РЫБОЗАЩИТНОЕ УСТРОЙСТВО ПРИЛИВНО-ОТЛИВНОЙ ЭЛЕКТРОСТАНЦИИ
FISH PROTECTION STRUCTURE OF TIDAL POWER PLANT

Изобретение относится к области морской гидротехники и может использоваться для предотвращения попадания икры, личинок, молоди и взрослых рыб в рабочий орган гидрогенератора.
Известно рыбозащитное устройство, включающее перфорированный патрубок, расположенный в водотоке и соединенный с всасывающим трубопроводом насоса, водопроницаемый экран, установленный на патрубке и выполненный в виде последовательно установленных по его длине пластин, установленных с зазором параллельно друг другу, турбулизатор, выполненный в виде параллельных пластин и установленных перед патрубком, и ламинизаторы в виде щитов, установленных перпендикулярно пластинам экрана и турбулизатора (патент РФ №2084583, Е02В 8/08, опубл. 20.07.1997 г.).
Недостатком аналога является низкая эффективность устройства, так как рыба, отклоненная турбулизатором в зону ламинизаторов, при работе устройства может засасываться потоком, направленным через зазоры между пластинами проницаемого экрана в водозабор.
Наиболее близким к предлагаемому изобретению является рыбозащитное устройство (А.И.Иванов. Справочник по рыбозащите для сотрудников органов рыбоохраны, Москва, «Гидропроект», 2005, С.151-152), представляющее собой вихревой сепаратор с осевым водозабором, включающее водозаборную трубу (водовод), стационарный осевой закручивающий аппарат, рабочую камеру и оголовок рыбоотвода.
Недостатком прототипа является низкая эффективность устройства, так как поток стационарного осевого закручивающего аппарата будет сносить икру, раннюю и подросшую молодь рыб не только к центру рабочей камеры, в этом заключается суть прототипа, но и к периферии рабочей камеры и далее в водозабор.
Технический результат, на достижение которого направлено заявляемое изобретение, состоит в повышении эффективности рыбозащитного устройства за счет устойчивого процесса отклонения рыбы стационарным осевым закручивающим аппаратом к периферии рабочей камеры в зону оголовка рыбоотвода.
Для достижения указанного технического результата в рыбозащитном устройстве приливно-отливной электростанции, включающем водозаборную трубу, стационарный осевой закручивающий аппарат, рабочую камеру и оголовок рыбоотвода, имеется, по крайней мере, не менее двух цилиндрических опор-оболочек с размещенной в центре каждой из них рабочей камеры, снабженной отводными трубами, в центре рабочей камеры размещен стационарный осевой закручивающий аппарат, выполненный в виде цилиндра с направляющими лопастями, которые установлены с шагом s по периметру цилиндра с закрытым верхним и нижним основаниями и открытого с боковой поверхности, в центре цилиндра выполнено отверстие, сообщающееся со стояком водозаборной трубы, оголовок рыбоотвода выполнен в виде перфорированного усеченного конуса, установленного в рабочей камере, в полости которого размещен стационарный осевой закручивающий аппарат, с внешней стороны которого в рабочей камере размещены входные отверстия рыбоотводящих труб, причем выходные отверстия рыбоотводящих и отводных труб выходят в зазор между смежными цилиндрическими опорами-оболочками.
Кроме того, заявленное решение имеет факультативный признак, характеризующий его частный случай, а именно:
- направляющие лопасти стационарного осевого закручивающего аппарата выполнены криволинейными в плане и имеют форму логарифмической спирали.
Отличительными признаками предлагаемого рыбозащитного устройства приливно-отливной электростанции от прототипа, наиболее близкого к нему, являются: размещение рабочей камеры, снабженной отводными трубами, в центре одной из цилиндрических опор-оболочек, размещение стационарного осевого закручивающего аппарата в центре рабочей камеры и его выполнение в виде цилиндра с направляющими лопастями, установленными с шагом s по периметру цилиндра с закрытым верхним и нижним основаниями и открытого с боковой поверхности, выполнение в центре цилиндра отверстия, сообщающегося со стояком водозаборной трубы, выполнение оголовка рыбоотвода в виде перфорированного усеченного конуса, установленного в рабочей камере, в полости которой размещен стационарный осевой закручивающий аппарат, размещение в полости рабочей камеры стационарного осевого закручивающего аппарата, с внешней стороны которого размещены входные отверстия рыбоотводящих труб, с выходом выходных отверстий рыбоотводящих и отводных труб в зазор между смежными цилиндрическими опорами-оболочками.
Благодаря наличию этих признаков при работе данного устройства осуществляется отвод рыбы к периферии рабочей камеры в зону оголовка рыбоотвода за счет использования установленного в полости усеченного перфорированного конуса стационарного осевого закручивающего аппарата, с внешней поверхности которого размещены входные отверстия рыбоотводящих труб.
Предлагаемое рыбозащитное устройство приливно-отливной электростанции иллюстрируется чертежами, представленными на фиг.1-5.
На фиг.1 показана схема (план) размещения приливно-отливной электростанции в узком месте морского залива.
На фиг.2 - продольный разрез рыбозащитного устройства по цилиндрической опоре-оболочке.
На фиг.3 - поперечный разрез рыбозащитного устройства по цилиндрической опоре-оболочке.
На фиг.4 - стационарный осевой закручивающий аппарат (вид сбоку) рыбозащитного устройства.
На фиг.5 - поперечный разрез стационарного осевого закручивающего аппарата.
Рыбозащитное устройство приливно-отливной электростанции содержит не менее двух цилиндрических опор-оболочек 1, размещенных на морском шельфе, линия установки которых перпендикулярна направлению прилива 2. Цилиндрические опоры-оболочки 1 установлены с зазором 3 для прохода прилива или отлива, а на концах линии установки этих опор-оболочек 1 выполнены береговые устои 4. По вертикали цилиндрические опоры-оболочки 1 разделены горизонтальными перегородками 5 на несколько ярусов, например на два и более. В рабочей камере 6 каждого яруса размещены (фиг.2 и 3): водозаборная труба 7, стояк водозаборной трубы 8, к верхнему торцу которого крепится стационарный осевой закручивающий аппарат 9. Оголовок рыбоотвода выполнен в виде перфорированного усеченного конуса 10, с внешней стороны которого в рабочей камере 6 размещены входные отверстия 11 рыбоотводящих труб 12, их выходные отверстия 13 выходят в зазор 3 между цилиндрическими опорами-оболочками 1. Входные отверстия 14 отводных труб 15 размещены в рабочей камере 6 (фиг.3), выходные отверстия 16 которых выходят в зазор 3 между цилиндрическими опорами-оболочками 1. Камера-убежище 17 образована между внешней поверхностью перфорированного усеченного конуса 10 и стенкой 18 рабочей камеры 6. Выходные отверстия 13 рыбоотводящих труб 12 и выходные отверстия 16 отводных труб 15 размещены в зоне пониженного давления морского потока в зазоре 3 между смежными цилиндрическими опорами-оболочками 1 (фиг.1). Между стенкой 18 рабочей камеры 6 и стенкой цилиндрической опоры-оболочки 1 размещена сухая камера 19, в которой размещены гидрогенераторы 20. Стационарный осевой закручивающий аппарат 9 (фиг.4) размещен в центре рабочей камеры 6 и выполнен в виде цилиндра с направляющими лопастями 21, выполненными криволинейными в плане (фиг.5), имеющими форму логарифмической спирали и установленными вертикально с шагом s по периметру цилиндра с закрытым верхним и нижним основаниями и открытого с боковой поверхности для выхода воды. В центре цилиндра выполнено отверстие 22, которое сообщается со стояком 8 водозаборной трубы 7.
Работа рыбозащитного устройства приливно-отливной электростанции осуществляется следующим образом.
Рыбозащитное устройство приливно-отливной электростанции работает в двух режимах: во время прилива и во время отлива. Для рыбозащитного устройства эти режимы идентичны. При приливе забор воды производится с правой стороны водозаборными трубами 7, а при отливе - с левой стороны (фиг.2, 3). Морской поток проходит в зазоре 3 между смежными цилиндрическими опорами-оболочками 1 и между береговым устоем 4 и цилиндрической опорой-оболочкой 1.
Рассмотрим работу рыбозащитного устройства при приливе одной рабочей камеры 6, отделенной от другой горизонтальной перегородкой 5. Морская вода с рыбой проходит через водозаборную трубу 7 и поступает в стояк водозаборной трубы 8 через отверстие 22 и далее проходит в просветах между направляющими лопастями 21, установленными с шагом s, стационарного осевого закручивающего аппарата 9 и образует в рабочей камере 6 устойчивый вихрь с вращением потока воды по часовой стрелке. Под действием центростремительных сил вихревого потока рыба, плотность которой меньше плотности морской воды, смещается к периферии рабочей камеры 6 и через отверстия перфорированного усеченного конуса 10 поступает в камеру-убежище 17, а далее с частью потока (не более 5% от расхода водозабора) поступает к входному отверстию 11 рыбоотводящей трубы 12 и через выходное отверстие 13 поступает в зазор 3 между смежными цилиндрическими опорами-оболочками 1, где имеет место пониженное давление потока. Именно это пониженное давление обеспечивает движение потока с рыбой в рыбоотводящей трубе 12. Основной поток воды без рыбы из рабочей камеры 6 через входное отверстие 14 отводной трубы 15 поступает к рабочему органу гидрогенератора 20, установленного в сухой камере 19, размещенной между стенкой 18 водоприемной камеры 6 и стенкой цилиндрической опоры-оболочки 1, и далее через выходное отверстие 16 поступает в море в области зазора 3. Именно это пониженное давление обеспечивает движение потока в рыбоотводящей трубе 12 и отводной трубе 15.
Таким образом, предлагаемое рыбозащитное устройство приливно-отливной электростанции может обеспечивать высокую эффективность отвода рыбы обратно в море без затрат электрической энергии, а за счет использования энергии прилива и отлива. Процесс сепарации рыбы производится автоматически при скоростях потока, обеспечивающих дальнейшую ее жизнедеятельность.