Безгребельна гідроелектростанція

1 Безгребельна гідроелектростанція, що містить монтажні модулі, шарнірно сполучені між собою у вигляді гірлянд, занурених у ріку або морську акваторію з течією, приймальний колектор з горловинами, стабілізуючий колектор з дренажним клапаном, плавучу платформу, на котрій змонтовані гідротурбіна з горловиною і електрогенератор, і гнучкі трубопроводи, кожен монтажний модуль складається з трубчастого каркаса, секцій гідроприводів з гідронасосами, з’єднаними з внутрішньою порожниною трубчастого каркаса, двох понтонів, торцевих кришок з горловинами, змонтованих на вільних шарнірах перших монтажних модулів у кожній гірлянді, а гнучкі трубопроводи з’єднують горловини приймального колектора відповідно з горловинами торцевих кришок на перших монтажних модулях у кожній гірлянді, з горловиною на гідротурбіні і з стабілізуючим колектором, яка відрізняється тим, що гідронасоси кожної секції монтажного модуля U 2 (19) 1 3 монтажний модуль складається з трубчастого каркаса, секцій (наборів) гідроприводів з гідронасосами, з’єднаними з внутрішньою порожниною трубчастого каркаса, двох понтонів, торцевих кришок з горловинами, змонтованих на вільних шарнірах перших монтажних модулів у кожній гірлянді, а гнучкі трубопроводи з’єднують горловини приймального колектора відповідно з горловинами торцевих кришок на перших монтажних модулях у кожній гірлянді, з горловиною на гідротурбіни і з стабілізуючим колектором. Після використання в одному місці станція може переміщуватися або сплавлятися у друге місце. Недоліком відомої станції є її невисокі експлуатаційні якості, такі як: - складність встановлення монтажних модулів, які плавають за допомогою понтонів, на дно водойми; складність сплавлення приймального колектора з відкритими горловинами. В основу корисної моделі поставлена задача створення удосконаленої конструкції безгребельної гідроелектростанції, яка б дозволила забезпечити підвищення його експлуатаційних якостей шляхом уведення в неї нових елементів і технічних рішень, таких як: - гідронасоси кожної секції монтажного модуля з’єднуються з внутрішньою порожниною трубчастого каркаса за допомогою збирального колектора із зворотнім клапаном, що дозволяє знизити витрачання стисненого повітря під час продування трубчастого каркаса перед зняттям монтажного модуля, тому що стиснене повітря не виходить у атмосферу через гідронасоси; - на горловинах приймального колектора й горловинах торцевих кришок на перших монтажних модулях у кожній гірлянді монтуються перекривні вентилі, що дозволяє виключити попадання води у внутрішні порожнини приймального колектора й монтажних модулів під час їх сплавлення; - на вільних шарнірах останніх монтажних модулів у кожній гірлянді монтуються торцеві кришки з додатковими перекривними вентилями і додатковими горловинами для з’єднання з джерелом стисненого газу, а у нижній частині трубчастого каркаса кожного монтажного модуля монтується зливний клапан, величина робочого тиску якого вище величини робочого тиску дренажного клапана стабілізуючого колектора, що дозволяє забезпечити гарантований підйом монтажних модулів з дна водойми шляхом витиснення води із внутрішньої порожнини трубчастого каркаса; - наявність захисного рухомого екрана, наприклад у вигляді двостулкових воріт, який монтується на трубчастому каркасі з боку гідронасосів, що дозволяє виключити дію течії на гідроприводи, коли станція не працює і коли монтажні модулі сплавляють в інше місце; - на гнучкому трубопроводі, який з’єднує приймальний колектор з гідротурбіною, встановлюється двопозиційний клапан для сполучення приймального колектора з 28252 4 атмосферою, що дозволяє виключити дію процесу продування монтажних модулів і приймального колектора на гідротурбіну. Поставлена задача вирішується таким чином, що запропонована безгребельна гідроелектростанція, яка містить монтажні модулі, шарнірно сполучені між собою у вигляді гірлянд, занурених у ріку або морську акваторію з течією, приймальний колектор з горловинами, стабілізуючий колектор з дренажним клапаном, плавучу платформу, на котрій змонтовані гідротурбіна з горловиною і електрогенератор, і гнучкі трубопроводи, кожен монтажний модуль складається з трубчастого каркаса, секцій гідроприводів з гідронасосами, з’єднаними з внутрішньою порожниною трубчастого каркаса, двох понтонів, торцевих ^кришок з горловинами, змонтованих на вільних шарнірах перших монтажних модулів у кожній гірлянді, а гнучкі трубопроводи з’єднують горловини приймального колектора відповідно з горловинами торцевих кришок на перших монтажних модулях у кожній гірлянді, з горловиною на гідротурбіні і з стабілізуючим колектором, в ній гідронасоси кожної секції монтажного модуля з’єднані з внутрішньою порожниною трубчастого каркаса за допомогою збирального колектора із зворотнім клапаном, а на горловинах приймального колектора й горловинах торцевих кришок на перших монтажних модулях у кожній гірлянді змонтовані вентилі. На вільних шарнірах останніх монтажних модулів у кожній гірлянді змонтовані торцеві кришки з додатковими вентилями і додатковими горловинами для з’єднання з джерелом стисненого газу, а у нижній частині трубчастого каркаса кожного монтажного модуля змонтований зливний клапан, величина робочого тиску якого вище величини робочого тиску дренажного клапана стабілізуючого колектора. Станція споряджена захисним рухомим екраном, наприклад у вигляді двостулкових воріт, змонтованого на трубчастому каркасі з боку гідронасосів. На гнучкому трубопроводі, який з’єднує приймальний колектор з гідротурбіною, встановлено двопозиційний клапан для сполучення приймального колектора з атмосферою. Для пояснення конструкції станції і її роботи додаються креслення та її детальний опис. На кресленнях зображено: на Фіг.1 - загальна схема станції; на Фіг.2 - вигляд А Фіг.1 (вигляд станції спереду); на Фіг.3 - загальний вигляд монтажного модуля; на Фіг.4 - вид Е Фіг.3 (вигляд монтажного модуля зверху); на Фіг.5 - виносний елемент Б Фіг.1 (зовнішня торцева кришка); на Фіг.6 - виносний елемент В Фіг.1 (торцева кришка); на Фіг.7 - виносний елемент Г Фіг.1 (горловина приймального колектора); на Фіг.8 - виносний елемент Д Фіг.1 (двопозиційний клапан під час роботи станції); 5 на Фіг.9 - виносний елемент Д Фіг.1 (двопозиційний клапан під час продування елементів станції). Запропонована станція складається з монтажних модулів 1, з’єднаних за допомогою порожнистих сферичних шарнірів 2 у паралельні гірлянди, приймального колектора 3, стабілізуючого колектора 4 з дренажним клапаном 5 і плавучої платформи 6. Кожен монтажний модуль 1 складається з трубчастого каркаса 7 з зливним клапаном 8, двох понтонів 9, двох секцій гідроприводів 10 з гідронасосами 11, збиральних колекторів 12 зі зворотними клапанами 13 і захисного рухомого екрана 14, виконаного у вигляді двостулкових воріт. До приймального колектора 3 приєднуються: дві гірлянди монтажних модулів 1 за допомогою гнучких трубопроводів 15 до двох горловин 16 з вентилями 17, стабілізуючий колектор 4 до горловини 18 з вентилем 17 і гнучкий трубопровід 19 плавучої платформи 6 до горловини 20 з вентилем 17. На плавучій платформі 6 змонтовані гідротурбіна 21 з вхідною 22 і вихідною 23 горловинами і електрогенератор 24. На гнучкому трубопроводі 19 змонтований двопозиційний клапан 25. На вільних шарнірах 2 монтажних модулів 1, які розташовані першими у гірляндах з боку приймального колектора 3, змонтовані торцеві кришки 26 з горловинами 27 і вентилями 28. На вільних шарнірах 2 монтажних модулів 1, які розташовані останніми у гірляндах, змонтовані зовнішні торцеві кришки 29 з додатковими горловинами 30 і додатковими вентилями 31. Монтажні модулі 1 встановлюються на дні 32 біля берега 33 за допомогою розтяжок 34 і ґрунтозачепів 35 нижче поверхні 36 води. Напрямок течії зображено стрілкою V на Фіг.1. Робота запропонованої станції здійснюється наступним чином. Безгребельну ГЕС монтують наступним чином. У місце призначення сплавляють гірлянди з монтажних модулів 1, приймальний колектор 3 і плавучу платформу 6. Монтажні модулі 1 тримаються на поверхні води завдяки підйомній силі від понтонів 9 і порожнистого трубчастого каркаса 7. Вздовж берега 33 розміщують приймальний колектор 3, гірлянди монтажних модулів 1 розміщують поперек течії (Фіг.1). Горловини 27 торцевих кришок 26 за допомогою гнучких трубопроводів 15 з’єднують з горловинами 16 на приймальному колекторі 3 (Фіг.6, 7). Стабілізуючий колектор 4.монтують на березі 33 і приєднують до горловини 18 на приймальному колекторі 3. За допомогою гнучкого трубопроводу 19 з’єднують вхідну горловину 22 (Фіг.8) плавучої платформи 6 з горловиною 20 на приймальному колекторі 3. Відкривають четверо вентилів 17 на приймальному колекторі 3 і два вентиля 28 на горловинах 27 гірлянд, а також відкривають стулки воріт 14 (Фіг.4). Під дією течії гідроприводи 10 обертають гідронасоси 11 і подають воду по збиральним колекторам 12 через зворотні клапани 13 у внутрішню порожнину трубчастих каркасів 7 (Фіг.3). Під вагою заправленої води монтажні модулі 1 опускаються на дно 33, де водолази 28252 6 закріплюють монтажні модулі 1 і плавучу платформу 6 за допомогою розтяжок 34 і грунтозачепів 35. Повітря, а потім і вода, з внутрішньої порожнини трубчастих каркасів 7 через порожнисті шарніри 2 і гнучкі трубопроводи 15 поступають у приймальний колектор 3, а потім по гнучкому трубопроводу 19 попадають у гідротурбіну 21 і виходять у атмосферу через вихідну горловину 23. Гідротурбіна 21 приводить у дію електрогенератор 24. Двопозиційний клапан 25 стоїть у робочому положенні (Фіг.8). Коли швидкість течії підвищується, підвищується і тиск води у приймальному колекторі 3, і надлишок води через дренажний клапан 5 і стабілізуючий колектор 4 скидається на берег 33 (Фіг.1). Таким чином підтримується постійний напір води на гідротурбіні 21. Для переміщення станції на інше місце призначення виконують наступні операції: - двопозиційний клапан 25 встановлюють у неробоче положення (Фіг.9) для продування монтажних модулів 1 і приймального колектора 3; - до додаткової горловини 30 (Фіг.5) приєднують трубопровід від джерела стисненого газу (повітря) (на кресленнях не зображено); - знімають розтяжки 34 і грунтозачепи 35; - відкривають додатковий вентиль 31 і у внутрішню порожнину трубчастих каркасів 7 подають стиснене повітря. У результаті цього вода з трубчастих каркасів 7 скидається через зливні клапани 8, а вода з дренажним клапаном 5 і через гнучкий трубопровід 19 з двопозиційним клапаном 25 у атмосферу. Монтажні модулі 1, піднімаються на поверхню води; - зачиняють стулки воріт 14 (на Фіг.3 ворота не зображені); - закривають додаткові вентилі 31 і вентилі 17, 28 (Фіг.5, 6, 7); - встановлюють двопозиційний клапан 25 у робоче положення (Фіг.8); - знімають гнучкі трубопроводи 15 і 19, стабілізуючий колектор 4 і трубопровід стисненого повітря. Таким чином, запропонована станція, яка має просту і надійну конструкцію, дозволяє перебазовувати елементи станції з одного місця в інше з мінімальною трудомісткістю. 7 28252 8