СУПЕРБЫСТРОХОДНЫЙ БЕСПЛОТИННЫЙ ДВУХМАШИННЫЙ ГИДРОАГРЕГАТ

Полезная модель относится к гидроэлектростроению. Предназначается для эксплуатации бесплотинных гидроресурсов. Ярким примером бесплотинных гидроресурсов является Курильская гряда через которую в неисчислимо великих количествах (десятки Гват легкоизвлекаемой электроэнергии) несет Тихий океан в северную часть Охотского моря приливами-отливами. Гидрогенераторы подразделяются на тихоходные вращающиеся до 100 об./мин., быстроходные более 100 об./мин. У предложенной полезной модели генератор вращается до 10000 (десяти тысяч) об./мин. Один генератор вращают две радиально-осевые гидротурбины.
Известны гидроагрегаты: авторское свидетельство СССР №314921 от 11.11.1970 г., авторское свидетельство № SU 1227827 от 22.10.1984 г. Их недостатками являются тихоходность потому архигромоздкость, высокая трудо-материалозатратность. Они требуют возведения плотин и водохранилищ, не способны перерабатывать бесплотинные гидроресурсы, многократно ограничивают мощность гидроагрегатов по генератору. Судите сами крупнейший гидроагрегат мощность 640 Мват имеет в диаметре 20 м. весящий 1680 тонн генератор его вращает радиально-осевая гидротурбина диаметром всего 6 (шесть) метров. Технической задачей полезной модели является эффективная эксплуатация бесплотинных гидроресурсов.
Для решения технической задачи помимо признаков сходных аналогами: наличие машинного зала, турбинного колеса, вала гидротурбины, гидрогенератора, вала гидрогенератора, основания подшипникового узла, подшипникового узла, водяного затвора, напорного водовода, отсасывающей трубы, имеются новые отличительные признаки, фундамент гидротурбинонасоса, основание гидротурбинонасоса, корпус насоса, ротор насоса, вал насоса, реверс лопастей турбинного колеса, дифференциальный преобразователь скорости «Редуктор-подшипник».
Предложенная к патентированию полезная модель отличается от аналогов тем, что напор воды на гидротурбины идет не из водохранилища а от гидротурбинного насоса перерабатывающего низко-напорную, природную, бесплотинную энергию в высоконапорную подающую ее на радиально-осевые турбины. Бесплотинные гидроагрегаты возводятся в 5 (пять) раз быстрее, с в 3 раза меньшим капиталовложением (ведь не надо строить плотин и водохранилищ). На строящейся ГЭС будет освоено не более 30% капиталовложений. Основной капитал будет освоен на заводах, строящих бесплотинные
гидроагрегаты. Здесь целиком и полностью сооружается гидроагрегат, отлаживается, обкатывается и после незначительного демонтажа буксируется водными путями на строящуюся ГЭС. Где устанавливается над уже сооруженном фундаменте, затапливается, капитально крепится к фундаменту и доводится до рабочего состояния.
Супербыстроходный бесплотинный двухмашинный гидроагрегат схематически изображен на чертеже. Он содержит 1 машинный зал, 2 турбинное колесо, 3 вал гидротурбины, 4 гидрогенератор, 5 вал гидрогенератора, 6 основание подшипникового узла, 7 подшипниковый узел, 8 водяной затвор, 9 напорный водовод, 10 отсасывающую трубу, 11 фундамент гидротурбинного насоса, 12 основание гидротурбинного насоса, 13 корпус насоса, 14 ротор насоса, 15 вал насоса, 16 реверс лопастей турбинного колеса, 17 дифференциальный преобразователь скорости «Редуктор-подшипник».
На берегу водоема имеющего бесплотинные гидроресурсы возведен машинный зал 1 в нем смонтирован гидрогенератор 4 некоторое подобие турбогенератора марки КТА-1200-К удлиненные концы вала 5 которого вращаются в дифференциальных скорости «Редуктор подшипниках» 17. В них же вращаются и по одному из концов валов 3 гидротурбин другие части валов 3 гидротурбин смонтированы в подшипниковых узлах 7. На один генератор работают две турбины причем благодаря д.п.с «Редуктор-подшипнику» 17 обороты вала 3 гидротурбины скорость вращения генератора увеличивается на порядки и может достигать 10000 (десяти тысяч) об./мин. Гидрогенератор имеет мощность 1200-1300 Мват его вес не превышает 140 (сто сорок) тонн. С увеличением скорости вращения гидрогенератора, а также уменьшением его мощности например до 700 Мват. его вес может составить заметно меньше ста тонн.
На дне водоема имеющего бесплотинные гидроресурсы содержится 11 фундамент гидротурбинного насоса на нем 12 основания гидротурбинного насоса, 13 корпус насоса, 14 ротор насоса, 15 вал насоса 16 реверс лопастей турбинного колеса. 3 Вал гидротурбинного насоса смонтирован в д.п.с «Редуктор-подшипника» 17 которые позволяют ему вращаться со скоростью на порядки быстрее 3 валов гидротурбин т.е. до 10000 об./мин. Гидротурбины вращаются медленно порядка 100 об./мин., ротор 14 насоса десятки тысяч об./мин. Быстровращающиеся ротор 14 насоса гидротурбинного создает высокое давление в 9 напорном водоводе которое подается на радиально-осевую турбину гидроагрегата. На каждую гидротурбину гидроагрегата могут работать несколько гидротурбинных насосов. На турбинное колесо насоса смонтированного на глубине водоема имеющего бесплотинные гидроресурсы воздействует поток порядка 4 атм. такое же давление имеется на всасывании гидротурбинного
насоса если он увеличит давление только в 5 раз значит на турбиногидроагрегате будет подано давление в 20 атм, что равносильно напору воды 200 метровой плотины.
Статика: Реверс 16 лопастя турбинного колеса установил лопасти (на чертеже не указано) параллельно потоку воды. Последний с турбинным колесом насосом не взаимодействует вал 15, ротор 14 гидротурбинного насоса не вращая, в напорном водоводе 9 нет напора, гидроагрегат не выдает эл.тока.
Супербыстроходный бесплотинный двухмашинный гидроагрегат работает так. Реверс 16 лопастей (на чертеже не указано) турбинного колеса гидротурбинного насоса установил их под углом к потоку воды, они взаимодействуют, турбинное колесо, вал 15, ротор 14 гидротурбинного насоса вращаются создавая давление энергоносителя в напорно водоводе 9 вращается радиально-осевая турбина гидроагрегата вала 3 д.п.с «Редуктор-подшипник», увеличивая скорость вращения вала генераторов на порядки до 1000 об./мин. Генератор вращаясь выдает электрический ток.
Останавливается супербыстроходный двухмашинный гидроагрегат установкой реверсом 16 лопастей (на чертеже не указано) параллельно потоку воды. Турбинное колесо, вал 15 ротор 14 гидротурбинного насоса не вращается, нет напора воды в напорном водоводе 9 гидрогенератор не выдает эл.ток.
Благодаря дифференциальному преобразователю скорости «Редуктор-подшипнику» 17 в котором вращается вал 3 радиально-осевой гидротурбины, генератор 4 некоторое подобие КТА -1200-К вращается со скоростью 3000 и более об./мин. ПО тем же причинам вал 15 ротора гидротурбинного насоса вращается на порядки быстрее вала гидротурбины. Энергия свободно текущих вод крупных многоводных рек так же относится к бесплатным гидроресурсам. Существует проект Нижне - Ленской ГЭС мощность 20 Гват. Это говорит о громадных запасах бесплотинных гидроресурсов сибирских рек. Переработка ее позволит обеспечить эти места очень дешевой электроэнергией (себестоимостью менее 10 коп. за 1 квт/час. В некоторых районах этих мест платят более 20 руб. за 1 квт./час.)
Превосходно описан дифференциальный преобразователь скорости «Редуктор-подшипник» в журнале «Эксперт» за 2002 г. на стр.52-55 №34 продолжение в №37.
Громадную эффективность полезной модели обеспечивает 2 ступени дифференциальных преобразователей скорости «Редуктор-подшипников» увеличивающих скорость вращения соответствующих валов на 2-2,5 порядков каждая.