МОБИЛЬНОЕ ГИДРОЭНЕРГЕТИЧЕСКОЕ СООРУЖЕНИЕ МНОГОРАЗОВОГО ИСПОЛЬЗОВАНИЯ (ВАРИАНТЫ)
MOBILE HYDROPOWER STRUCTURE OF MULTIPLE USE (VERSIONS)

Изобретение относится к гидротехническому и гидроэнергетическому строительству и может быть использовано при строительстве водоподпорных сооружений, в том числе при чрезвычайных ситуациях, для создания небольших мобильных гидроэлектростанций.
Известно устройство плотины, включающее гибкие оболочки, выполненные по ширине водотока, по верхним кромкам соединенные вантовыми системами, причем нижние кромки закреплены неподвижно.
Причинами, препятствующими получению требуемого технического результата, являются громоздкость и большая точность при его строительстве [1].
Известно устройство водосливной плотины, включающее гибкие незамкнутые водоподпорную и замкнутую водобойную оболочки, понур и рисберму, отверстия в средней части оболочки [2].
Причинами, препятствующими получению требуемого технического результата, являются сложность в эксплуатации и отсутствие устройства турбины по использованию кинетической энергии потока.
Известно техническое решение переносного погружного гидроагрегата с поперечно-струйной турбиной [3].
Причиной, препятствующей получению требуемого технического результата, является невозможность его использования при малой глубине водотока.
Близким техническим решением является устройство, включающее оболочку и трубчатый элемент с отверстиями, образованными со стороны верхнего и нижнего бьефов.
Причинами, препятствующими получению требуемого технического результата, являются наличие постоянного жесткого флютбета, отсутствие элемента для получения электрической энергии, а также форма оболочки не обеспечивающая оптимальные условия подхода потока к гидроагрегату [4].
Наиболее близким техническим средством является способ возведения подпорно-регулирующего гидроэнергетического сооружения, при осуществлении которого используется гибкий флютбет и водовыпускное устройство с установленным внутри гидроагрегатом, закрепленные анкерами к дну водотока, а также водоподпорная оболочка совместно с вантовой системой, укрепляемая к береговым анкерным опорам.
Причинами, препятствующими получению требуемого технического результата, являются то, что форма оболочки не обеспечивает оптимальные условия подхода потока к гидроагрегату, что приводит к потерям энергии потока и снижению коэффициента полезного действия подпорно-регулирующего гидроэнергетического сооружения [5].
Предлагаемое техническое решение позволит создать временный водохозяйственный узел с решением локального энергообеспечения, орошения, водоснабжения, рыборазведения, а также обеспечит локализацию распространения лесных пожаров.
Данный технический результат достигается за счет создания мобильного гидроэнергетического сооружения многоразового использования.
Предлагаемые конструкции мобильного гидроэнергетического сооружения многоразового использования иллюстрируются чертежами, представленными на фиг.1-2.
В первом варианте (фиг.1) отличительными признаками предлагаемого мобильного гидроэнергетического сооружения многоразового использования являются наличие гибкого конфузора и ребер жесткости, которые имеют форму эллипса и обеспечивают оптимальные условия сжатия потока при подходе к гидроагрегату, причем основную нагрузку воспринимает водоподпорная мембрана, усиленная штангами. Предусматривается также защитная сетка для защиты гидроагрегата и рыбопропускные устройства.
Во втором варианте (фиг.2) отличительным признаками является самонаполняющаяся оболочка, состоящая из водоподпорной мембраны, поддерживающей расчетный уровень воды в верхнем бьефе, и внутренней мембраны, оборудованной клапанами, пропускающими воду в пространство между внутренней и внешней стенками, обеспечивающей оптимальное сжатие потока при подходе к гидроагрегату.
Мобильное гидроэнергетическое сооружение многоразового использования (фиг.1) содержит гидроагрегат 1, гибкий флютбет 3, прикрепленные к руслу с помощью русловых анкеров 2, гибкий конфузор 4, имеющий ребра жесткости 5 и рыбозащиту 6, удерживаемый с помощью береговых анкерных опор 7 и русловых анкеров 2, прикрепленный к гидроагрегату 1 совместно с водоподпорной мембраной 10, которая в свою очередь крепится к другим береговым анкерным опорам 7 с помощью гибких связей 8 и усиленной штангами 9, причем за счет гибкой связи 8 изменяя ее длину известными способами, можно регулировать положение водоподпорной мембраны 10 и соответственно уровень воды в верхнем бьефе.
Мобильное гидроэнергетическое сооружение многоразового использования работает следующим образом. При подходе потока воды гибкий флютбет 3, закрепленный русловыми анкерами 2, прижимается ко дну под действием давления со стороны верхнего бьефа, обеспечивая устойчивость конструкции и удлиняя путь фильтрационного потока под сооружением. Водоподпорная мембрана 10, укрепленная штангами 9, обеспечивает расчетный напор, а гибкий конфузор 4 приобретает расчетное положение за счет гибких связей 8, обеспечивая плавный подход воды к гидроагрегату 1, преобразующему энергию водного потока в электрическую.
Конструкция (фиг.2) содержит в отличие от предыдущей водоподпорную самонаполняющуюся оболочку 14, состоящую из водоподпорной мембраны 10 и внутренней мембраны 12, давление во внутреннем пространстве которой равно давлению воды в верхнем бьефе, что обеспечивает клапан 13. Самонаполняющаяся оболочка 14 закрепляется к гидроагрегату за счет вант-оттяжек 11 к русловому анкеру 2 и береговой анкерной опоре 7 за счет гибкой связи 8 и прикрепленных к нему штанг 9, которые обеспечивают расчетную форму и положение водоподпорной мембраны оболочки 10, причем форму внутренней мембране 12, обеспечивающую наименьшие потери напора при подходе к гидроагрегату, обеспечивают ванты-оттяжки 11.
Данная конструкция работает следующим образом. При подходе потока воды гибкий флютбет 3, укрепленный русловыми анкерами 2, прижимается к дну водотока. Далее в самонаполняющуюся оболочку 14 поступает вода через клапан 13 и она начинает наполняться до тех пор, пока давление внутри ее не выравняется с давлением в верхнем бьефе, и клапан 13 закрывается, причем внутренняя мембрана 12 за счет вант-оттяжек 11 приобретает расчетную форму, обеспечивая плавный подход воды к гидроагрегату 1, преобразующему энергию водного потока в электрическую.
При необходимости данное сооружение может быть перенесено в другой подобный створ и использоваться многократно при чрезвычайных ситуациях.
ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ
1. Авторское свидетельство СССР №943376, кл. Е02В 7/20, 1976.
2. Авторское свидетельство СССР №1708009, кл. Е02В 7/20, 1991.
3. Рекламный проспект фирмы «Энерго-альянс», «Переносной погружной гидроагрегат с поперечно-струйной турбиной», 2002 г.
4. Авторское свидетельство СССР №643583, кл. Е02В 7/20, 1978.
5. Патент РФ №2250950 С2, МПК Е02В 7/02, опубл. 27.04.2005.