Приливная электростанция с дополнительным резервуаром
TIDAL POWER PLANT WITH AN ADDITIONAL RESERVOIR

Изобретение относится к гидротехническим сооружениям и может использоваться для увеличения выработки энергии за счет использования энергии приливов и отливов.
Известна, например, «Приливная электростанция» автора Кокуева Н.И. по изобретению СССР № 1199969, МПК F03B 13/12.
Данная электростанция содержит размещенную между морем и бассейном плотину, водопроводящий канал с морским и бассейновым проходами и установленную в нем турбину с генератором, причем водонаправляющий канал выполнен в виде кольцевого трубопровода, имеющего два горизонтальных и два вертикальных участка с затвором.
Такое выполнение станции позволяет как при приливе, так и при отливе воде течь через турбину, вращая ее в одном и том же направлении.
Недостатком данного устройства является сложная конструкция и низкая эффективность из-за отсутствия каких-либо дополнительных накопителей воды, расширяющих диапазон регулирования выработки электрической энергии.
Известна так же «Приливная электростанция» автора Цгоева Р. С. по патенту РФ № 2525622, МПК E02B 9/08, F03B 13/26.
Приливная электростанция содержит несколько водопропускных каналов со своими гидротурбинами и общим генератором. Все гидротурбины объединены единым валом, нагруженным на генератор, который выполнен на суммарную мощность всех гидротурбин группы.
Эффективность данной электростанции достигается за счет уменьшения ширины плотины и использования генератора большей мощности с лучшими технико-экономическими показателями.
Недостатком данного устройства является так же низкая эффективность из-за отсутствия каких-либо дополнительных накопителей воды, расширяющих диапазон регулирования выработки электрической энергии станцией.
Наиболее близким техническим решением к заявляемому изобретению является «Приливная электростанция» авторов Недвига Ю.С. и Недвига Н.Ю. по изобретению СССР № 1490223, МПК E02B 9/08.
Приливная электростанция содержит плотину, образующую водохранилище, разделенное ограждающими стенками на несколько бассейнов, соединенных с акваторией глубинными водоводами, здание электростанции с обратимыми гидроагрегатами и затворами в турбинных водоводах, причем станция снабжена трубопроводом с переключающими затворами, последовательно соединяющих бассейны с турбинными водоводами.
В данном устройстве повышена эффективность работы станции за счет расширения диапазона регулирования выработки электроэнергии путем создания нескольких бассейнов с запасами воды и поочередного выпуска воды через турбины.
Недостатком этого технического решения является значительная сложность изготовления подобной плотины с бассейнами и необходимость автоматизации процесса управления затворами.
Такого рода плотины проектируют и сооружают только при новом строительстве, а улучшить технические характеристики существующих приливных станции не представляется возможным.
Задачей предлагаемого изобретения является создание универсального устройства, которое можно использовать для повышения эффективности существующих приливных станций.
Технической проблемой, которую решает настоящее изобретение, является повышение эффективности работы приливных станций за счет расширения диапазона регулирования выработки электроэнергии путем создания в водохранилище дополнительного плавающего наливного резервуара.
Технический результат заключается в том, что в приливную электростанцию, содержащую плотину, образующую отделенное от акватории моря водохранилище, здание электростанции, размещенные в плотине рабочие затворы, обратимые турбины с электрогенераторами, дополнительно на поверхности водохранилища размещен на понтонах резервуар для накопления в нем воды, плотина оснащена также дополнительным затвором и дополнительной турбиной с насосной установкой, соединенной с магистралью, вход которой выведен через плотину в акваторию моря, а выход ее посредством консольного крепления соединен с входом плавающего резервуара, причем дно последнего оснащено подпружиненным клапаном на выпуск воды при опускании резервуара в нижнее положение.
На чертеже показана «Приливная электростанция с дополнительным резервуаром».
Устройство содержит плотину 1, образующую отделенную от акватории 2 моря водохранилище 3, на поверхности которого с помощью понтонов 4 размещен резервуар 5, плотина оснащена дополнительной турбиной 6 с насосной установкой 7, которая соединена с магистралью 8, вход 9 последней выведен через плотину в акваторию моря, а ее верхний выход 10 находится над плавающим резервуаром, причем дно последнего оснащено подпружиненным на закрывание клапаном 11, выпускающим воду при нахождении резервуара в его нижнем положении. Магистраль (труба) закрепляется на склоне плотины с помощью консольного крепления 12, а вход-выход дополнительной турбины оснащен дополнительным затвором 13.
«Приливная электростанция с дополнительным резервуаром» работает следующим образом.
На чертеже условно не показаны типовые сооружения: здание ГЭС, рабочие обратимые турбины с электрогенераторами и рабочие затворы, задача которых в момент прилива по максимуму наполнить водой водохранилище. Однако, объемы воды, накопленной в водохранилище, определены его габаритными размерами, и увеличение объемов водохранилища требует значительных затрат на его новое строительство. Предлагаемое изобретение позволяет увеличить производительность уже существующих приливных станций без их реконструкции путем размещения на понтонах дополнительного резервуара или нескольких резервуаров.
Во время наступления прилива морская вода с акватории 2 поступает в водохранилище 3 через рабочие турбины, через рабочие затворы (не показаны на чертеже) и через открывшийся дополнительный затвор 13, пропускающий воду на дополнительную турбину 6, соединенную с насосной установкой 7, которая начинает перекачивать магистралью 8 воду из акватории моря. Вода поступает на вход 9 магистрали и выливается через ее верхний выход 10 в плавающий резервуар 5, заполняя его в период прилива.
На чертеже показано верхнее расположение резервуара 5, плавающего на понтонах 4 после окончания действия морского прилива.
После наступления отлива все затворы, в том числе дополнительный затвор 13 закрываются, вода из водохранилища поступает обратно в акваторию моря 2 через обратимые рабочие турбины (не показаны на чертеже) с электрогенераторами, вырабатывающие электроэнергию, при этом уровень водохранилища понижается и плавающий с водой резервуар 5 так же опускается.
После достижения заданного уровня опускания резервуара его подпружиненный клапан 11 упирается в дно водохранилища 3, или в дополнительную установленную на дне на заданном уровне опору (не показано на чертеже), при этом клапан открывается, выпуская воду в водохранилище, которая пополняет его объем и продолжает выходить через рабочие турбины, увеличивая выработку электроэнергии станцией.
Количество дополнительно выработанной электроэнергии от объемов накопленной воды в резервуаре (в нескольких резервуарах).
После наступления прилива морская вода снова через обратимые турбины и затворы заполняет водохранилище, резервуар 5 на понтонах 4 всплывает, подпружиненный клапан 11 закрывается и резервуар наполняется водой из акватории 2 моря через магистраль 8. Цикл работы приливной станции повторяется.
Таким образом, используя запас воды в дополнительном резервуаре на понтонах, размещенный в водохранилище, представляется возможным увеличить производительность существующих приливных электростанций.