RU124741U1 - HYDRO POWER PLANT - Google Patents

Abstract

1. Гидроэнергетическая установка, содержащая установленные на опорах на дне водотока генератор и связанные с ним через механизм передачи вращательного момента лопастные турбины, отличающаяся тем, что лопастные турбины расположены до и после генератора.2. Установка по п.1, отличающаяся тем, что механизм передачи вращательного момента выполнен в виде гибкого вала или карданной передачи.3. Установка по п.1 или 2, отличающаяся тем, что каждая лопастная турбина снабжена кольцом с сеткой.1. A hydropower plant containing a generator installed on supports at the bottom of a watercourse and blade turbines connected to it through a torque transmission mechanism, characterized in that the blade turbines are located before and after the generator. Installation according to claim 1, characterized in that the torque transmission mechanism is made in the form of a flexible shaft or cardan transmission. Installation according to claim 1 or 2, characterized in that each blade turbine is provided with a ring with a mesh.

Description

Полезная модель относится к гидроэнергетике, в частности к установкам, предназначенным для преобразования энергии потока текущей среды, например ручьев, рек, в электрическую. Малые ГЭС имеют ряд преимуществ перед обычными станциями, а именно: возможность располагаться ближе к потребителю, высокий уровень экологичности, меньшие единовременные капитальные затраты и меньший срок окупаемости.The utility model relates to hydropower, in particular, to installations designed to convert the energy of a flow of a current medium, for example, streams, rivers, into electrical energy. Small hydropower plants have several advantages over conventional plants, namely: the ability to be closer to the consumer, a high level of environmental friendliness, lower one-time capital costs and a shorter payback period.

Основной технической проблемой при строительстве малых ГЭС является создание оборудования, характеризующегося оптимальным сочетанием таких показателей, как высокая надежность, простота обслуживания и низкая стоимость.The main technical problem in the construction of small hydropower plants is the creation of equipment characterized by the optimal combination of indicators such as high reliability, ease of maintenance and low cost.

Известны малые ГЭС, в которых гидроэнергетический блок выполнен в виде обратимой гидромашины (см., например, Грянко Л.П., Умов В.А. и др. Обратимые гидромашины. Л.: Машиностроение, 1981, С.263).Small hydropower plants are known in which the hydropower unit is made in the form of a reversible hydraulic machine (see, for example, Gryanko L.P., Umov V.A. et al. Reversible hydraulic machines. L .: Mashinostroenie, 1981, P. 263).

С гидродинамической точки зрения по пропускной способности, уровню КПД и размерам блока, в плане наиболее оптимальным и близким к полезной модели, является капсульный вариант компоновки гидроэнергетического оборудования малой ГЭС.From a hydrodynamic point of view, in terms of throughput, efficiency level and block size, the most optimal and closest to the utility model is the capsule version of the layout of hydropower equipment of a small hydroelectric power station.

Известен капсульный гидроэнергетический блок, включающий вал вращения, ось которого ориентирована вдоль потока, лопасти, закрепленные на втулке и образующее рабочее колесо, генератор и вспомогательное оборудование, заключенные в капсулу (см. Гидроэнергетическое и вспомогательное оборудование ГЭС, Справочное пособие под ред. Ю.С.Васильева, т.1, М.: Энергоатомиздат, 1988).Known capsule hydropower unit, comprising a rotation shaft, the axis of which is oriented along the flow, the blades mounted on the sleeve and forming the impeller, generator and auxiliary equipment enclosed in a capsule (see Hydropower and auxiliary equipment of hydroelectric power plants, Reference manual edited by Yu.S. . Vasilieva, t. 1, M .: Energoatomizdat, 1988).

Такое устройство обладает высоким КПД при использовании напора ~7-10 м. Однако при напорах менее 5 м эффективность работы этого устройства снижается из-за падения КПД. Сложная форма проточного тракта и лопастной системы погружного гидроагрегата увеличивает стоимость изготовления, монтажа и эксплуатации агрегата.Such a device has a high efficiency when using a pressure of ~ 7-10 m. However, with a pressure of less than 5 m, the efficiency of this device decreases due to a drop in efficiency. The complex shape of the flow path and the blade system of the submersible hydraulic unit increases the cost of manufacturing, installation and operation of the unit.

Из уровня техники известен также модульный гидроэнергетический блок, включающий проточный тракт, направляющий аппарат, рабочее колесо гидротурбины реактивного типа, выходной статор, S-образную отсасывающую трубу, снабженную в данном случае двумя конфузорными участками, вал гидротурбины выведен наружу через стенку S-образной отсасывающей трубы к генератору через мультипликатор (см., например, RU 7779 U1, 16.09.1998 или RU 2002101 С1, 30.10.1993).A modular hydropower unit is also known in the art, including a flow path, a guiding apparatus, a jet turbine impeller of an jet type, an output stator, an S-shaped suction pipe equipped in this case with two confuser sections, and a hydraulic turbine shaft is brought out through the wall of the S-shaped suction pipe to the generator through the multiplier (see, for example, RU 7779 U1, 09.16.1998 or RU 2002101 C1, 10.30.1993).

Недостатком известного устройства является его сложность, необходимость врезки конструкции в коллекторную трубу водотока, требование большого напора потока, низкая мобильность, ограниченность использования.A disadvantage of the known device is its complexity, the need to insert the structure into the collector pipe of the watercourse, the requirement of a large flow head, low mobility, limited use.

По наибольшему количеству сходных признаков и достигаемому при использовании результату наиболее близким к полезной моделе является гидроэнергетическая установка, содержащая установленные на опорах на дне водотока генератор и связанные с ним через механизм передачи вращательного момента лопастные турбины (см. патент RU №2362905, кл. F03B 13/10, опубл. 27.08.2008).).According to the greatest number of similar features and the result achieved when using, the closest to a useful model is a hydroelectric power plant containing a generator mounted on supports at the bottom of a watercourse and connected via a rotary torque transmission mechanism (see patent RU No. 2362905, class F03B 13 / 10, published on August 27, 2008).).

Недостатками известного устройства является невозможность наращивать мощность. Задачей полезной модели является создание установки, способной извлекать энергию из текущей среды малого объема и скорости течения, т.е. из узких рек, ручьев, арыков, а также способного увеличивать мощность путем подключения аналогичных устройств.The disadvantages of the known device is the inability to increase power. The objective of the utility model is to create a facility capable of extracting energy from the current medium of small volume and flow velocity, i.e. from narrow rivers, streams, irrigation ditches, and also capable of increasing power by connecting similar devices.

Задача решается, а технический результат достигается тем, что гидроэнергетическая установка, содержащая установленные на опорах на дне водотока генератор и связанные с ним через механизм передачи вращательного момента лопастные турбины, отличающаяся тем, что лопастные турбины расположены до и после генератора. Механизм. передачи вращательного момента может быть выполнен в виде гибкого вала или карданной передачи. Каждая лопастная турбина может быть снабжена кольцом с сеткой.The problem is solved, and the technical result is achieved by the fact that the hydropower installation, comprising a blade turbine mounted on supports at the bottom of a watercourse and connected via a rotational torque transmission mechanism, characterized in that the blade turbines are located before and after the generator. Mechanism. torque transmission can be made in the form of a flexible shaft or cardan drive. Each vane turbine may be provided with a mesh ring.

Сущность полезной модели поясняется чертежами, где схематично изображено расположение элементов установки в ручье, узкой реке или арыке.The essence of the utility model is illustrated by drawings, which schematically shows the location of the installation elements in a stream, narrow river or canal.

Гидроэнергетическая установка содержит генератор 1 и связанные с ним через механизм передачи вращательного момента 2 лопастные турбины 3, установленные на опорах на дне 4 водотока. Лопастные турбины расположены до и после генератора. Механизм передачи вращательного момента 2 может быть выполнен в виде гибкого вала или карданной передачи. Каждая лопастная турбина снабжена кольцом 5 с защитной сеткой от рыб. Имеющиеся на дне реки посторонние предметы, например камень 6, не мешают монтажу установки. Уровень воды показан на чертеже поз.7.The hydropower installation contains a generator 1 and associated with it through a mechanism for transmitting torque 2 vane turbines 3 mounted on supports at the bottom 4 of the watercourse. Vane turbines are located before and after the generator. The torque transmission mechanism 2 can be made in the form of a flexible shaft or cardan transmission. Each blade turbine is equipped with a ring 5 with a protective net from fish. Foreign objects at the bottom of the river, such as stone 6, do not interfere with the installation. The water level is shown in the drawing, item 7.

Работа данной установки ничем не отличается от работы подобных гидроустановок. Водоток в реке вращает лопасти турбин. Это вращение через механизм 4 передается на вал генератора 1, электроэнергия с которого передается по проводам потребителю. При этом все турбины до и после генератора имеют одинаковое направление вращения, позволяющее осуществлять суммирование энергии потока водной среды на валу генератора 1. Расстояние между турбинами определено из условий исключения влияния работы предыдущей турбины на гидравлический поток, действующий на последующую турбину. Система работает подобно бурлакам, тянущим судно по воде.The operation of this installation is no different from the operation of such hydraulic installations. A stream in the river rotates the turbine blades. This rotation through the mechanism 4 is transmitted to the shaft of the generator 1, the electric power from which is transmitted by wire to the consumer. Moreover, all turbines before and after the generator have the same direction of rotation, allowing the summation of the energy of the water flow on the shaft of the generator 1. The distance between the turbines is determined from the conditions excluding the influence of the previous turbine on the hydraulic flow acting on the subsequent turbine. The system works like a hauler pulling a ship through the water.

Полезная модель позволяет обеспечить электроэнергией как индивидуального, так и коллективного потребителя в течении всего года, т.е. не зависимо от времени года.The utility model allows us to provide electricity to both individual and collective consumers throughout the year, i.e. regardless of the time of year.

Claims (3)

1. Гидроэнергетическая установка, содержащая установленные на опорах на дне водотока генератор и связанные с ним через механизм передачи вращательного момента лопастные турбины, отличающаяся тем, что лопастные турбины расположены до и после генератора.1. Hydroelectric installation containing mounted on the supports at the bottom of the watercourse and associated with it through the mechanism of transmission of torque of the rotor blades, characterized in that the blades are located before and after the generator. 2. Установка по п.1, отличающаяся тем, что механизм передачи вращательного момента выполнен в виде гибкого вала или карданной передачи.2. Installation according to claim 1, characterized in that the torque transmission mechanism is made in the form of a flexible shaft or cardan transmission. 3. Установка по п.1 или 2, отличающаяся тем, что каждая лопастная турбина снабжена кольцом с сеткой.

3. Installation according to claim 1 or 2, characterized in that each vane turbine is equipped with a ring with a grid.

Images