НАПЛАВНАЯ ПРИЛИВНО-ОТЛИВНАЯ ЭЛЕКТРОСТАНЦИЯ
PONTOON TIDAL POWER PLANT

изобретение относится к области морской гидротехники и предназначено для преобразования энергии морских течений (приливы, отливы) в электрическую энергию с учетом сохранения жизнедеятельности рыб.
Известна наплавная приливно-отливная электростанция, включающая вертикально наплавную колонну с несущей наклонной балкой, один конец которой шарнирно крепится к колонне, а другой к донной плите, колонна установлена с возможностью вращения вокруг вертикальной оси донной плиты и по высоте имеет несколько двухсторонних горизонтальных консолей, на концах которых установлены генераторы с открытыми лопастями (роторы), вращение колонны позволяет эксплуатировать электростанцию при приливах и отливах, за счет автоматической установки роторов навстречу течению потока в море (В.Чумаков. Прилив сил. Журнал «Вокруг света», №3 (2822) март 2009, с.78-82).
Недостатками аналога являются сложная и неустойчивая конструкция колонны во время шторма и громоздкие низкооборотные открытые роторы, которые могут травмировать рыбу.
Наиболее близким к предлагаемому изобретению является наплавная волновая электростанция, включающая несколько наплавных вертикальных цилиндрических оболочек, в каждой их которых размещены генераторы, рабочие органы которых размещены в вертикальных водозаборных отводных трубах, которые крепятся к боковой поверхности оболочки, нижний конец которой при помощи системы тросов и якорей крепится к дну моря (патент NO, №151479, F03B 13/12, опубл. 17.04.1985).
Недостаток наплавной волновой электростанции состоит в том, что в процессе прохода через рабочие органы генераторов рыба получает травмы и гибнет.
Технический результат, на достижение которого направлено заявляемое изобретение, состоит в совершенствовании конструкции электростанции с целью повышения ее эффективности защиты рыб, путем исключения их прохода через рабочие органы генераторов.
Для достижения указанного технического результата в наплавной приливно-отливной электростанции, включающей более двух наплавных вертикальных цилиндрических оболочек, генераторы, водозаборные и отводные трубы, систему тросов и якорей, наплавные вертикальные цилиндрические оболочки установлены с зазором между смежными наплавными вертикальными цилиндрическими оболочками на морском шельфе по продольной линии, перпендикулярной к направлению прилива, наплавные вертикальные цилиндрические оболочки соединены тросом с нанизанными на нем амортизаторами, каждая наплавная вертикальная цилиндрическая оболочка снабжена водоприемной камерой, концентрически размещенной в центре этой оболочки, в которой размещены закручивающие поток выходные патрубки водозаборных труб, перфорированным распределителем потока, центральным перфорированным стояком рыбоотводящей трубы и входными патрубками отводных труб, а выходные патрубки рыбоотводящих и отводных труб размещены в зазоре между смежными наплавными вертикальными цилиндрическими оболочками.
Кроме этого заявляемое решение имеет факультативные признаки, характеризующие его частные случаи, а именно:
- амортизатор выполнен в виде пакета использованных автомобильных шин;
- перфорированный распределитель потока выполнен в виде усеченного конуса с верхним открытым и нижним основанием, закрытым стенкой;
- центральный перфорированный стояк выполнен в виде трубы с открытым нижним отверстием, а верхнее отверстие соединено с рыбоотводящей трубой.
Отличительными признаками предлагаемого устройства от прототипа, наиболее близкого к нему, является то, что наплавные вертикальные цилиндрические оболочки установлены с зазором между смежными наплавными вертикальными цилиндрическими оболочками на морском шельфе по продольной линии перпендикулярной к направлению прилива, наплавные вертикальные цилиндрические оболочки соединены тросом с нанизанными на нем амортизаторами, каждая наплавная вертикальная цилиндрическая оболочка снабжена водоприемной камерой, концентрически размещенной в центре этой оболочки, в которой размещены закручивающие поток выходные патрубки водозаборных труб, перфорированным распределителем потока, центральным перфорированным стояком рыбоотводящей трубы и входными патрубками отводных труб, выходные патрубки рыбоотводящих и отводных труб размещены в зазоре между смежными наплавными вертикальными цилиндрическими оболочками.
Благодаря наличию этих признаков применение данного устройства позволяет повысить эффективность защиты рыб, путем исключения их прохода через рабочие органы генераторов.
Предлагаемая наплавная приливно-отливная электростанция иллюстрируется чертежами, представленными на фиг.1-3.
На фиг.1 показана в плане наплавная приливно-отливная электростанция.
На фиг.2 - продольный разрез наплавной вертикальной цилиндрической оболочки.
На фиг.3 - поперечный разрез наплавной вертикальной цилиндрической оболочки.
Наплавная приливно-отливная электростанция содержит наплавные вертикальные цилиндрические оболочки 1, смежные из которых установлены с зазором 2 по продольной линии 3, перпендикулярной к направлению прилива 4. Смежные наплавные вертикальные цилиндрические оболочки 1 соединены вверху и внизу по продольной линии 3 тросами 5, на которые нанизаны амортизаторы 6, выполненные в виде пакета использованных автомобильных шин. По поперечной линии 7, с обеих сторон наплавных вертикальных цилиндрических оболочек 1 в средней их части крепятся тросы 8, соединенные с якорями 9. В наплавной вертикальной цилиндрической оболочке 1 концентрически размещены камеры: водоприемная 10 и сухая 11. Водоприемная камера 10 разделена перегородкой 12 на секции, например на одну и более (фиг.2). В каждой секции водоприемной камеры 10 размещены выходные патрубки 13, установленные тангенциально для закрутки потока; перфорированный распределитель потока 14, выполненный в виде усеченного конуса с открытым верхним и закрытым стенкой 15 нижним основанием; центральный перфорированный стояк 16, выполненный в виде трубы с открытым нижним отверстием 17, а верхнее соединено с рыбоотводящей трубой 18; входной патрубок 19 отводной трубы 20. В сухой камере 11 размещены водозаборные трубы 21, входные отверстия 22 которых размещены с обеих сторон наплавной вертикальной цилиндрической оболочки 1 по поперечной линии 7; генераторы 23, рабочие органы которых размещены в отводных трубах 20. Выходные отверстия 24 рыбоотводящих труб 18 и выходные отверстия 25 отводных труб 20 размещены с обеих сторон наплавной вертикальной цилиндрической оболочки 1 по продольной линии 3 и сообщаются с морем в зазоре 2, где имеет место пониженное давление, за счет повышенных скоростей потока. Пунктирной линией 26 показано положение наплавной вертикальной цилиндрической оболочки 1 при максимальном уровне воды в море.
Работа наплавной приливно-отливной электростанции осуществляется следующим образом.
Работа наплавной приливно-отливной электростанции осуществляется при приливе и отливе, причем отличие состоит только в том, что морская вода при приливе поступает справа во входные отверстия 22 водозаборных труб 21, а при отливе слева. Морская вода обтекает наплавные вертикальные цилиндрические оболочки 1, установленные по продольной линии 3, и проходит далее через зазор 2 между смежными наплавными вертикальными цилиндрическими оболочками 1. Зазор 2 образован тросами 5 (сверху и снизу), на которые нанизаны амортизаторы 6. Наплавные вертикальные цилиндрические оболочки 1 удерживаются по продольной линии 3 при помощи тросов 8 и якорей 9. При максимальном уровне воды наплавные вертикальные цилиндрические оболочки 1 всплывают в положение, показанное пунктирной линией 26 (фиг.2).
Рассмотрим работу электростанции при приливе 4. При обтекании потоком наплавной вертикальной цилиндрической оболочки 1 по поперечной линии 7 при входе потока во входное отверстие 22 имеет место повышенное давление, а при выходе потока из выходного отверстия 25 отводной трубы 20 в зазоре 2 имеет место пониженное давления за счет повышенных скоростей. Под действием этого перепада давления возникает течение потока в отводной 20 и водозаборной 21 трубах.
Поток с рыбой, проходя через выходной патрубок 13, закручивается по часовой стрелке в водоприемной камере 10, которая разделена перегородкой 12 на секции (одну и более). Так как плотность рыб меньше, чем плотность воды, то рыба под воздействием на ее тело центростремительных сил будет смещаться к центру водоприемной камеры 10 и поступать с частью потока (расход рыбоотвода не более 5% от расхода водозабора) через отверстия центрального перфорированного стояка 16 через открытое нижнее отверстие 17 и далее по рыбоотводящей трубе 18 минуя выходное отверстие 24 обратно в море. В рыбоотводящей трубе 18 возникает течение за счет перепада давления в водоприемной камере 10 и в море (в зазоре 2).
Основной поток без рыбы проходит через отверстия перфорированного распределителя потока 14, нижнее основание которого закрыто стенкой 15, и поступает к входному патрубку 19 отводной тубы 20, проходит к рабочему органу генератора 23, установленному в сухой камере 11, вращает его и далее минуя выходное отверстие 25 выходит в море (в зазоре 2). Таким образом, генератор 23 вырабатывает электрическую энергию.
При отливе забор морской воды производится через входные отверстия 22, расположенные с левой стороны, и процесс повторяется.
Внедрение предлагаемой приливно-отливной электростанции позволяет получать электрическую энергию из морских течений и эксплуатировать станцию не травмируя рыбу, сохраняя ее жизнедеятельность.