гидравлическая энергетическая станция

Формула изобретения

Гидравлическая энергетическая станция, содержащая плотину, водоводную систему, гидротурбины и электрогенераторы, отличающаяся тем, что в ее состав введен, как минимум, один вихревой тепловой генератор, инжекционный патрубок которого оснащен датчиком давления воды и соединен с водоводной системой через переходник, снабженный регулятором давления воды, выполненным, например, в виде заслонки, привод которого соединен с датчиком давления воды.

Описание изобретения к патенту

Предлагаемое изобретение относится к энергетике и предназначено для энергоснабжения населения и промышленных предприятий.

Все известные гидравлические энергостанции относятся к категории гидравлических электростанций (Советский энциклопедический словарь / Гл. ред. Прохоров А.М. - 3 изд. - М.: Сов. энциклопедия, 1984, с.303). Они преобразуют механическую энергию воды в электрическую энергию посредством гидротурбин, приводящих в движение электрические генераторы. Основным их недостатком является монофункциональность, т.е. способность вырабатывать только электрическую энергию. А поскольку потребителям нужна еще и тепловая энергия, то ее получают в электронагревательных приборах или путем сжигания органического топлива. Такой подход не относится к достаточно экономичным и требует привлечения многочисленного оборудования, в том числе механического. Для последнего не могут быть достигнуты высокие надежности и эксплуатационная технологичность.

В качестве прототипа выбрана гидравлическая электрическая станция (ГЭС) плотинного исполнения (Политехнический словарь. Гл. ред. И.И.Артоболевский, М.: Сов. Энциклопедия, 1976, с.115-116). ГЭС содержит плотину, систему водоводов, гидротурбины и электрогенераторы. Она функционирует следующим образом. Вода из водохранилища подается через систему водоводов, проложенных в плотине, к гидротурбинам, которые приводят во вращение электрогенераторы. Выбранная электрическая энергия подается потребителям. Преобразование энергии в таких ГЭС осуществляется по схеме: механическая энергия воды механическая энергия турбины механическая энергия генератора электрическая энергия. Для получения тепловой энергии в эту схему необходимо добавить еще два цикла: тепловая энергия электронагревательного прибора тепловая энергия теплоносителя (жидкости или газа).

Недостатком прототипа, характерным для всех ГЭС, является дополнительная затрата энергоресурсов на получение потребителями тепловой энергии.

Задачей изобретения является повышение функциональных возможностей, надежности и эксплуатационной технологичности станции и снижение расхода энергоресурсов. Указанный технический результат достигается за счет того, что в состав ГЭС введен, как минимум, один вихревой тепловой генератор (например, патент РФ № 2045715. Потапов Ю.С. // Бюл. Изобр. № 28, 1995), инжекционный патрубок которого оснащен датчиком давления воды и соединен с водоводной системой через переходник, снабженный регулятором давления воды, выполненным, например, в виде заслонки, привод которой соединен с датчиком давления воды, а патрубок горячего выхода вихревого теплового генератора соединен с входом трубопроводной сети потребителей горячей воды.

Предложенная ГЭС имеет повышенные функциональные возможности, так как позволяет снабжать потребителей и электрической, и тепловой энергией. А поскольку тепловая энергия получается непосредственным преобразованием механической энергии воды, то энергоснабжение осуществляется более экономично. Повышение надежности и эксплуатационной технологичности обеспечивается тем, что во вновь введенном агрегате полностью исключены все силовые механически подвижные элементы (гидротурбины, гидрогенераторы, гидронасосы). Частично это влияет и на экономичность расхода энергоресурсов.

Среди информационных материалов по данному классу техники, а также среди устройств данного типа не обнаружены гидроэнергостанции с подобными существенными признаками, как у заявленного объекта.

Предлагаемое изобретение показано на чертеже. В состав ГЭС входят плотина (1), водоводная система (2), гидротурбины (3), гидрогенераторы (4), вновь введенный ВТГ (5), переходник (8).

Функционирование ГЭС при выработке электроэнергии осуществляется аналогичным с прототипом образом. Вода под давлением, создаваемым в водохранилище, подается через систему водоводов (2), проложенных в плотине (1), в гидротурбины (3), которые приводят во вращение электрогенераторы (4) для выработки электрической энергии.

При выработке тепловой энергии вода поступает через водовод (2), переходник (8) и инжекционный патрубок (6) в ВТГ (5), где она нагревается и через патрубок горячего выхода (11) подается на вход (12) трубопроводной сети потребителей горячей воды.

Для осуществления нагревания воды необходимо создавать давление в инжекционном патрубке (6) в пределах 5-6 атм. Это достигается поддержанием необходимого уровня воды в водохранилище, подбором геометрических форм и размеров водовода (2) и переходника (8). Регулирование давления воды осуществляется регулятором, выполненным, например, в виде заслонки (9), с помощью привода (10) по показаниям датчика давления воды (7). Здесь преобразование энергии осуществляется по сокращенной схеме: механическая энергия воды тепловая энергия. В этом состоит основная причина более экономичной выработки энергии.

Таким образом, предложенная ГЭС обладает преимуществом по всем заявленным показателям.