волновая гидроэлектростанция судиловского а.г.
Классы МПК: | F03B13/22 использующие поток воды, возникающий от движения волн, например для привода гидродвигателя или турбины |
Патентообладатель(и): | Судиловский Анатолий Георгиевич[UA] |
Приоритеты: |
подача заявки:
1994-02-22 публикация патента:
10.05.1997 |
Использование в гидроэнергетике, в качестве гидроэлектростанции, преобразующей энергию волн. Сущность изобретения: на вертикальной опоре под уровнем воды шарнирно закреплены два вертикальных щита, которые, в свою очередь, шарнирно соединены между собой с образованием в плане острого угла, на биссектрисе которого расположена вертикальная опора. В вертикальных щитах симметрично и параллельно биссектрисе угла установлены два горизонтальных патрубка с гидроагрегатами, лопасти гидротурбин выполнены поворотными. 1 з. п. ф-лы, 2 ил.
Рисунок 1, Рисунок 2
Формула изобретения
1. Волновая гидроэлектростанция, содержащая закрепленную на дне водоема вертикальную опору и по меньшей мере две гидротурбины, размещенные в горизонтальных цилиндрических патрубках, установленных под уровнем воды симметрично относительно оси опоры, и электрогенераторы, отличающаяся тем, что, с целью упрощения конструкции и повышения надежности работы, гидроэлектростанция снабжена двумя вертикально расположенными щитами, шарнирно закрепленными на опоре, выполненной в виде сплошной сваи круглого сечения, и шарнирно соединенными между собой с образованием острого угла, при этом опора расположена на биссектрисе последнего, а патрубки размещены в щитах, при этом размещенные в патрубках гидротурбины агрегатированы с электрогенераторами капсульного типа. 2. Гидроэлектростанция по п. 1, отличающаяся тем, что, с целью стабилизации нагрузки при изменении фазовой скорости волн, гидротурбины выполнены с поворотными лопастями.Описание изобретения к патенту
Изобретение относится к гидроэнергетике, а более конкретно к волновым гидроэлектростанциям, использующим энергию волн, возникающих на поверхности морей и океанов и предназначено для электроснабжения стационарных морских платформ, имеющих собственные электростанции для снижения уровня шума и экономии энергоносителей при наличии волнения. В настоящее время электроснабжение стационарных морских нефтегазодобывающих платформ и насосных платформ нефтеперевалочных комплексов осуществляется с помощью дизельных или газотурбинных электростанций, работающих непрерывно независимо от наличия морского волнения. Эти электростанции одновременно являются главными источниками шумового воздействия на персонал и крупным потребителям дорогостоящих энергоносителей. В то же время известны волновые гидроэлектростанции, которые преобразуют в электроэнергию энергию волн и открытого моря и в случае соединения их подводным кабелем с морскими платформами позволяет во время волнения отключать их собственные электростанции и, таким образом, снижать уровень шума и экономить энергоносители. Волновая гидроэлектростанция "Краб" содержит понтон с размещенным на нем гидроагрегатом, равномерно расположенные относительно периметра понтона под уровнем воды поршневые насосы со штоком и, по меньшей мере, три гибкие связи, соединенные с якорями, к каждой из которых последовательно подсоединено, по меньшей мере, два поршневых насоса, при этом нагнетательные магистрали поршневых насосов параллельно подключены к гидроагрегату. Для подвижного соединения нагнетательных магистралей поршневых насосов между собой и с размещенным на понтоне коллектором гидроагрегата имеются компенсаторы. При волнении понтон воздействует при помощи гибких связей на поршневые насосы, нагнетательные магистрали которых подключены к гидроагрегату, вырабатывающему электрический ток (см. а.с. СССР N 1767208, кл. F 03 B 13/12, 1992 г.). Для отбора мощности не используется фазовая скорость волн т.е. скорость перемещения формы волны. Необходимость применения поршневых насосов, компенсаторов и коллектора усложняет конструкцию гидроэлектростанции. Наличие понтона, обладающего положительной плавучестью снижает надежность и не позволяет сблокировать волновую гидроэлектростанцию с морской платформой. Указанные недостатки частично устранены в волновых гидроэлектростанциях, использующих фазовую скорость волн. Известная гидроэлектростанция (см. заявку Франции N 2369440, м. кл. F 03 B 13/12, 1978 г.) содержит составную вертикальную опору, состоящую из плавучей платформы с фиксаторами и, по меньшей мере, две реверсивные гидротурбины, размещенные в горизонтальных цилиндрических патрубках, установленных под уровнем воды симметрично относительно оси опоры и электрогенераторы. Электрогенераторы расположены отдельно внутри платформы и соединены с гидротурбинами с помощью конических редукторов. По периметру плавучей платформы имеется ряд каналов криволинейной формы с входными отверстиями, сужениями и запорными заслонками для подачи воды из моря через выходные отверстия в расположенную в верхней части платформы емкость, соединенную через трубопроводы с задвижками с горизонтальными патрубками. Под действием морского волнения при прямом или обратном подходе волн, когда оси патрубков совпадают с направлением вектора фазовой скорости волн через горизонтальные патрубки проходит наибольшая масса воды, вращая размещенные в них реверсивные гидротурбины и расположенные внутри плавучей платформы электрогенераторы, которые работают на номинальной мощности. Одновременно через каналы происходит заполнение емкости водой из моря за счет преобразования кинетической энергии набегающих волн в потенциальную энергию подъема независимо от направления вектора фазовой скорости волн. При косом подходе волн расход воды через патрубки уменьшается и мощность падает. Для стабилизации нагрузки гидроэлектростанции открываются задвижки на соответствующих трубопроводах и недостающий объем воды подается из емкости под гидростатическим давлением в горизонтальные патрубки перед рабочими колесами гидротурбины. Необходимость применения составной вертикальной опоры усложняет конструкцию гидроэлектростанции и не позволяет сблокировать ее с морской платформой. Неподвижное крепление горизонтальных патрубков с гидротурбинами относительно оси вертикальной опоры, требующее применения реверсивных гидротурбин, емкости, системы каналов с запорными заслонками и трубопроводов с задвижками усложняет конструкцию гидроэлектростанции. Наличие в составной вертикальной опоре плавучей платформы, обладающей положительной плавучестью и содержащей помещение для электрогенераторов снижает надежность работы гидроэлектростанции. Применение электрогенераторов, требующих отдельного помещения исключает их размещение в горизонтальных патрубках вместе с гидротурбинами и усложняет конструкцию гидроэлектростанции. Задачей настоящего изобретения является упрощение конструкции и повышение надежности волновой гидроэлектростанции. Указанная задача достигается тем, что известная гидроэлектростанция, содержащая закрепленную на дне вертикальную опору и, по меньшей мере, две гидротурбины, размещенные в горизонтальных цилиндрических патрубках, установленных под уровнем воды симметрично относительно оси опоры и электрогенераторы снабжена двумя вертикально расположенными щитами, шарнирно закрепленными на опоре, выполненной в виде сплошной сваи кругового сечения и шарнирно соединенными между собой с образованием острого угла, при этом опора расположена на биссектрисе последнего, а патрубки размещены в щитах, при этом размещенные в патрубках гидротурбины агрегатированы с электрогенераторами капсульного типа. Гидротурбины могут быть выполнены с поворотными лопастями. В волновой гидроэлектростанции в качестве вертикальной опоры может быть применена одна из вертикальных опор стационарной морской платформы. Снабжение вертикальной опоры двумя вертикально расположенными щитами, шарнирно закрепленными на опоре, выполненной в виде сплошной сваи круглого сечения и шарнирно соединенными между собой с образованием острого угла, при этом опора расположена на биссектрисе последнего, размещение патрубков в щитах а агрегатирование размещенных в патрубках гидротурбин с электрогенераторами капсульного типа позволяет упростить конструкцию гидроэлектростанции. Исключение плавучей платформы, обладающей положительной плавучестью дает возможность повысить надежность работы волновой гидроэлектростанции. Выполнение гидротурбин с поворотными лопастями обеспечивает стабилизацию нагрузки гидроэлектростанции при изменении фазовой скорости волн. Применение в гидроэлектростанции в качестве вертикальной опоры одной из вертикальных опор стационарной морской платформы позволяет сблокировать волновую гидроэлектростанцию с морской платформой. На фиг. 1 изображен общий вид волновой гидроэлектростанции в исходном положении спереди; на фиг. 2 разрез А-А на фиг. 1. Волновая гидроэлектростанция содержит вертикальную опору 1 с хомутами 2, 3 вертикальные щиты 4, 5 с полукольцами 6, 7 и пластинами 8, 9 и горизонтальные патрубки 10 с гидроагрегатами 11. Вертикальная опора 1 предназначена для шарнирного крепления вертикальных щитов 4, 5 с горизонтальными патрубками 10 и гидроагрегатами 11 на глубине, обеспечивающей полное погружение щитов под уровень воды при высоте волны, соответствующей расчетной фазовой скорости волн и представляет собой сплошную сваю круглого сечения. С этой целью в верхней части опоры на определенной высоте имеются, по меньшей мере, две пары хомутов 2, которые служат для восприятия нагрузки от массы вертикальных щитов 4, 5 и передачи ее на вертикальную опору 1, а на оголовке опоры одна пара хомутов 3 для фиксации щитов от случайного перемещения вверх вдоль опоры. Хомуты 2, 3 неподвижно устанавливаются на вертикальной опоре с помощью крепежных деталей, конструктивно одинаковы и отличаются друг от друга только верхним или нижним расположением горизонтальных опорных поверхностей, которыми они контактируют с соответствующими поверхностями полуколец 6, 7. Каждый хомут представляет собой деталь из уголкового профиля дугообразной формы в плане, внутренний радиус которой равен промежуточному радиусу вертикальной опоры 1, а высоте несколько меньше последнего. Торцы хомутов 2, 3 закрыты пластинами с отверстиями в центре для крепежных деталей. Разъемы хомутов смещены на 90o в плане относительно плоскости разъема полуколец 6, 7 для непрерывности контакта соответствующих поверхностей. Для возможности автоматической ориентации входных отверстий горизонтальных патрубков 10 в направлении противоположном вектору фазовой скорости волн вертикальная опора 1 расположена на биссектрисе острого угла![волновая гидроэлектростанция судиловского а.г., патент № 2078988](/images/patents/394/2078008/945.gif)
Снаружи переднего торца на вертикальном щите 4 вверху и внизу по высоте имеются, по меньшей мере, два горизонтальных кронштейна для шарнирного соединения со щитом 5. Щит, в свою очередь, шарнирно соединяется с вертикальной опорой 1 с помощью полуколец 6, 7 и пластин 8. Вертикальный щит 5 имеет аналогичную конструкцию и отличается от щита 4 только наличием, по меньшей мере, двух пар горизонтальных кронштейнов и формой пластин 9. Шарнирное соединение вертикальных щитов 4, 5 между собой с помощью горизонтальных кронштейнов служит для возможности монтажа щитов на вертикальной опоре с хомутами 2, 3. Полукольца 6, 7 представлены для шарнирного крепления вертикальных щитов 4, 5 с пластинами 8, 9 на вертикальной опоре 1, расположены над хомутами 2 и контактируют с ними с помощью расположенных в нижней части опорных поверхностей. Кроме того, полукольца 6 имеют в верхней части дополнительные опорные поверхности, с помощью которых они могут упираться в соответствующие поверхности хомутов 3 при случайном перемещении щитов вверх вдоль опоры и, таким образом, фиксировать их в рабочем положении. С целью уменьшения сопротивления при повороте щитов 4, 5 полукольца 6 и хомуты 3 устанавливаются с зазором по высоте. Каждое из двух полуколец 6 представляет собой деталь из швеллерного профиля в виде полуокружности, внутренний радиус которой несколько превышает наружный диаметр вертикальной опоры 1. Полукольца 7 аналогичны по конструкции и отличаются только тем, что выполнены из уголкового профиля. Торцы полуколец 6, 7 закрыты пластинами с отверстиями в центре для крепежных деталей. Разъемы полуколец смещены на 90o в плане относительно плоскости разъема хомутов 2, 3 для непрерывности контакта соответствующих поверхностей. Пластины 8, 9 служат для неподвижного соединения вертикальных щитов 4, 5 с полукольцами 6, 7, обеспечения заданного острого угла
![волновая гидроэлектростанция судиловского а.г., патент № 2078988](/images/patents/394/2078008/945.gif)
Класс F03B13/22 использующие поток воды, возникающий от движения волн, например для привода гидродвигателя или турбины
электрогенераторное устройство от океанской волны - патент 2470179 (20.12.2012) | ![]() |
гидротурбинная система - патент 2459109 (20.08.2012) | ![]() |
волновая электростанция - патент 2443900 (27.02.2012) | ![]() |
волновая установка для получения электрической энергии - патент 2410566 (27.01.2011) | |
генераторная установка, приводимая в действие потоком воды - патент 2397360 (20.08.2010) | ![]() |
волновая электростанция - патент 2390652 (27.05.2010) | |
волно-поточная энергетическая установка - патент 2351793 (10.04.2009) | ![]() |
гидроагрегат - патент 2325549 (27.05.2008) | ![]() |
прибойная гидроэлектростанция - патент 2291985 (20.01.2007) | |
волновая энергетическая установка - патент 2227844 (27.04.2004) |