close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Патент BY5002

код для вставкиСкачать
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ПАТЕНТУ
РЕСПУБЛИКА БЕЛАРУСЬ
BY (11) 5002
(13) C1
(19)
7
(51) F 03B 13/00
(12)
НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР
ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ
СОБСТВЕННОСТИ
(54)
РЕЧНАЯ ЭЛЕКТРОСТАНЦИЯ
(21) Номер заявки: a 19980804
(22) 1998.08.27
(46) 2003.03.30
(71) Заявители: Кузнецов Владимир Васильевич; Сычик Василий Андреевич (BY)
(72) Авторы: Кузнецов Владимир Васильевич; Сычик Василий Андреевич (BY)
(73) Патентообладатели: Кузнецов Владимир Васильевич; Сычик Василий Андреевич (BY)
BY 5002 C1
(57)
1. Речная электростанция, содержащая обводной канал с водозаборником, входным и
выходным каналами, турбинным отсеком с турбоэлектрогенератором, отстойником и водоводом, отличающаяся тем, что обводной канал выполнен в донной части вдоль русла
реки в форме повернутого сифонного водосброса и имеет корытообразное продольное сечение, при этом турбинный отсек с турбоэлектрогенератором и отстойник расположены в
горизонтальной части обводного канала, а входной и выходной каналы выполнены в виде
наклонных участков обводного канала с размещенными в них винтообразными спиралями, причем входной канал снабжен системой водоводов и фильтров, а выходной канал
снабжен устройством восприятия инерционного потока реки.
2. Речная электростанция по п. 1, отличающаяся тем, что винтообразная спираль содержит цилиндрическую и экспоненциальную части, соотношение которых составляет
1:2.
3. Речная электростанция по п. 1 или 2, отличающаяся тем, что входной и выходной
каналы наклонены к продольной оси русла реки под углом 30°÷36°.
Фиг. 1
BY 5002 C1
(56)
SU 1798531 A1, 1993.
SU 1300188 A1, 1987.
RU 92001741 A, 1995.
RU 93019502 A, 1995.
DE 3800192 A1, 1988.
US 3992125 A, 1976.
JP 05026147 A, 1993.
Изобретение относится к области энергетики и может быть использовано при строительстве речных гидроэлектрических станций.
Известна речная электростанция [1], которая содержит несущую раму, погруженную
под уровнем воды, установленный на ней ряд реактивных гидротурбин, размещенных в
отдельных корпусах и соединенных при помощи конических зубчатых передач с выходными валами, с которыми посредством муфт связан электрогенератор. Корпуса гидротурбин выполнены сетчатыми и снабжены тканевыми оболочками. Недостатками такой
электростанции являются: сложность конструкции, использование ненадежных в работе
тканевых оболочек, невысокий коэффициент полезного действия.
В [2] описана речная электростанция, включающая генераторы, установленные на основании, турбинное колесо, жестко связанное с валом и закрытое защитным кожухом.
Этот тип станций также обладает невысокой надежностью в работе и низким КПД.
Прототипом предлагаемого изобретения является речная электростанция, описанная в
[3]. Она состоит из плотины, обводного канала, в котором размещены турбины, установленных на домкратах электрогенераторов, соединительных муфт. Обводной канал покрыт бетонными плитами.
Недостатками устройства-прототипа является:
1. Сложность конструкции, обусловленная размещением электрогенераторов на домкратах с многоступенчатой системой передачи вращения от вала турбины к генератору.
2. Невысокий КПД, обусловленный неэффективным использованием гидродинамических свойств текущей в обводном канале жидкости и сложной системой передачи
вращения от гидротурбины к генератору.
Техническим результатом изобретения является повышение эффективности работы
электростанции, ее КПД, оптимальное использование гидродинамических свойств жидкости, то есть возможность размещения на мелких реках и упрощение конструкции электростанции.
Поставленная задача достигается тем, что в речной электростанции, содержащей обводной канал с водозаборником, входной и выходной каналы, турбинный отсек с турбоэлектрогенератором, отстойником и водоводом, обводной канал выполнен в донной части
вдоль русла реки в форме повернутого сифонного водосброса и имеет корытообразное
продольное сечение, при этом турбинный отсек с турбоэлектрогенератором и отстойник
расположены в горизонтальной части обводного канала, а входной и выходной каналы
выполнены в виде наклонных участков обводного канала с размещенными в них винтообразными спиралями, причем входной канал снабжен системой водоводов и фильтров.
Винтообразная спираль содержит цилиндрическую и экспоненциальную части, соотношение которых составляет 1:2, входной и выходной каналы наклонены к продольной оси
русла реки под углом 30°...36°.
Сущность изобретения поясняет чертеж, где на фиг. 1 изображен главный вид речной
электростанции, а на фиг. 2 - сечения ее отдельных частей.
Речная электростанция (РЭС) включает обводной канал, где размещены водозаборник
1, входной канал (водовод) 2, турбинный отсек 3, отстойник 4 и выходной канал 5, причем
2
BY 5002 C1
входной канал 2 и выходной канал 5 являются наклонными участками обводного канала.
Обводной канал, как показано на фиг. 1, размещен в донной части реки вдоль ее русла,
выполнен в форме повернутого сифонного водосброса и имеет корытообразное продольное сечение. Водозаборник 1 и выходной канал 5 входят в русло реки 6.
Водозаборник 1 содержит секционные направляющие потока 7 с окнами 8, защищенными фильтром в виде ряда металлических сеток. Разрез секционной направляющей 7
представлен на фиг. 2. Во входном канале 2 цилиндрической формы установлена винтообразная спираль 9, сечение которой изображено на фиг. 2. В турбинном отсеке 3 обводного канала, установленном в плоскости параллельно направлению течения, размещена
лопастная турбина 10 на ведущем валу 11. Число рядов лопастей в турбине 10 определяется расчетной мощностью РЭС и может составлять от 2 до 30. Через редуктор 12 ведущий вал турбины 10 связан с ведомым валом 13, на котором установлен маховик 14,
посредством опорных стоек 15. Ведомый вал 13 через редуктор 16 связан с турбоэлектрогенератором 17. Разрез силовой части РЭС, где представлены турбина 10, ведущий вал 11,
ведомый вал 13, редуктор 12, маховик 14 и электрогенератор 17, изображен на фиг. 2.
Водяной поток из турбинного отсека 3 через отстойник 4 направляется к выходному
каналу 5, снабженному устройством восприятия инерционного потока реки, содержащего
окна 18 инерционного потока воды с саморегулируемой заслонкой 19 и направляющие 20.
Выходной канал 5 содержит водоводы 21, повышающие разность давлений водяного потока на входном 2 и выходном 5 каналах. Их число определяется требуемой разностью
давлений, то есть производительностью и мощностью РЭС и составляет от 2 до 10 и более. Секционные направляющие 7 с окнами 8 обеспечивают повышение пропускной способности входного канала 2. Винтовая спираль 9 придает вращение водяному потоку, то
есть улучшает его гидродинамические свойства. Винтовая спираль 9 изготавливается из
нержавеющих, обладающих высокой жесткостью материалов и может быть выполнена
как цилиндрической формы, так и представленной на фиг. 2 формы, то есть острием она
направлена навстречу потоку, а огибающая спирали соответствует экспоненте, причем
отношение цилиндрической и экспотенциальной частей винтовой спирали 9, составляет
1:2. В результате эксперимента установлено, что лобовое сопротивление водяному потоку
снижается более чем в 2 раза. Обводной канал изготавливается из бетона (железобетона)
цилиндрической или овальной формы, при этом его входной канал 2 и выходной канал 5
наклонены к направлению течения реки под углом 30°...36°, что обеспечивает оптимальную пропускную способность водяного потока по повернутому сифонному водосбросу, то
есть обводному каналу, в результате повышается мощность и КПД электростанции. Для
улучшения гидродинамических свойств водяного потока и повышения КПД РЭС в области выходного канала 5 непосредственно за отстойником 4 может находиться вторая винтообразная спираль. Водоводы 21 размещаются следующим образом: первый водовод
находится на уровне выходного канала 5, второй водовод смещен к руслу реки и последующие водоводы также смещены к предыдущим на эквивалентные расстояния в том же
направлении. Такое размещение водоводов 21 улучшает процесс инерционного всасывания рекой водяного потока с выходного канала 5, то есть повышает мощность и КПД РЭС.
В результате выполнения обводного канала в форме повернутого сифонного водосброса, расположенного в донной части русла реки, размещения во входном 2 и выходном
5 каналах, которые наклонены к продольной оси русла реки под углом 30°...36°, винтообразных спиралей 9, причем входной канал 2 снабжен системой водоводов, а выходной канал 5 снабжен устройством восприятия инерционного потока, достигается решение
поставленной задачи, то есть возможность строительства серии речных электростанций на
малых мелководных реках, которые могут генерировать электроэнергию 200...600 кВт и
выше, при этом КПД таких РЭС более чем в 2 раза превышает КПД электростанцийаналогов.
3
BY 5002 C1
При поступлении через защищенные фильтром окна 8 водозаборника 1 водяного потока во входной канал 2 поток получает посредством винтообразной спирали 9 вращательное движение, то есть высокие гидродинамические параметры, и, ударяясь в лопасти
турбины 10, приводит в действие посредством системы: ведущий вал турбины 11 - редуктор 16 электрогенератор 17, который и вырабатывает электрическую энергию. Проходя
отстойник 4, выходной канал 5 водяной поток с помощью второй винтовой спирали 9 получает дополнительную энергию и эффективно посредством водоводов 21 вытекает в русло реки.
Создан лабораторный макет речной электростанции по представленной на фиг. 1 конструкции, который, как показали результаты лабораторных испытаний, эффективно использует энергию малых рек. Изготовленная в номинальных размерах по указанной на
фиг. 1 конструкции речная электростанция на малых реках шириной 10...50 м и глубиной
2...3 м позволяет, как показали результаты расчета и эксперимента, генерировать электроэнергию мощностью 200...600 кВт и выше, при этом ее КПД более чем в 2 раза превышает
КПД электростанций-аналогов.
Технико-экономические преимущества предлагаемой речной электростанции в сравнении с прототипом и другими аналогами:
1. Более чем в 2 раза повышается КПД РЭС.
2. Существенно упрощается конструкция гидроэлектростанции.
Источники информации:
1. А.с. СССР 1300188, МПК, F 03В 13/12.
2. Патент США 4104536, МПК F 03В 13/00.
3. А.с. СССР 1798531, МПК, F 03В 13/00.
Фиг. 2
Национальный центр интеллектуальной собственности.
220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
0
Размер файла
116 Кб
Теги
патент, by5002
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа