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invention
Fédération de Russie Patent RU2221932

centrales DAM Hydro

centrales DAM Hydro

Nom de l'inventeur: Artamonov Alexander; Kolesnichenko Alexander; Sklyarov Victor Fedorovich
Le nom du titulaire du brevet: Artamonov Alexander; Kolesnichenko Alexander; Sklyarov Victor Fedorovich
Adresse de correspondance: 414052, Astrakhan, ul. Yablochkov, 44, kv.57, AS Artamonov
Date de début du brevet: 22.10.2001

Centrale hydroélectrique est conçu pour convertir l'énergie des rivières. hydroélectrique Damless contient les lames et les diaphragmes fondation et de la turbine, l'arbre vertical qui est monté sur une fondation portant des patins et est relié par un engrenage avec électrique. Centrale hydro-électrique est conçu comme une tour fixée à la partie inférieure du dispositif d'ancrage de la rivière, dans lequel la turbine à axe vertical passe à l'intérieur de la tour, et avec les membranes de la turbine sont disposées parallèlement les unes aux autres et pourvue d'aubes directrices, d'une part, et de l'autre côté - des segments cylindriques, dans lequel l'ouverture à travers la cavité crémaillère fixés avec des boulons d'ancrage. Dans hydroélectriques carénages de support creux monté et installé dans les éléments d'ouverture de guidage. À la base des centrales hydroélectriques équipées de tige pointue vertical, encastré dans le fond de la rivière, et la tige avec la partie avant du mécanisme de coupe et de rotation manuelle et hydroélectrique de fixation. La construction de la centrale hydroélectrique permet la conversion de l'énergie de l'eau sans la construction d'un barrage.

DESCRIPTION DE L'INVENTION

L'invention concerne la création et l' exploitation de centrales hydroélectriques sur damless petit, petit, mais surtout sur les grands fleuves puissants avec une plus grande profondeur et la largeur du canal, à un taux de 0,5-1,0 m / s débit et au- dessus, avec la possibilité de les connecter en blocs ou avec hébergement sous une forme dispersée sur la surface de la rivière.

Connu HPP damless avec des roues d'eau, qui sont une sorte de seuil d'énergie pour augmenter la productivité (voir. Programme Melent'ev LA énergie, ed., "Ingénierie", "connaissance", M., 1986, 1, p .20 [1]).

Le principal inconvénient important de construction connue de ce type de HPP est sa faible fiabilité et de puissance, mais aussi l'incapacité de travailler en hiver, avec la formation de la couverture de glace.

Connu et DAM et hydroélectrique, que le transporteur et la partie tournante / arbre / est le câble en acier avec la roue montée sur lui et jeté d'une rive à l'autre / w. "Science et Vie", M., 1976, page 12, 8 [2].

Le principal inconvénient est la petite fiabilité hydroélectrique de damless et une puissance extrêmement faible, et l'incapacité à utiliser, et en hiver avec la formation de la couverture de glace. En outre, les lacunes de tous damless connu HPP est l'impossibilité de leur utilisation sur les grands fleuves navigables à la consommation d'énergie à de grandes profondeurs / énergie hydraulique de l'eau qui coule / et leur inclusion dans le réseau électrique général.

Le plus proche du dispositif revendiqué, un prototype analogique est brevet 2171910 hydroélectrique, contenant installé en ligne avec la structure, constituée de la plaque de fondation, des parois latérales et le plancher avec une salle pour engrenage avec gidrokolesa électrique sur le lieu d'installation. La construction d'une prise d'eau avant ledoreznuyu bonnye et le soutien réseau, et la paroi latérale du côté de l'entrée de l'eau et sa sortie ont une extension formant un convergent, respectivement, le travail et les canaux de diffusion. L'une des parois latérales du canal de travail a un secteur de découpe semi-circulaire par gidrokoleso, qui est monté dans des unités portant au-dessus du fond de la rivière et au-dessous du bord d'une éventuelle couche de glace, respectivement, la partie inférieure - à la fondation et la dalle et la partie supérieure - dans le plafond.

Gidrokoleso est creux, constitué d'une montée de façon rigide sur l'arbre de deux disques horizontaux parallèles qui sont installés à la périphérie et uniformément entre les lames d'une longueur ne dépassant pas 2/3 de son angle de rayon à elle entre 0 et 180 °. Gidrokoleso leurs boîtes de vitesses et des générateurs électriques pour hydroélectrique sa longueur dans le canal de travail peut être plusieurs. le canal de travail de l'entrée et la sortie est munie d'une porte d'eau et l'unité de pompe. La conception de l'appareil vous permet d'augmenter la fiabilité et l'année d'utilisation.

Les principaux inconvénients de analogique significative choisis comme un prototype, sont

- Une consommation élevée de matériaux et le coût de la mise en œuvre d'un bâtiment de deux étages de la boîte d'énergie hydroélectrique;

- Exécution des travaux sur la construction de sous-structures / boîte /, en particulier sur les rivières profondes nécessite l'utilisation de dispositifs spéciaux tels que caissons;

- L'appareil prend en charge ledoreznoy augmente à nouveau la consommation de matières et le coût de l'énergie hydroélectrique;

- Pour le coût de hydroélectrique supplémentaire applique dispositif de porte avec 2 côtés du canal de travail, et l'unité de pompage;

- Utilisation de plusieurs gidrokoles avec leurs boîtes de vitesses et des générateurs électriques dans un canal de travail réduit l'efficacité des roues montées ultérieurement sur le premier, en réduisant le débit d'eau dans le canal et la présence des premières torsions gidrokolesom c. ces roues efficacité devient nettement plus petit que le premier gidrokolesa et augmente le coût de l'hydroélectricité, l'allongement de la chaîne de travail conduira à une valeur encore plus grande;

- Irrational et localiser une centrale hydroélectrique dans la partie centrale de la rivière qui va interférer passer la rivière d'emboutissage profond navires;

- Faible puissance hydroélectrique - de 10 à 100-150 kW, la consommation de matériaux de haute et la production de travaux sur la construction de l'enveloppe du bâtiment sous l'eau entraîne non seulement le coût élevé de la construction, mais aussi le coût élevé d'un kilowatt-heure, et le retour sur investissement à long terme que la construction de routes, en particulier sur les rivières profondes.

Le but de l'invention est l'utilisation de l'énergie hydraulique des rivières, quelle que soit leur «puissance» à la pleine profondeur, autour des années avec la réalisation de la capacité électrique élevée et le travail sur un réseau commun de l'énergie, sans avoir à construire des barrages coûteux, des écluses et des réservoirs avec la préservation des terres dans les villes, amélioration de l'environnement.

RÉSUMÉ DE LA DESCRIPTION INVENTION DES DESSINS

centrales DAM Hydro



où la figure 1 montre une coupe longitudinale à travers une double HPP damless;

La figure 2 représente une coupe transversale III-III vues turbines concave des pales du rotor, et les aubes de guidage du segment cylindrique;

La figure 3 montre une partie d'une turbine en coupe transversale II-II;

La figure 4 montre une coupe longitudinale le long de la tour damless HPP;

La figure 5 est une vue de dessus de la turbine par les lames de coupe partielle, et l'arbre de rotor;

La figure 6 montre une coupe longitudinale du segment cylindrique;

La figure 7 est une vue en coupe transversale du segment;

Fig. 8 est une vue en coupe transversale d'une entretoise creuse et carénage avec le boulon d'ancrage;

La figure 9 montre une coupe longitudinale d'une tour unique petite damless d'énergie hydroélectrique avec une fondation légère, ayant une pointe;

La figure 10 montre une coupe longitudinale à travers des micro hydro;

Fig. La figure 11 montre l'agencement de la rivière damless hydro-électrique avec des dispositifs d'ancrage, notamment sur une installation flottante.

HPP damless comprend /fig.1/ fondation 1, en particulier montés deux tours HPP type 2, avec des puits verticaux 3, dont chacun est monté dans un talon 4 / paliers de butée /. tours HPP séparés diaphragmes horizontaux 5 / ombrée dans le dessin / entre lesquels se trouvent le / image turbine 6 pour plus de simplicité, ils sont présentés sous forme de rectangle avec des lignes diagonales, avec une rotation libre entre diaphragmes 5 sur l'arbre 3.

Entre 5 diaphragme monté cylindrique creux crémaillère 24, fournissant la distance exacte entre les diaphragmes, la connexion de l'ensemble de la structure en même temps et l'intégrité structurale de la tour en raison des boulons d'ancrage 7, ce qui a rassemblé les éléments de la tour à travers la grille 24 et la membrane 5.

Au-dessus des diaphragmes 8 boîtes de vitesses montées 9, fixé par l'intermédiaire d'un accouplement 30 à l'arbre 3 et le manchon 29 avec un moteur électrique de 10 / cm. 4 /. la résistance structurale de la boîte de vitesses au générateur réalisé en les plaçant dans une enveloppe cylindrique 11 par l'intermédiaire de goussets /fig.4/ chaque 12 T-sections, au moyen de goupilles 26 fixées à l'orifice supérieur 8 dans chaque tour HPP. Goussets 12 sont régulièrement espacés sur la circonférence à une distance prédéterminée les unes des autres.

Boulons 27, 28 sont réalisées dans la coquille 11 du générateur et de la boîte de montage (voir. Figure 5). La turbine est représenté sur la figure, comporte un trou 13 pour le passage et la fixation de l'arbre 32 claveté à 3, les lames concaves 14, le rotor 15 combiné dans une turbine décrite à structure unitaire.

Chaque diaphragme 5 est placé un dispositif de guidage de lames 16, 17, 18, 19, 20 et sur le côté opposé de la membrane de la roue de turbine 6 est obturée par les segments cylindriques d'écoulement d'eau venant en sens inverse 21, réalisé sous la forme de "seuil" avec des étagères 22 et fixée sur les broches de diaphragme 23.

Pour éviter tout déplacement des éléments de structure de la tour HPP crémaillère creux 24 sont inclus dans les éléments de guidage 25 du diaphragme.

Pos. 33 - carénages racks 24, pos. 24 - le fond de la rivière, pos. 35 spectacles dans une direction de la flèche de l'eau qui coule, poz.36 - Jumper / pour la force / entre 2 hydroélectrique tour de la centrale électrique. Lors de l'installation unique de la tour du barrage hydroélectrique disponible. Poz.31 - montage en boucle de l'oscillateur.

Tour Works DAM HPP comme suit: pour 1, nous notons que dans la figure 1, les lettres indiquent horizon HBV eau / inondation / GMI - l'horizon de l'eau à faible courant d'eau dans la rivière après la chute des inondations, la surface de la glace est marquée par le mot «glace».

Tour HPP installé sur la fondation dans la rivière, comme indiqué par la flèche 35, pour répondre à l'écoulement de l'eau.

L'eau qui coule entre les aubes de guidage 16-20 formée par des lames incurvées, avec une vitesse prédéterminée et une pression sur les lames concaves 14 qui provoquent la rotation de la turbine 6 par l'arbre 3. Après avoir perdu une partie de sa vitesse et de l'énergie cinétique, l'eau usée circule des aubes de turbine la rivière, comme indiqué par les flèches 60.

Installation de segments cylindriques de 21-22 sur le côté opposé de l'appareil de guidage évite l'écoulement de l'action de la part de la turbine en raison de ses flux surfaces lisses des segments 21 sur toute la hauteur de la tour et toutes les turbines installées sur elle. Afin d'éviter que même l'eau débordante moindre circulant dans les intervalles entre les pales de rotor de 14 turbines et les surfaces des segments 21, chaque pale de rotor 14 de turbine 6 sur les extrémités des plaques d'étanchéité / devices / qu'en parlant aux extrémités des pales du rotor 14 de glissement sur la surface intérieure des segments cylindriques 21, chevauchement au moins une petite, mais pas nécessairement produit dans la fabrication et l'installation des jeux. À la suite de l'application des forces de l'eau qui coule de la rivière, la turbine 6 sur toute la hauteur de la tour est effectuée uniquement dans le guide HPP ailettes 16-20 emplacement de zone avec le débit d'eau dégagée autour des surfaces extérieures des segments 21 sans provoquer de contre-pression pour faire tourner des turbines et ouvrages hydroélectriques damless. La mise en œuvre de pales de rotor de 14 turbines fournit une éducation concave "scoops" et contribue à une utilisation plus efficace de l'énergie cinétique d'un eaux déplaçant librement de la rivière. Ceci est la même direction, à savoir, augmenter l'utilisation de l'énergie cinétique du flux de la rivière à la turbine 6 contribue aux aubes de guidage, dont les lames (16, 17, 18, 19, 20) sont disposés de telle manière profils pour changer la direction de l'écoulement de l'eau de sorte que la direction de son déplacement vers les pales du rotor 14 approchant à la direction perpendiculaire à la tangente à la ligne médiane passant par le diamètre moyen des pales du rotor 14.

Comme le matériau d'étanchéité se termine de pales de rotor 14 est maintenant disponible un grand nombre de différents matériaux: plastique / flexible / caoutchouc diverses modifications, en plastique, et avec un large choix de propriétés qui peuvent fonctionner de façon fiable sa fonction d'étanchéité après une utilisation prolongée HPP et des températures différentes, y compris faible, et il existe une grande variété de matériaux composites à base de métaux et de structures pour les fixer sur les lames.

Exemples 9 et 10 montre HPP damless même construction que vysheopisyvaemoy, mais seulement une petite capacité avec des fondations légères pour une utilisation dans les petits ruisseaux et des rivières, par exemple, la figure. 9 Tour 37 turbines, des fondations et des colonnaire de type 38/39 et tige pointue 40, contribuant à plus centrale de la tour de la stabilité, la boîte de vitesses 41 et le générateur 42.

Sur le micro-HPP 10 ne diffère pas dans la conception à partir d'HPP tour des figures 1 et 9, mais il peut être réduit dans la rivière à partir de bateaux ou de la main de glace, comme la tour elle-même dispose de 43 turbines avec des fondations facilité de type 44 avec une tige aiguisée sur dont l'extrémité possède un dispositif de coupe similaire à borax.

45 microhydroelectric enveloppé manuellement pour engager le fond des rivières forage par l'intermédiaire des tubes 46, portés sur le dispositif, et les tiges supplémentaires 47. La boîte de vitesses 48, le générateur 49.

damless Décrite HPP sont classés comme des petites centrales hydroélectriques, mais cette tour hydroélectrique, qui sont représentées sur la figure 1, peuvent remplacer-type HPS tout plus puissant classique mis en fourrière, et produire de l'électricité au moindre coût d'un kilowatt-heure, de sorte qu'il ne nécessite pas de très complexe et barrages coûteux ou réservoirs, et d'énormes travaux préparatoires accompagnant les barrages hydroélectriques classiques.

Dans ce cas, il est nécessaire de construire une passerelle pour les navires de passage / 11 ne sont pas représentés /, et une grande ou moyenne rivière bloc hydroélectrique de la tour 50 avec des espaces entre eux, comme le montre la figure 11 / à la place de la flèche 59 pour le passage des navires et mis tour de 50 HPS /.

Pour utiliser pleinement toute la puissance hydraulique de la rivière, qui est un travail qui rend un courant dans l'eau de celui-ci (voir manuels pour les écoles secondaires "Hydro", AJ Alexander et al -M:... Energoatomisdat 1988 Page 5. 271 [3]), la tour HPP monté en plusieurs rangées sur la rivière à une distance prédéterminée les uns des autres, et sont fixés à des dispositifs de résistance à la poutre et ancrage de la stabilité 51 et 52. la figure 11 montre que deux rangées de tour HES 50 / Figure 1 HPP tours sont numérotées 2, qui est le même /.

Afin d'éviter tour forte contrainte de lit de la rivière HPP peut être installé à une distance prédéterminée l'une de l'autre à travers le lit de la rivière et à une distance prédéterminée le long de la rivière, non seulement en deux rangées, comme représenté sur la figure 11, mais aussi plusieurs fois plus, en fonction du modèle de calcul et le test.

En outre, le GES peut être construit à partir des unités de réglage individuels, en les collant ensemble, qui ont leur boîte de vitesse et des performances sous-marine électrique. En outre, chaque tour de l'unité est inclus dans le travail quand il correspond aux cycles annuels des fluctuations de débit dans la rivière des inondations, il / toutes les unités fonctionnent à un / à faible eau à faible débit d'altitude - seulement, par exemple, le fond des blocs de tour de HPP. Dans la formation de la couverture de glace comprennent des unités inférieures respectives de travail que sous la couverture de glace.

Dans certains cas, il sera approprié, en particulier sur les rivières de la Sibérie et de l'Extrême-Orient au cours de la formation de la couverture de glace, pour mener à bien le démantèlement des blocs supérieurs tours hydroélectriques de les retenir sous des auvents ou à l'intérieur, que cette période est la plupart de l'année. Permettez-moi de vous rappeler que toutes les centrales hydroélectriques sont attachés les uns aux autres par des cavaliers 36, poutres 51 et 52 dispositifs d'ancrage.

En outre, le circuit de la figure 11 montre le placement de l'unique HPP 53, qui correspond au point 2 de 1 / décrit ci-dessus est celui des dispositifs d'ancrage en petits groupes / 52, les ancres 54 et 55. Les poutres rigides représentés moyens flottants 56 à la poutre 57, avec la tour HPP 58, par exemple, sur la figure 9.

Utilisation de la conception proposée damless HPP fournit de l'électricité pas cher dans une région géographique de la Russie, en particulier, sur les rivières de la Sibérie et de l'Extrême-Orient, mais aussi sur des fins non énergétiques hydroélectriques déjà construites, par exemple, dans les sections du diviseur d'eau Astrakhan et d'autres petits diviseur de l'eau hydro appartenant, dans les canaux d'irrigation . le développement de la rivière Lena devient le lit de la rivière est particulièrement appropriée dans le quartier. Amguema en Tchoukotka et Kamtchatka r.Kronotskoy, en particulier là où il y a une pénurie d'électricité.

En outre, la conception damless HPP réduite permet son installation dans tous les temps et dans le temps le plus court possible, depuis la centrale presque entièrement préparé / produit / usine.

damless Offerts HPP peut réussir à fonctionner en mode autonome avec séquentielle accumulation de capacités de production d'électricité pour les grandes, moyennes et petites ruisselets, ou comme une cascade pour produire des centaines de milliers et des millions de kilowatts de capacité installée ou milliards de kilowatts-heures.

REVENDICATIONS

1. damless hydroélectrique comprenant une fondation et des aubes de turbine et des diaphragmes, dont arbre vertical monté sur un roulement et palier de butée fondation est reliée à un moyen d'engins électriques, caractérisé en ce qu'il est conçu comme une tour fixée au dispositif rivière d'ancrage inférieur, dans lequel l'arbre vertical se prolonge à l'intérieur de la tour de la turbine et la turbine diaphragmes sont parallèles entre elles et muni d'ailettes de guidage d'une part et de l'autre côté - des segments cylindriques, dans lequel l'ouverture à travers la jambe de force creuse fixée par des boulons d'ancrage.

2. hydro-électrique selon la revendication 1, dans lequel les carénages de support creux montés et installés sur les éléments d'ouverture de guidage.

Centrale hydro-électrique selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu 'il est muni de la tige verticale pointue de fondation en creux dans le fond de la rivière, et la partie centrale avec la partie avant de coupe et un mécanisme de rotation manuelle et de fixation hydroélectrique.

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Date de publication 11.01.2007gg