ГИДРОЭЛЕКТРОСТАНЦИЯ (ВАРИАНТЫ)

Полезная модель относится к области гидроэнергетики, а именно, к гидроэлектростанциям, преобразующим энергию воды в электрическую энергию. Известна гидроэлектростанция - речная, (краткий политехнический словарь, 1955, стр.224-226 фиг.1), содержащая бетонное сооружение, машинный зал с рядом гидрогенераторов, каждый из которых соединен валом с турбиной, которая расположена на одном уровне с камерами, с направляющим аппаратом, всасывающую трубу, подводящие устройства, доставляющие захваченную воду к турбинам; перед плотиной - верхний бьеф - уровень воды выше, чем в нижнем бьефе. В данной конструкции ГЭС напор создается искусственным подпором уровня воды плотиной - гидротехническим сооружением на водотоке, служащим для поднятия уровня воды, концентрации напора и создание водохранилища большой емкости и площади зеркала.
Недостатком известной гидроэлектростанции является обязательное строительство плотины с множеством дополнительных сооружений: шлюза, водосброса, создание водохранилища; на это требуется большая затрата материальных и других ресурсов; нарушается экологическое равновесие.
Задачей, на решение которой направлена предлагаемая полезная модель, является создание конструкции бесплотинной гидроэлектростанции с одним или рядом гидрогенераторов при минимальных затратах материальных ресурсов, позволяющей использовать ее водоемах малой емкости и площади зеркала, как мелких, так и глубоких, и увеличение выходной мощности гидрогенератора.
Указанная задача решается тремя вариантами.
По первому варианту гидроэлектростанция, содержащая бетонное сооружение, выполненное в предварительно подготовленном водоеме без воды, всасывающую трубу, гидрогенератор, соединенный валом с турбиной, с оппозитными камерами, выполненные в боковой стенке этого бетонного сооружения и содержащие направляющий аппарат, согласно полезной модели оппозитные камеры у стенки соединяются с соответствующими напорными
водоводами, а каждый напорный водовод соединен с несколькими приемными водоводами и конусообразный вход в которые закрыт колпаками.
По второму варианту в ГЭС, содержащая бетонное сооружение, выполненное в предварительно подготовленном водоеме (без воды), всасывающую трубу, гидрогенератор, соединенный валом с турбиной и оппозитными камерами, выполненные в боковой стенке этого сооружения и содержащие направляющий аппарат, согласно полезной модели оппозитные камеры у стенки соединяются соответствующими напорными водоводами, а каждый напорный водовод соединен с приемными водоводами, но без колпаков и переходящие в водоводы, направленные для забора воды из реки с затвором для впуска воды.
По третьему варианту в ГЭС, содержащая бетонное сооружение, но в котором ряд гидрогенераторов и все то, что присутствует в ГЭС по первому или второму вариантам, (комбинация водоводов может быть и другая).
Полезная модель поясняется фигурами.
На фиг.1 изображена ГЭС с одним генератором (вариант 1).
На фиг.2 ГЭС с несколькими генераторами.
Гидроэлектростанция по первому варианту (фиг.1) содержит бетонное сооружение 1, в верхней части которого установлен гидрогенератор 2, соединенный валом 3 с турбиной 4, которая расположена на одном уровне с камерами 5, выполненные в боковой стенке бетонного сооружения 1, оппозитно друг к другу, всасывающую трубу 6. В каждой камере установлен направляющий аппарат 7. Камеры 5 соединены с соответствующими напорными водоводами 8, которые соединены с приемными водоводами 9, снабженные на входе колпаками 10, всасывающая труба 6 закрывается гермодверцами 14 гидравликой. На бетонном сооружении 1 установлены краны 12. В камерах 5 расположены воздушные трубки 15.
Гидроэлектростанция по второму варианту содержит то, что содержит ГЭС по первому варианту, только на фиг.1 не изображены переход приемных водоводов в водоводы, направленные к реке для забора воды.
Гидроэлектростанция по 3 варианту на фиг.2 содержит ряд гидрогенераторов, и в остальном аналогична 1 или 2 варианту. На фиг.2 изображена одна сторона ГЭС по первому варианту.
Первый вариант ГЭС работает следующим образом. Водоем 11 заполняется водой, по двум водоводам, проложенные, от водных сред (рек, морей и др.) таким образом, чтобы расстояние от уровня воды до приемных водоводов 9 было 2-3 метра с высотой потока до камеры 35 м. Водоводы служат для заполнения водоема, для поддержания одного уровня и для перелива воды по таким же водоводам (на противоположной стороне) в следующий водоем с аналогичной ГЭС или слив в реку. Перед пуском гидроэлектростанции кранами 12 с приемных водоводов 9 снимаются колпаки 10 поступающая в водоводы 9 через напорные водоводы 8 поступает в камеры 5 с оппозитных сторон. Направляющие аппараты 7 направляют поток воды на турбину 4, которая вращаясь, приводит в движение вал 3 и ротор генератора 2. Генератор 2 производит электроэнергию. Отработанная вода по всасывающей трубе 6 и через гермодверцы 14 поступает в водоем 11. Воздушные трубки 15 не допускает образование воздушной пробки в камерах 5; воздух через них выходит в атмосферу (выходная труба полностью не изображена) Так как два водовода от водной среды (моря) идет наклонно к водоему то после заполнения вода частично перекрывается затвором, а та, которая продолжает поступать в водоем, откачивается насосом для возвращения в среду. Вода находится не вокруг сооружения, а только с двух его сторон, то есть, там, где находятся приемные водоводы.
Второй вариант ГЭС работает следующим образом. Так как во втором варианте приемные водоводы 9 переходят в водоводы направленные к реке для забора воды реки, то вода поступающая в них, через открытые затворы на них и далее приемные водоводы 9 и по напорным водоводам 8 поступает на турбину 4 и вращая вал 3 генератор 2 производит электроэнергию и по во всасывающей трубе 6 через открытые гермодверцы 14 заполняет водоем и по таким же водоводам поступит в следующим водоем с аналогичной ГЭС или возвращается в реку. Вода заполняет водоем только с одной стороны бетонного сооружения т.е., заполняется через всасывающую трубу.
Третий вариант работы ГЭС аналогичен первому или второму вариантам. Предлагаемая конструкция ГЭС (варианты) позволяет ее использовать в искусственных водоемах, как мелких, так и глубоких, малой емкости и площади зеркала. Не требуется при строительстве больших затрат, при этом мощность ГЭС
увеличивается за счет наличия нескольких приемных водоводов. Наличие приемных водоводов позволяет использовать энергию рек и водных сред (морей и т.д.).
Предлагаемая полезная модель позволит получать энергию экологически чистым путем без строительства плотины, и объемного водохранилища, вблизи или вдали от водной среды.