ГИДРОЭЛЕКТРОСТАНЦИЯ
HYDROELECTRIC POWER PLANT

Изобретение относится к гидравлическим электростанциям.
Известна речная береговая гидроэлектростанция, содержащая корпус, выполненный в виде бетонированного берега и имеющий полукруглую выемку, а также лопастную турбину с вертикальной осью вращения, одной стороной размещенную в выемке корпуса, при этом другая сторона расположена в потоке воды (RU №2020260 C1, F03B 7/00, 1994).
Недостатками данного аналога является сложность изготовления бетонного корпуса, поскольку бетонные работы должны производиться в русле реки. Турбина лишь частично погружена в воду, поэтому невозможна ее эксплуатация в зимнее время при наличии на реке ледяного покрова. Кроме того, мощность такой гидроэлектростанции в значительной мере зависит от сезонного изменения уровня воды в реке.
Наиболее близким аналогом является гидроэлектростанция, содержащая плотину, установленный под ней водонаправляющий треугольный корпус с боковыми полукруглыми выемками и гидротурбины с горизонтальными рабочими колесами. Рабочие колеса полностью погружены в воду, при этом одна сторона рабочего колеса расположена в потоке воды и воспринимает его энергию, а другая, расположенная в полукруглой выемке корпуса, защищена от действия потока (SU 1832159 A, F03B 7/00, 1993).
Недостатком данной конструкции гидроэлектростанции является высокая трудоемкость изготовления плотины и корпуса и их большая стоимость.
Техническим результатом изобретения является упрощение технологии изготовления и снижение стоимости гидроэлектростанции.
Это достигается тем, что в гидроэлектростанции, содержащей рабочее колесо, полностью погруженное в воду и установленное с возможностью вращения, корпус с полукруглой выемкой, охватывающий рабочее колесо с одной стороны, при этом другая сторона рабочего колеса расположена в потоке воды, согласно изобретению рабочее колесо выполнено с горизонтальной осью вращения, корпус размещен в дне реки и шарнирно установлен на концах стрел, которые другими концами шарнирно прикреплены к сваям, вмонтированным в дно реки, наружная поверхность корпуса концентрична его выемке, снабжена соплами для размывания грунта, расположенными радиально, а также резцами, при этом гидроэлектростанция оснащена приводом для осуществления возвратного качательного движения корпуса относительно стрел. Привод для осуществления движения корпуса может содержать по меньшей мере один гидроцилиндр, установленный между стрелой и рычагом, смонтированным на корпусе. При этом рычаг может быть выполнен в виде водовода коробчатого сечения, вмонтированного в торцовую стенку и соединенного с магистралью, подведенной к соплам.
Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 показана гидроэлектростанция в процессе изготовления, на фиг.2 - то же в рабочем состоянии.
Гидроэлектростанция содержит железобетонный корпус 1 с полукруглой выемкой для размещения рабочего колеса 2, имеющего горизонтальную ось вращения 3. Наружная поверхность 4 корпуса выполнена цилиндрической и расположена концентрично поверхности 5 выемки. На наружной поверхности 4 размещены сопла 6, направленные радиально, а также резцы 7. Стрелы 8 шарнирно прикреплены к оси корпуса и к сваям 9, вмонтированным в дно 10 реки. Водоводы 11, жестко связанные с корпусом, предназначены для подачи воды или песчано-водной смеси к соплам 6. Привод для осуществления качательного движения корпуса может содержать силовые гидроцилиндры 12, установленные шарнирно между стрелами 8 и водоводами 11. Возможно применение иных конструкций привода для осуществления качательного движения корпуса.
Монтаж гидроэлектростанции осуществляется следующим образом. Железобетонный корпус 1, изготовленный на суше, опускают на дно 10 реки. К оси 3 корпуса шарнирно крепят концы стрел 8, другие концы которых также шарнирно соединяют со сваями 9, вмонтированными в дно реки. К водоводам 11 присоединяют трубопровод высокого давления от земснаряда и подают в них воду или песчано-водную смесь, которая поступает в сопла 6 и размывает дно реки под корпусом. Далее посредством силовых гидроцилиндров 12 или другими известными средствами приводят корпус в качательное движение, при этом грунт под корпусом срезается резцами, размывается потоками воды или песчано-водной смеси, отходящими от сопел, и уносится течением. В процессе этого корпус под действием собственного веса опускается, заглубляясь в дно (показано на фиг.1). Процесс установки корпуса в дно реки заканчивается, когда будет достигнуто его заданное положение. После этого гидроцилиндры 12 и верхние части водоводов 11 до уровня корпуса демонтируют, а рабочее колесо 2 вместе с расположенным в нем электрогенератором опускают в выемку корпуса и устанавливают (показано на фиг.2). При необходимости в дно реки возле корпуса могут быть вмонтированы дополнительные сваи, что позволит повысить надежность крепления корпуса.
Изготовление корпуса на суше может осуществляться серийно в заводских условиях, что обеспечивает высокое качество и низкую стоимость корпуса и гидроэлектростанции в целом. Гидроэлектростанция, установленная в дне реки, в меньшей степени зависит от сезонного изменения уровня воды, может эксплуатироваться зимой подо льдом, не мешает судоходству, не создает препятствий для движения рыбы.