RU2709997C2 - Бесплотинная гидроэлектростанция (БПГЭС) в нижнем бьефе приплотинной гидроэлектростанции (ГЭС) - Google Patents
Бесплотинная гидроэлектростанция (БПГЭС) в нижнем бьефе приплотинной гидроэлектростанции (ГЭС) Download PDFInfo
- Publication number
- RU2709997C2 RU2709997C2 RU2018107343A RU2018107343A RU2709997C2 RU 2709997 C2 RU2709997 C2 RU 2709997C2 RU 2018107343 A RU2018107343 A RU 2018107343A RU 2018107343 A RU2018107343 A RU 2018107343A RU 2709997 C2 RU2709997 C2 RU 2709997C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- hydroelectric power
- power station
- pipe
- dam
- water
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
- E02B—HYDRAULIC ENGINEERING
- E02B9/00—Water-power plants; Layout, construction or equipment, methods of, or apparatus for, making same
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F03B—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS
- F03B17/00—Other machines or engines
- F03B17/06—Other machines or engines using liquid flow with predominantly kinetic energy conversion, e.g. of swinging-flap type, "run-of-river", "ultra-low head"
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F03B—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS
- F03B3/00—Machines or engines of reaction type; Parts or details peculiar thereto
- F03B3/02—Machines or engines of reaction type; Parts or details peculiar thereto with radial flow at high-pressure side and axial flow at low-pressure side of rotors, e.g. Francis turbines
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/20—Hydro energy
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Civil Engineering (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Other Liquid Machine Or Engine Such As Wave Power Use (AREA)
- Hydraulic Turbines (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области гидроэнергетики, конкретно к бесплотинной гидроэлектростанции. Гидроэлектростанция содержит последовательно установленные отвод 1, водоприемник 2, подводящий трубопровод 3 с концентраторами 4, 5 искусственной концентрации кинетической энергии потока воды, гидротурбинный трубопровод 7, кожухи 8 с размещенными в них ковшовыми гидротурбинами и генераторами 9. Гидроэлектростанция установлена в нижнем бьефе приплотинной гидроэлектростанции. Поток воды из отсасывающей трубы поступает в отвод 1. Отвод 1 выполнен в форме круглой, прямоугольной или квадратной трубы, труб с открытым верхом. Водоприемник 2 выполнен в форме усеченных призмы или конуса. В трубопроводе 7 установлен затвор 6. Изобретение направлено на увеличение скорости потока воды и вырабатываемой мощности. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.
Description
Изобретение относится к области гидроэнергетики, и конкретно к гидроэлектростанциям (ГЭС).
Известны следующие типы ГЭС: приплотинные, деривационные, гидроаккумулирующие и приливные. Эти ГЭС требуют создания плотин и водохранилищ.
Водохранилища для крупных ГЭС занимают большие площади земель лесного и сельскохозяйственного назначения и отрицательно влияют на экологию.
Предлагаемые технические решения для бесплотинных ГЭС устранят эти недостатки.
Из уровня техники известна бесплотинная гидроэлектростанция, содержащая последовательно установленные отвод, водоприемник, подводящий трубопровод с концентраторами искусственной концентрации кинетической энергии потока воды, гидротурбинный трубопровод, кожухи с размещенными в них ковшовыми гидротурбинами и генераторами (см. RU 2588165 C1, 27.06.2016, E02B9/00).
Технический результат заключатся в значительном увеличении скорость потока воды и как следствие в увеличении вырабатываемой мощности гидротурбины при незначительных капиталовложениях в строительство БПГЭС.
Указанный технический результат достигается тем, что в бесплотинной гидроэлектростанции, содержащей последовательно установленные отвод, водоприемник, подводящий трубопровод с концентраторами искусственной концентрации кинетической энергии потока воды, гидротурбинный трубопровод, кожухи с размещенными в них ковшовыми гидротурбинами и генераторами, согласно изобретению, гидроэлектростанция установлена в нижнем бьефе приплотинной гидроэлектростанции, поток воды из отсасывающей трубы, поступает в отвод, отводы в форме круглой, прямоугольной или квадратной трубы, труб с открытым верхом, водоприемник выполнен в форме усеченных призмы или конуса, а в гидротурбинном трубопроводе установлен затвор.
Кроме того, подводящий трубопровод выполнен с боковыми сливами.
Кроме того, подводящий трубопровод и отводы выполнены с открытым верхом».
В нижнем бьефе действующей ГЭС устанавливается отвод в форме круглой, прямоугольной или квадратной трубы (труб) с открытым верхом и с разделителем потока, водоприемник (водоприемники) в форме усеченного конуса, соединенного с подводящим трубопроводом, увеличивающим скорость течения потока воды и его кинетическую энергию.
Кинетическая энергия потока воды, поступающей из верхнего бьефа в турбины, используется ими не полностью. Поток воды с неиспользованной кинетической энергией из отсасывающей трубы (труб) поступает в отвод - концентратор, в котором происходит сужение потока с концентрацией кинетической энергии и увеличение скорости его. То же происходит в водоприемнике - концентраторе и последующих концентраторах подводящего трубопровода. Из подводящего трубопровода поток воды поступает в затвор и далее в гидротурбинный трубопровод, отводы сопл. В соплах повышается и концентрируется кинетическая энергия и увеличивается скорость потока на выходе из сопла. Поступая в ковш, кинетическая энергия струи преобразуется в механическую энергию, вращающую рабочее колесо с валом турбины и ротором генератора. В генераторе механическая энергия вращения преобразуется в электрическую энергию.
Бесплотинная ГЭС (фиг. 1), вариант 1, состоит из отвода (поз. 1) круглой, прямоугольной или квадратной формы трубы с открытым верхом и с разделителем потока или без него, водоприемника в форме усеченного конуса или призмы (поз. 2), прямого участка подводящего трубопровода (поз. 3), последовательно размещенных промежуточных концентраторов в форме усеченного конуса или призмы (поз. 4), (поз. 5), (количество концентраторов при необходимости может быть и больше), затвора (поз. 6), гидротурбинного трубопровода (поз. 7), кожухов турбины (поз. 8) с размещением в них вертикальных ковшевых гидротурбин с соплами генераторов (поз. 9).
Вариант 2 (фиг. 2)
Отвод, водоприемник и подводящий трубопровод такие же, как в варианте 1.
В этом варианте устанавливается рядная ковшовая гидротурбина.
Рядная ковшовая гидротурбина (фиг. 2) состоит из гидротурбинного трубопровода (поз. 28), вала (поз. 31) и соединенных с ним рабочих колес (поз. 25), передней опоры с подшипником (поз. 32), задней опоры с подшипником (поз. 26), (при большой длине вала возможна установка промежуточных опор с подшипниками), отвода (поз. 33) к соплу, сопла (поз. 34), генератора (поз. 27) и другого оборудования.
Турбина и генератор вместе с другим оборудованием накрываются кожухом, состоящим из частей с перегородками, которые отделяют ковшевые рабочие колеса друг от друга и от генератора (на фиг. 2 не показаны).
Вариант 3 (фиг. 3)
Отвод, водоприемник и подводящий трубопровод такие же, как в варианте 1.
Вертикальная ярусная ковшовая гидротурбина состоит из корпуса (поз. 21), установленного на фундаменте (поз. 20), слива (поз. 23), нижнего направляющего подшипника (поз 24), вала турбины (поз. 15) с установленными на нем ковшевыми рабочими колесами (поз. 10), кронштейнами (поз. 16), отводами (поз. 17) от гидротурбинного трубопровода к распределителям (поз. 11), сопл (поз. 18), щитов-поддонов (поз. 19), отводов к соплам (поз. 12), верхнего направляющего подшипника (поз. 13) и генератора (поз. 14).
При большой длине вала турбины возможна установка промежуточных направляющих подшипников. Направляющие подшипники могут быть и на водяной смазке.
Поток воды с ковшей рабочих колес сливается на щиты-поддоны и далее через слив в нижний бьеф ГЭС.
Для увеличения скорости течения между водоприемником и гидротурбинным трубопроводом последовательно устанавливаются промежуточные концентраторы в форме усеченного конуса или призмы. Для снижения потерь от мягкого трения подводящий трубопровод от водоприемника до гидротурбинного трубопровода должен быть с открытым верхом. При очень низкой температуре воздуха, в зимнее время, наружная поверхность закрытого гидротурбинного трубопровода и концентраторов может покрываться теплоизоляцией.
Поток воды из отсасывающей трубы гидротурбины, пройдя через водоприемник - концентратор и концентраторы подводящего трубопровода, значительно увеличивает скорость и кинетическую энергию в результате сужения его и, как следствие, вырабатываемую мощность гидротурбины при незначительных капиталовложениях в строительство БПГЭС.
При аварийной ситуации, когда поток воды, поступающей на БПГЭС, перекрывается затвором, излишки воды через сливы в боковых сторонах подводящего трубопровода сливаются в нижний бьеф ГЭС, а при использовании БПГЭС на реках - в русло реки.
БПГЭС могут подключаться к сети или работать в автономном режиме.
Экономический эффект в составе БПГЭС достигается за счет значительного снижения стоимости кВт установленной мощности, кВт вырабатываемой электроэнергии, уменьшения времени строительства и окупаемости.
Claims (3)
1. Бесплотинная гидроэлектростанция, содержащая последовательно установленные отвод, водоприемник, подводящий трубопровод с концентраторами искусственной концентрации кинетической энергии потока воды, гидротурбинный трубопровод, кожухи с размещенными в них ковшовыми гидротурбинами и генераторами, отличающаяся тем, что гидроэлектростанция установлена в нижнем бьефе приплотинной гидроэлектростанции, поток воды из отсасывающей трубы поступает в отвод, отводы в форме круглой, прямоугольной или квадратной трубы, труб с открытым верхом, водоприемник выполнен в форме усеченных призмы или конуса, а в гидротурбинном трубопроводе установлен затвор.
2. Гидроэлектростанция по п. 1, отличающаяся тем, что подводящий трубопровод выполнен с боковыми сливами.
3. Гидроэлектростанция по п. 1, отличающаяся тем, что подводящий трубопровод и отводы выполнены с открытым верхом.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2018107343A RU2709997C2 (ru) | 2018-02-27 | 2018-02-27 | Бесплотинная гидроэлектростанция (БПГЭС) в нижнем бьефе приплотинной гидроэлектростанции (ГЭС) |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2018107343A RU2709997C2 (ru) | 2018-02-27 | 2018-02-27 | Бесплотинная гидроэлектростанция (БПГЭС) в нижнем бьефе приплотинной гидроэлектростанции (ГЭС) |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2018107343A RU2018107343A (ru) | 2019-08-27 |
| RU2018107343A3 RU2018107343A3 (ru) | 2019-08-27 |
| RU2709997C2 true RU2709997C2 (ru) | 2019-12-23 |
Family
ID=67733475
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2018107343A RU2709997C2 (ru) | 2018-02-27 | 2018-02-27 | Бесплотинная гидроэлектростанция (БПГЭС) в нижнем бьефе приплотинной гидроэлектростанции (ГЭС) |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2709997C2 (ru) |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SE301127B (ru) * | 1963-08-23 | 1968-05-20 | Charmilles Sa Ateliers | |
| FR2497877A2 (fr) * | 1978-01-03 | 1982-07-16 | Lestage Pierre | Groupe mobile, turbo-hydraulique, generateur d'electricite, immergeable |
| SU1386735A1 (ru) * | 1986-05-29 | 1988-04-07 | Куйбышевский Филиал Всесоюзного Проектно-Изыскательского И Научно-Исследовательского Института "Гидропроект" Им.С.Я.Жука | Гидротурбинна установка |
| US20100133841A1 (en) * | 2007-06-05 | 2010-06-03 | Voith Patent Gmbh | Hydroelectric power plant |
| UA79048U (ru) * | 2012-10-03 | 2013-04-10 | Анатолий Юрьевич Галецкий | Система преобразования энергии текучих сред |
| RU2588165C1 (ru) * | 2015-01-13 | 2016-06-27 | Михаил Николаевич Кондратьев | Речная гидроэлектростанция |
-
2018
- 2018-02-27 RU RU2018107343A patent/RU2709997C2/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SE301127B (ru) * | 1963-08-23 | 1968-05-20 | Charmilles Sa Ateliers | |
| FR2497877A2 (fr) * | 1978-01-03 | 1982-07-16 | Lestage Pierre | Groupe mobile, turbo-hydraulique, generateur d'electricite, immergeable |
| SU1386735A1 (ru) * | 1986-05-29 | 1988-04-07 | Куйбышевский Филиал Всесоюзного Проектно-Изыскательского И Научно-Исследовательского Института "Гидропроект" Им.С.Я.Жука | Гидротурбинна установка |
| US20100133841A1 (en) * | 2007-06-05 | 2010-06-03 | Voith Patent Gmbh | Hydroelectric power plant |
| UA79048U (ru) * | 2012-10-03 | 2013-04-10 | Анатолий Юрьевич Галецкий | Система преобразования энергии текучих сред |
| RU2588165C1 (ru) * | 2015-01-13 | 2016-06-27 | Михаил Николаевич Кондратьев | Речная гидроэлектростанция |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2018107343A (ru) | 2019-08-27 |
| RU2018107343A3 (ru) | 2019-08-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| TW201804074A (zh) | 低水頭大流量川渠水輪機 | |
| US7918087B1 (en) | System for relocating and converting potential energy of water without dams | |
| Khattak et al. | Common type of turbines in power plant: a review | |
| RU2709997C2 (ru) | Бесплотинная гидроэлектростанция (БПГЭС) в нижнем бьефе приплотинной гидроэлектростанции (ГЭС) | |
| Park et al. | Analysis of a pico tubular-type hydro turbine performance by runner blade shape using CFD | |
| JPH10299636A (ja) | 同水多段式水力発電 | |
| KR20150080713A (ko) | 수로 발전장치 | |
| US11434866B2 (en) | Water current catcher system for hydroelectricity generation | |
| JP6464492B2 (ja) | 小水力発電用水車 | |
| Halder et al. | Efficient hydroenergy conversion technologies, challenges, and policy implication | |
| JP6782378B1 (ja) | 幅が狭く低流速の水路において利用可能な水力発電システム | |
| GB2330625A (en) | Wave/river power generating system | |
| US20160169028A1 (en) | Low flow power generation | |
| GB2439832A (en) | Turbine in power station cooling tower outlet | |
| CN109162855B (zh) | 一种涡扇水轮加力发电*** | |
| CN207454161U (zh) | 江河截流式水力发电站 | |
| RU2657044C2 (ru) | Бесплотинная гидроэлектростанция (БПГЭС) | |
| RU2157870C2 (ru) | Гидроэлектростанция | |
| Lee et al. | Performance analysis of a counter-rotating tubular type micro-turbine by experiment and CFD | |
| CN101846030A (zh) | 一种管道水力集群式半循环发电站 | |
| Ramos et al. | Small hydro as one of the oldest renewable energy sources | |
| RU2636971C2 (ru) | Речная бесплотинная гидроэлектростанция со ступенчатым концентратором и вертикальной ковшевой ярусной гидротурбиной | |
| Georgescu et al. | Hydraulic balancing of the cooling water system of a pumped storage power plant | |
| RU2348830C1 (ru) | Способ увеличения мощности гэс и гидроэлектростанция | |
| RU103368U1 (ru) | Каскад деривационных гидроэлектростанций |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20200228 |