressor motor of module 1 rotate in staggered and distributed in parallel water streams which transmit energy to the rotary modules, which move through the transmission connections, to the submersible motors and connection for compressor motors which compress air and which is transferred to accumulate compressed air tanks which are interconnected by pipes to the general air pressure system of a hydroelectric power station and in which air is collected and further used to generate electricity by rotating pneumatic rotors and electric generators transmits electricity to consumers. 3. Vandens elektrinė pagal 1-ą punktą besiskirianti tuo, kad modulio 3 suslėgtas oras iš oro slėgimo talpų vamzdžiais patenka į pneumo siurblį ir sukimosi modulį, pastarasis ir suka ir pumpuoja vandenį vamzdynais į viršų ir tokių siurblių visuma, sudaryta iš mažos galios siurblių vamzdynais kelia sumažėjusio tankio vandens - oro mišinius, kurie prieš grąžinant vandenį į viršutinį vandens telkinį, atskiriami nuo jame esančio oro.3. A hydroelectric power plant according to claim 1, characterized in that the compressed air from the air pressure vessels of the module 3 enters the pneumatic pump and the rotation module, the latter both rotating and pumping water through the pipes and a set of such pumps consisting of low-power pumps through the pipes. raises water-air mixtures with reduced density, which are separated from the air in the water body before being returned to the upper water body. 4. Vandens elektrinė pagal 1-3 punktus besiskirianti tuo, kad vandens elektrinės energetinių sistemų moduliai tarpusavyje erdvėje sudaro lygiagrečias linijines kompozicijas; liniją su oro slėgimo talpomis, kuriose kaupiamas iš kitų linijų generuotas suslėgtas oras; liniją su hidrosmūgio ir giluminių variklių modulių deriniais, naudojančius pratekančius vandens srautus, slegiančiais orą ir generuojančiais sukamąjį judesį; liniją su variklių kompresorių rinkiniu, spaudžiančių orą ir giluminiais varikliais, kurie per jungtis pratekančio vandens srauto energiją konvertuoja j sukamąjį judesį; liniją su oro slėgimo talpomis, kurios suspaustą orą gauna iš kompresorių variklių ir perduoda jį vandens siurbliams; liniją su siurbliais ir vandens talpomis, kuri vamzdžiais grąžina ištekėjusį vandenį atgal pakelti į viršų be to, funkcionalūs energetinės sistemos moduliai ir iš jų sudarytos linijos, išdėstytos kaip galima arčiau viena kitos lygiagrečiai erdvėje taip, kad atlikdamos įvairias funkcijas lengvai ir greitai sąveikautų tarpusavyje.4. Hydroelectric power plant according to claims 1-3, characterized in that the modules of the energy systems of the hydroelectric power plant form parallel linear compositions in space with each other; a line with air pressure tanks in which compressed air generated from other lines is stored; a line with combinations of hydraulic shock and submersible motor modules using flowing water flows, compressing the air and generating rotational motion; a line with a set of motor compressors compressing air and submersible motors that convert the energy of the water flow through the connections into rotational motion; a line with air pressure tanks that receive compressed air from compressor engines and transfer it to water pumps; a line with pumps and water tanks that return the effluent through pipes to be lifted upwards; 5. Vandens elektrinė pagal 1-4 punktus, besiskirianti tuo, kad mini vandens elektrines įrengus pastatuose - jos veikia kaip autonominis energetinis įrenginys.5. Hydroelectric power plant according to claims 1-4, characterized in that the mini hydroelectric power plants in the buildings act as an autonomous energy plant.