ГИДРОЭЛЕКТРОСТАНЦИЯ

Предлагаемая полезная модель относится к гидроэнергетическому строительству, а именно к плотинным гидроэлектростанциям.
Известны гидроэлектростанции (ГЭС), представляющие собой комплекс гидротехнических сооружений и энергетического оборудования, посредством которых энергия водных потоков или расположенных на относительно более высоких уровнях водоемов преобразуется в электрическую энергию (Большая советская энциклопедия, 2 изд., т.11, стр.349)
Известны плотинные ГЭС, включающие плотину, водоприемные устройства и напорные трубопроводы, расположенные на низовой грани плотины и соединенные со зданием ГЭС, где размещены гидроагрегаты (авт. св. СССР №373355, Е02В 9/00, авт. св. СССР №821645, Е02В 9/00) В известных ГЭС обычно решается задача упрощения строительства и размещения ГЭС в русле реки.
Известны каскадные деривационные гидроэлектростанции, строящиеся на значительных уклонах и не требующие запасов больших объемов воды. Они могут быть плотинные (например, патент РФ №103368, Е02В 9/00) и бесплотинные (например, патент РФ №2050434, Е02В 9/00). Задача обеспечения непрерывной деятельности известных гидроэлектростанций обеспечивается установкой гидроагрегатов, последовательно расположенных на напорном водоводе и подсоединенных к резервному водоводу.
Из известных аналогов по сходству конструктивных признаков наиболее близко решение по патенту РФ №2050434, Е02В 9/00. Известный каскад деривационных гидроэлектростанций включает размещенную в водоеме водозаборную часть, соединенную с напорным водоводом, на котором последовательно установлены гидроагрегаты, при этом напорный водовод в местах расположения каждого гидроагрегата имеет резервный напорный водовод с резервным гидроагрегатом, а турбины гидроагрегатов расположены с возрастанием кпд по направлению потока.
Заявитель ставит задачу увеличения мощности приплотинных гидроэлектростанций, в том числе расположенных на равнинных поверхностях водотока.
Технический результат состоит в повышении мощности ГЭС за счет выравнивания мощностей всех гидроагрегатов.
Технический результат достигается тем, что гидроэлектростанция содержит водозаборную часть, соединенную с напорным водоводом, на котором последовательно размещены гидроагрегаты, с возможностью подключения к дополнительному водоводу, согласно предлагаемой полезной модели, напорный водовод выполнен - образует пару из главного водовода, расширяющегося в сечении по направлению потока, и параллельного ему гидроусилителя с боковыми водоводами для последовательно расположенных по направлению потока гидроагрегатов, причем последовательно размещенные гидроагрегаты расположены друг от друга на расстоянии 50 метров. При количестве гидроагрегатов равном четырем, соотношение сечений главного напорного водовода в месте расположения первого гидроагрегата и последнего составляет 1:2.
На фиг.1 представлена гидроэлектростанция вид сбоку; на фиг.2 - вид спереди турбин гидроагрегатов в сечении напорного водовода; на фиг.3 - вид сверху схемы проектируемой ГЭС.
В теле плотины 1 с водохранилищем 2 может находиться при достаточном количестве воды в водохранилище несколько напорных водоводов. Предлагаемая полезная модель относиться к устройству станции с четырьмя гидроагрегатами, установленными на одном напорном водоводе 3. Напорный водовод 3 состоит из главного водовода 4, по которому поток поступает к турбинам гидроагрегатов 5-8, и параллельно ему расположенного гидроусилителя с тремя боковыми водоводами 9, 10, 11 к турбинам гидроагрегатов 6, 7 и 8.
Работа станции осуществляется следующим образом.
Отработав на турбинах гидроагрегатов 5-8 главного потока, вода изливается наружу (показано стрелками). Однако при подходе потока от первой к последующей турбинам скорость потока замедляется, поток из ламинарного переходит в турбулентный и мощность турбин значительно снижается. Чтобы этого не происходило, в работу включается гидроусилитель потока со своими боковыми водоводами 9, 10, 11. Первому из них 9 потребуется немного воды, чтобы мощность турбины гидроагрегата 7 уравнять с мощностью турбины гидроагрегата 6 (всего 17%). Второму водоводу 10 потребуется большее количество воды (33%), чтобы уравнять мощность турбины гидроагрегата 8 с мощностью турбин 7 и 6. И, наконец, третьему потоку водовода 11 нужен еще больший дополнительный напор. (50%), который выровняет мощность турбины агрегата 9 с мощностью турбин агрегатов 6, 7, и 8.
Другая часть проблемы состоит в том, чтобы перед каждой из последующих турбин (7, 8 и 9) надо убирать лишнюю воду, прибывающую из водоводов гидроусилителя потока. Лишняя вода, поступая к турбине агрегата 7, давит не только на нее, но и на турбину гидроагрегата 6, замедляя ее ход и, соответственно, мощность. Поступая из гидроусилителя потока к турбине агрегата 8, лишняя вода замедляет скорость турбин агрегатов 7 и 6, и так далее.
Чтобы этого не происходило, и ко всем турбинам поступал одинаковый напор с одинаковым количеством воды, для удаления лишней, мешающей синхронной работе турбин, нижняя часть главного водовода 4, начиная от первой турбины 5 к последующим 6 и 7, 8 выполнена увеличивающейся в объеме (см. фиг.1 и 2). Все гидроагрегаты располагаются в ряду на расстоянии 50 м и более, что способствует снижению турбулентости.
При установке в теле плотины нескольких напорных водоводов их можно разделить железобетонными стенами друг от друга для снижения потерь в случае аварийных ситуаций.