МОБИЛЬНАЯ МИКРОГЭС РУКАВНОГО ТИПА С ПОПЕРЕЧНО-СТРУЙНОЙ ТУРБИНОЙ
MOBILE SMALL HYDRO-ELECTRIC STATION OF SLEEVE TYPE WITH TRANSVERSE JET TURBINE

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 (Авторское свидетельство СССР №943376, кл. Е02В 7/20,1976).
Известно устройство водосливной плотины, включающее гибкие незамкнутые водоподпорную и замкнутую водобойную оболочки, понур и рисберму, отверстия в средней части оболочки (Авторское свидетельство СССР №1708009, кл. Е02В 7/20,1991).
Причинами, препятствующими получению требуемого технического результата, являются сложность в эксплуатации и отсутствие устройства турбины по использованию кинетической энергии потока.
Близким техническим решением является переносной погружной гидроагрегат с поперечно-струйной турбиной (Рекламный проспект фирмы «Энерго-альянс», «Переносной погружной гидроагрегат с поперечно-струйной турбиной», 2002 г.)
Причиной, препятствующей получению требуемого технического результата, является невозможность его использования при малой глубине водотока.
Близким техническим решением является мягкая плотина с присоединенным со стороны нижнего бьефа трубопроводом. (Сергеев Б.И., Степанов П.М., Шумаков Б.Б. Мягкие конструкции - новый вид гидротехнических сооружений. - М.: Колос, 1971).
Причинами, препятствующими получению требуемого технического результата, являются сложность монтажа, отсутствие элемента для утилизации энергии потока, форма поперечного сечения трубопровода, не обеспечивающая оптимальных условий подхода потока к гидроагрегату.
Предлагаемое техническое решение позволит создать временный водохозяйственный узел с решением локального энергообеспечения, орошения, водоснабжения, рыборазведения, а также обеспечит локализацию распространения лесных пожаров.
Наиболее близким техническим решением является мобильное гидроэнергетическое сооружение рукавного типа на основе мембранно-вантовой плотины с внешней насадкой с регулирующей задвижкой, разъемными соединениями, гибким рукавом с конфигурацией, позволяющей свести к минимуму потери энергии потока к гидроагрегату и поддерживаемой в проектном положении за счет наполняемой оболочки через трубопровод с клапаном, присоединенный к внешней насадке (Патент РФ 2413050. Мобильное гидроэнергетическое сооружение рукавного типа, кл. Е02В 7/20, опубл. 27.02.2011 г.).
Причинами, препятствующими получению требуемого технического результата, является негативное воздействие потока на гибкий рукав в нижнем бьефе сооружения при переливе через гребень водоподпорной оболочки, что вызывает его вибрацию и сокращение времени безаварийной работы.
Данный технический результат достигается за счет создания мобильной микроГЭС рукавного типа с поперечно-струйной турбиной, в которой отличительными признаками являются наличие симметричных вырезов в водоподпорной оболочке по отношению к рукаву, за счет чего обеспечивается перелив через водоподпорную оболочку только на участках береговых примыканий без воздействия на гибкий рукав, также сверху гидроагрегата установлен регулятор расхода гидроагрегата, сам гидроагрегат устанавливается на наполняемую оболочку, что позволяет избежать воздействия водного потока со стороны нижнего бьефа на гидроагрегат.
Предлагаемые конструкции мобильного гидроэнергетического сооружения многоразового использования иллюстрируются чертежами, представленными на фиг.1-3.
Мобильная микроГЭС рукавного типа с поперечно-струйной турбиной с оболочкой 4, закрепленной в верхней части за счет вант-оттяжек 2 и ванты подбора 3 к береговым анкерным опорам 1, а в нижней части посредством узла крепления 14 к понуру 18, укрепленному за счет русловых анкеров 13 ко дну водотока, причем к водоподпорной оболочке с вырезами 4 прикреплена внешняя насадка 5 с регулирующей задвижкой 6 и трубопроводом с клапаном 15, посредством которого наполняемая оболочка 14 заполняется водой, что обеспечивает проектное положение гибкого рукава 7 и после его присоединения посредством разъемного соединения 6 к внешнему насадку с регулируемой задвижкой 5 и гидроагрегата 9, причем последний прикрепляется к направляющему аппарату 8 и имеет установленный сверху серводвигатель 10 и регулятор расхода 11 и закрепляется на рисберме 17 посредством русловых анкеров 13, причем для предотвращения попадания в насадок мусора предусмотрено сороудерживающее устройство 16.
Данная конструкция работает следующим образом. Сооружение раскладывается на берегу, затем водоподпорная оболочка с вырезами 4 с прикрепленными вантами-оттяжками 2, вантой подбора 3, понуром 18 и рисбермой 17 устанавливается в водоток. При подходе потока воды понур 18, укрепленный русловыми анкерами 13, соединенный узлом крепления с водоподпорной оболочкой с вырезами 4, прижимается ко дну водотока за счет гидростатического давления, создаваемого при повышении уровня воды в верхнем бьефе, одновременно в нижнем бьефе к внешней насадке с регулируемой задвижкой 5 посредством разъемного соединения 6 присоединяется гибкий рукав 7 и через трубопровод с клапаном наполняемая оболочка 14, устанавливаемая на рисберме 17 перед монтажом гибкого рукава 7. После заполнения наполняемой оболочки 14 водой на внешнем насадке с регулируемой задвижкой 5 обеспечивается поступление воды в гибкий рукав 7, прикрепленный к направляющему аппарату 8 гидроагрегата 9 после установки водоподпорной оболочки с вырезами 4, причем за счет регулятора расхода и серводвигателя обеспечивается наиболее оптимальный режим работы гидроагрегата. Далее через направляющий аппарат поток поступает в гидроагрегат 9, где происходит утилизация энергии потока, на выходе из которого вода поступает на рисберму 17, причем водоподпорную оболочку 4 и рукав 7 защищает от плавающего мусора сороудерживающее устройство 16. При переливе через гребень оболочки с вырезами обеспечивается 4 сброс потока только со стороны береговых примыканий, сам гибкий рукав 7 не испытывает воздействия от переливающегося слоя воды.
При необходимости данное сооружение может быть перенесено в другой подобный створ и использоваться многократно при чрезвычайных ситуациях.