ГИДРОАККУМУЛИРУЮЩАЯ ЭЛЕКТРОСТАНЦИЯ ДЛЯ ВЫСОКИХ НАПОРОВ ВОДЫ
HYDROELECTRIC PUMPED STORAGE POWER PLANT FOR HIGH WATER HEADS

Изобретение относится к гидроэнергетике, а именно к гидроаккумулирующим электростанциям /ГАЭС/, в которых водонапорная труба установлена вертикально, а насосная - под углом.
Известный патент Украины №85506, в котором водонапорная труба установлена вертикально, внутри которой на валу установлены с промежутками гидротурбины, а снизу на том же валу укреплено зубчатое колесо с возможностью передачи оборотов его через определенный механизм на ротор электрогенератора, установленный на заданном расстоянии от напорной трубы. Вал опирается на опору, установленную в раме, которая прикреплена к низу напорной трубы. Насосная труба, через которую подается вода с нижнего водохранилища ГАЭС на верхнее водохранилище, не показана так, как она известна из а.с. СССР №1366682, где она расположена под углом. Под зубчатым колесом и рамой в этом изобретении содержится короб, в который стекает вода с напорной трубы и далее течет в нижний бьеф ГАЭС.
Недостатком этого изобретения является то, что вал, на котором укреплены гидротурбины, установленные с промежутками по всей длине его внутри трубы, имеет большой вес и трение в подшипниковых опорах, что тормозит вращение гидротурбин, чем снижает КПД ГАЭС. Зацепление зубчатого колеса с другим зубчатым колесом находится в водной среде, что увеличивает трение. Замена подшипников опоры и гидротурбин также представляет большую сложность и требует остановки ГАЭС на большое время.
Задача предложенного изобретения - повышение КПД, упрощение ремонта ГАЭС и упрощение строительных работ при строительстве ГАЭС.
Эта задача решается тем, что в гидроаккумулирующей электростанции /ГАЭС/ для высоких напоров воды, содержащей верхнее водохранилище, с которого протекает вода в напорную трубу, установленную вертикально, насосную трубу, установленную под углом, подающую воду в верхнее водохранилище, гидротурбину, вал которой включает зубчатую передачу, сочлененный с валом, передающим вращательное движение на ротор электрогенератора, размещенный за пределами напорной трубы, канал, в который стекает вода с напорной трубы, размещенный под железобетонной плитой с отверстиями, согласно изобретению, напорная труба содержит приставку, расположенную в нижней части ее, состоящую из двух частей, в которой установлена колпакоподобная гидротурбина с радиально-турбинными лопастями и гидротурбина посажена на опору, включающую подшипники, тележку с возможностью передвижения ее с гидротурбиной по железобетонной плите, гидротурбина включает редуктор, сочлененный с валом, передающим вращательное движение на электрогенератор, железобетонную плиту с отверстиями, под которой расположен канал, второй конец которого граничит с нижним бьефом ГАЭС.
Предложенное изобретение в несколько раз увеличит КПД ГАЭС, сократит время, идущее на ремонт или замену гидротурбины, а также в разы уменьшит денежные средства при строительстве такой ГАЭС по сравнению с существующими ГАЭС.
Изобретение объясняется схематическим рисунком (рис. 1), на котором изображена ГАЭС в разрезе по вертикали.
ГАЭС содержит верхнее водохранилище 1, напорную трубу 2, которая в верхней части содержит заслонку 3, а нижняя часть трубы 2 содержит фланец 4, соединяющий трубу 2 с приставкой 5, состоящей из двух половинок, в которой установлена колпакоподобная с радиально-турбинными лопастями гидротурбина 6, включающая редуктор 7, зубчатые колеса которого сочленены с валом 8, с возможностью сочленения его с электрогенератором, который не показан на рисунке, опору 9 гидротурбины 6, включающую подшипники 10, установленные на тележке 11, с возможностью перемещения и фиксации ее на железобетонной плите 12 с отверстиями, которая укреплена на сваях 13, канал 14, расположенный под плитой 12, конец которого граничит с нижним бьефом ГАЭС.
ГАЭС работает так.
При протекании воды с верхнего водохранилища 1 в напорную трубу 2 вода под силой напора, веса и кинетической энергии давит на лопасти гидротурбины 6, которая через редуктор 7 приводит во вращение вал 8, который приводит в действие электрогенератор ГАЭС, установленный за пределами приставки 5 до трубы 2 с приставкой 5. При этом вода через отверстия в железобетонной плите 12, опускается в канал 14 и далее течет по каналу 14 в нижний бьеф ГАЭС. При ремонте гидротурбины 6 фланцем 4 рассоединяют напорную трубу 2 с приставкой 5 и опору 9 вместе с гидротурбиной 6, редуктором 7, валом 8, тележкой 11 откатывают по железобетонной плите 12, на ее место устанавливают новую гидротурбину, подсоединяют приставку 5 к напорной трубе 2. Заслонку 3 устанавливают в исходное рабочее положение, и вода опять протекает в напорную трубу 2.