початок розділу Виробничі, аматорські радіоаматорські Авіамодельний, ракетомодельного Корисні, цікаві	хитрощі майстру електроніка фізика технології винаходи	таємниці космосу таємниці Землі таємниці Океану хитрощі Карта розділу
Використання матеріалів сайту дозволяється за умови посилання (для сайтів - гіперпосилання)

ВИНАХІД
Патент Російської Федерації RU2216644

гідротурбіни ВСТАНОВЛЕННЯ

Ім'я винахідника: Бритвин С.О .; Усачов І.М .; Галустов К.З .; Історик Б.Л .; Шполянський Ю.Б. .; Семенов І.В .; Кондрашов Ю.В .; Ткаченко А.П.
Ім'я патентовласника: Російське відкрите акціонерне товариство енергетики і електрифікації (РАО "ЄЕС Росії"); Відкрите акціонерне товариство "Науково-дослідний інститут енергетичних споруд"
Адреса для листування: 115201, Москва, Каширське ш., 22, корп.3, АТ ВНІІЕ, пат.- правової отд., Комн.702, пат.пов. М.Б.Щедріну
Дата початку дії патенту: 2001.12.27

Винахід призначений для використання в якості приливних електростанцій і низьконапірних річкових гідроелектростанцій. Пристрій містить, щонайменше, дві турбіни, горизонтально-соосно встановлені в водоводі, і один генератор. Турбіни виконані ортогональними поперечно-струминними, їх вали орієнтовані поперек водоводу установки, який розділений, щонайменше, одним бичком на турбінні водоводи, і з'єднані блоком кінематичної зв'язку, який розміщений в герметичній порожнині, утвореної в тілі бичка. Як блок кінематичного зв'язку використаний генератор, виконаний з наскрізним валом, що з'єднує вали турбін. Блок кінематичного зв'язку може бути виконаний у вигляді додатково введеного мультиплікатора з наскрізним тихохідним валом, що з'єднує вали турбін. Блок кінематичного зв'язку і може включати генератор, виконаний з наскрізним валом, і два додатково введених мультиплікатора, при цьому швидкохідні вали мультиплікаторів з'єднані валом генератора, а тихохідні - з валом відповідної турбіни. Установка може бути виконана у вигляді володіє власною плавучістю блок-модуля гідроенергетичного споруди. Технічний результат - підвищення ефективності використання енергії водного потоку.

ОПИС ВИНАХОДИ

Винахід відноситься до області гідроенергетичного будівництва і може бути використано при спорудженні приливних електростанцій (ПЕС) і низьконапірних річкових гідроелектростанцій (ГЕС).

Відомі гідротурбінні установки, що містять встановлену в водоводі ортогональну турбіну, вал якої розташований перпендикулярно поздовжньої осі водоводу і кінематично пов'язаний з валом генератора [1], [2].

Недолік установок [1] ​​і [2] - практична неможливість об'єднання декількох турбін в загальний гідроагрегат для роботи на один генератор, що пов'язано, зокрема, з вертикальним розташуванням вала турбіни.

Відома обрана в якості прототипу гідротурбіни установка, що містить, дві турбіни, горизонтально-соосно встановлені в водоводі, і один генератор [3].

У пристрої-прототипі співвісні вали турбін орієнтовані уздовж водоводу і пов'язані мультиплікатором, розміщеним в герметичній капсулі в центрі водоводу, з вертикальним валом генератора, встановленого поза водоводу.

Недолік прототипу - низька ефективність використання енергії водного потоку, що проходить через перетин водоводу. Це обумовлено тим, що в пристрої-прототипі турбіни (пропелерного типу) працюють по черзі в залежності від напрямку потоку, і тим, що капсула з мультиплікатором, розміщена в центрі робочого перетину водоводу, частково перекриває обертає турбіни робочий потік, який в пристрої-прототипі спрямований уздовж валів турбін.

Завдання винаходу - підвищення ефективності використання водного потоку, що проходить через робочий перетин водоводу.

Предметом винаходу є гідротурбіни установка, що містить, щонайменше, дві турбіни, горизонтально-соосно встановлені в водоводі, і один генератор, що відрізняється відповідно до винаходу тим, що турбіни виконані ортогональними поперечно-струминними, їх вали орієнтовані поперек водоводу установки, який розділений, по щонайменше, одним бичком на турбінні водоводи, і з'єднані блоком кінематичної зв'язку, який розміщений в герметичній порожнині, утвореної в тілі бичка.

Це дозволяє підвищити ефективність використання водного потоку, що проходить через робочий перетин водоводу, і відповідно підвищити енерговіддачу установки.

Винахід має наступні варіантні розвитку для окремих випадків його реалізації:

- В якості блоку кінематичного зв'язку може бути використаний генератор, виконаний з наскрізним валом, що з'єднує вали турбін;

- Блок кінематичного зв'язку може бути виконаний у вигляді додатково введеного мультиплікатора з наскрізним тихохідним валом, що з'єднує вали турбін;

- Блок кінематичного зв'язку може включати генератор, виконаний з наскрізним валом, і два додатково введених мультиплікатора, при цьому швидкохідні вали мультиплікаторів з'єднані валом генератора, а тихохідні - з валом відповідної турбіни.

Це дозволяє оптимізувати склад і компоновку електромеханічного обладнання установки.

Крім того, винахід має розвиток, що передбачає виконання установки у вигляді володіє власною плавучістю блок-модуля гідроенергетичного споруди.

Це дає можливість використовувати для зведення річковий ГЕС або ПЕС наплавний спосіб, що дозволяє виготовляти і налагоджувати великогабаритний блок-модуль гідроспоруди на заводі-виробнику, а потім доставляти його на плаву до місця будівництва гідроспоруди.

Подальший розвиток винаходу полягає в тому, що блок-модуль містить греблю або фрагмент греблі гідроенергетичного споруди у вигляді порожнього верхньої будови над водоводом установки.

Це спрощує будівництво гідростанції.

Верхня будова може бути виконано коротше водоводу установки в напрямку руху блок-модуля.

Це підвищує ледостойких гідроспоруди.

Креслення ілюструє приклад здійснення винаходу (з урахуванням його розвитку) в двухтурбінний установці з розміщенням в порожнині бичка генератора і двох мультиплікаторів. На фіг.1 показаний розріз А-А установки в площині, перпендикулярній осі турбін, на фіг.2 - її розріз Б-Б в плані на рівні осей турбін.

Установка (див. Фіг. 1 і 2) містить водовід 1 установки, розділений бичком 2 на два турбінних водоводу 3 і 4. У водоводах 3 і 4 розміщені ортогональні поперечно-струменеві турбіни 5 і 6. Вали 7 і 8 турбін 5 і 6 встановлені горизонтально і соосно поперек водоводу 1 (і водоводів 3 і 4). Розділовий бичок 2 виконаний порожнистим і розширеним в середній частині. Вали 7 і 8 турбін з'єднані блоком 9 кінематичного зв'язку, який розміщений в герметичній порожнині 10 бичка 2, обладнаної у вигляді машинного залу. В окремому випадку здійснення винаходу, представленому на кресленні, блок 9 містить генератор 11 і два мультиплікатора 12. Швидкохідні вали 13 двох мультиплікаторів 12 з'єднані наскрізним валом 14 генератора 11. Тихохідний вал 15 кожного мультиплікатора 12 з'єднаний з валом 7 або 8 відповідної турбіни.

Як мультиплікаторів 12 можуть бути використані відносно дешеві одноступінчасті горизонтальні циліндричні редуктори.

Винахід передбачає і можливість відмови від використання мультиплікаторів 12 шляхом прямого з'єднання валів 7 і 8 наскрізним горизонтальним валом генератора 11, який в цьому випадку повинен бути низькообертовий. Хоча діаметр генератора збільшується при цьому в кілька разів, він вільно розміщується в порожнині 10. Можлива і реалізація винаходи з розміщенням в порожнині бичка 2 тільки одного мультиплікатора, що з'єднує вали 7 і 8 своїм тихохідним наскрізним валом, і виносом генератора 11 (вал якого при цьому кінематично пов'язаний з швидкохідних валом мультиплексора), наприклад, в верхню частину установки.

Для управління турбінами 5 і 6 водоводи 3 і 4 можуть бути забезпечені робочими затворами 16.

На фіг. 2 показано виконання установки, коли з кожного боку бичка 2 встановлено по одній ортогональної турбіни. Можлива і реалізація винаходи у вигляді установки з декількома турбінними водоводами і турбінами з кожного боку бичка 2, з'єднаними в один гідроагрегат. При цьому установка може містити кілька блоків 9, кінематично з'єднують вали турбін і розміщених в герметичних порожнинах, утворених у відповідних бичків.

Установка використовується в складі пригреблева гідроелектростанції (приливної або річковий) і працює наступним чином.

Після відкриття затворів 16 турбіни 5 і 6 обертаються під дією напору води, що протікає по їх турбінним водоводах 3 і 4, який забезпечується різницею рівнів води між верхнім і нижнім бьефами (див. Фіг.1).

На річковий ГЕС більш високі рівні води з боку водосховища верхнього б'єфу і нижчі за греблею (в нижньому б'єфі). На ПЕС більш високі рівні спостерігаються то з одного, то з іншого боку водоводу 1, що пов'язано з природним чергуванням припливів і відливів. Ортогональні турбіни 5 і 6 можуть працювати в двосторонньому турбінному режимі, тобто при періодичній зміні напрямку течії води з турбінного водоводу. При цьому напрямок обертання турбін (а отже, і генератора 1) залишається незмінним.

Запропоноване технічне рішення дозволяє підвищити (по відношенню до прототипу) ефективність використання водного потоку, що проходить через робочий перетин водоводу. Запропоноване рішення допускає і додаткове підвищення енерговіддачі шляхом оптимізації геометрії проточних трактів турбін відповідно до [2].

Крім того, до переваг запропонованого рішення відноситься:

- Можливість компактно і зі зручностями для експлуатації розмістити гідроагрегат, який об'єднує в собі генератор (и) і кілька турбін;

- Можливість зменшити число гідроагрегатів на багатоагрегатного ПЕС або річкових ГЕС і тим самим знизити вартість електромеханічного обладнання електростанції;

- Можливість використовувати в многотурбінних агрегатах ортогональні турбіни - дешевші, ніж традиційні осьові (наприклад, пропелерного типу).

Установка може бути виконана у вигляді володіє власною плавучістю блок-модуля гідроенергетичного споруди.

У цьому випадку отвори турбінних водоводів 3 і 4 повинні бути забезпечені засобами для установки і зняття транспортних затворів 17, наприклад ботопортом (плаваючих затворів), а й засобами тимчасової герметизації.

Виконання запропонованої установки у вигляді володіє власною плавучістю блок-модуля дає можливість використовувати наплавний спосіб зведення гідроелектростанції, що включає промислове виготовлення і налагодження блок-модулів (з гідроагрегатами і всім електромеханічним обладнанням машинного залу) на заводі-виробнику і їх доставку на плаву до місця експлуатації.

Плавучий блок-модуль може містити греблю або фрагмент греблі гідроелектростанції (ПЕС або вій ГЕС) у вигляді порожнього верхньої будови 18 над водоводом 1.

Для підвищення ледостойких споруджуваного гідроспоруди ширина греблі (верхньої будови) може бути вкорочена по відношенню до довжини водоводу 1 і бичка 2 (див. Фіг.1).

ДЖЕРЕЛА ІНФОРМАЦІЇ

1. Авт. свид СРСР 1606731, МПК F 03 B 1/00, 1990 г.

2. Патент РФ 2044155, МПК F 03 B 1/00, 1995 г.

3. Авт. свид. СРСР 1280178, МПК F 03 B 13/10, 1986 р

ФОРМУЛА ВИНАХОДУ

1. гідротурбіни установка, що містить, щонайменше, дві турбіни, горизонтально-соосно встановлені в водоводі, і один генератор, що відрізняється тим, що турбіни виконані ортогональними поперечно-струминними, їх вали орієнтовані поперек водоводу установки, який розділений, щонайменше, одним бичком на турбінні водоводи, і з'єднані блоком кінематичної зв'язку, який розміщений в герметичній порожнині, утвореної в тілі бичка.

2. Установка за п. 1 відрізняється тим, що в якості блоку кінематичного зв'язку використаний генератор, виконаний з наскрізним валом, що з'єднує вали турбін.

3. Установка по п. 1 відрізняється тим, що блок кінематичного зв'язку виконаний у вигляді додатково введеного мультиплікатора з наскрізним тихохідним валом, що з'єднує вали турбін.

4. Установка за п. 1 відрізняється тим, що блок кінематичного зв'язку включає генератор, виконаний з наскрізним валом, і два додатково введених мультиплікатора, при цьому швидкохідні вали мультиплікаторів з'єднані валом генератора, а тихохідні - з валом відповідної турбіни.

5. Установка за п. 1 відрізняється тим, що вона виконана у вигляді володіє власною плавучістю блок-модуля гідроенергетичного споруди.

6. Установка за п. 5, що відрізняється тим, що блок-модуль містить греблю або фрагмент греблі гідроенергетичного споруди у вигляді порожнього верхньої будови над водоводом установки.

7. Установка за п. 6, яка відрізняється тим, що верхня будова коротше водоводу установки.

Версія для друку
Дата публікації 12.01.2007гг

НОВІ СТАТТІ ТА ПУБЛІКАЦІЇ
	Технологія виготовлення універсальних муфт для бесварочного, безрезьбовиє, бесфлянцевого з'єднання відрізків труб в трубопроводах високого тиску (мається відео)
	Технологія очищення нафти і нафтопродуктів
	Про можливість переміщення замкнутої механічної системи за рахунок внутрішніх сил
	Світіння рідини в тонких діелектричних каналох
	Взаємозв'язок між квантової і класичної механікою
	Міліметрові хвилі в медицині. Новий погляд. ММВ терапія
	магнітний двигун
	Джерело тепла на базі нососних агрегатів