Гідроелектрична установка

Гидроэлектрическая установка, выполненная в виде катамарана с рабочим каналом между корпусами катамарана, с входным диффузором перед началом рабочего канала и выходным диффузором после его окончания, с основной гидротурбиной в рабочем канале с деталями проточной части, расположенными двумя рядами в шахматном порядке, с валами основных гидротурбин, установленными на корпусах катамарана и кинематически связанными с ними генераторами электрического тока, содержащая также в выходном диффузоре дополнительные гидротурбины с вертикальными осями вращения и кинематически связанными с ними генераторами электрического тока, отличающаяся тем, что корпуса катамарана имеют в плане трапециевидную форму, рабочий канал между корпусами катамарана разделен перегородкой на отдельные рабочие каналы, переходящие в вы ходном диффузоре во вспомогательные каналы с погруженными в них дополнительными гидротурбинами, детали проточной части основных гидротурбин выполнены в виде ковшей, в конце внешних обводов корпусов катамарана закреплены вихреотводы. Зоя (13) 39192 (11) UA тока, кинематически связанными с валами транспортера, с ша хматным расположением лопаток, длина каждой из которых равна половине ширины ленты, с перфорациями в ленте и вхо дящи ми в них радиальными штырями, с дополнительными гидротур бинами в выходном диффузоре с вертикальными осями вращения и кинематически связанными с ними генерато рами электрического тока. Применение в прототипе в качестве гидротурбины ленточного транспортера представляет сложность в изго товлении и эксплуа тации. Необхо дима специальная лента, обеспечивающая одновременно гибкость и прочность, жесткость крепления лопаток и износоустойчивость перфораций. Сочленение радиальный штырь-перфорация ненадежно при использовании установки. Криволинейная конфигурация корпусов катамарана сложна в изготовлении. Сильное вихреобразование в результате взаимодействия потока воды, выхо дяще го из выходного диффузора, с потоком воды, обтекающим внешне обводы корпусов катамарана, не обеспечивает устойчивую работу до полнительных гидротур бин и кинематически связанных с ними генераторов электрического тока. В основу изобретения поставлена задача усо вершенствования гидроэлектрической установки путем придания корпусам катамарана трапециевидной в плане формы, деления рабочего канала перегородкой на два отдельных рабочих ка (19) Изобретение относится к гидроэнергетике и может быть применено для получения электрического тока и использования его в промышленности и сельском хозяйстве. Аналогичное предназначение имеют плотинные и деривационные гидроэлектрические станции ГЭС, построенные, главным образом, на крупных реках (Днепровский каскад ГЭС) и состоящие из гидроузлов, в том числе плотин, водоводов, шлюзов, других гидротехнических сооружений, зданий ГЭС, гидротурбин, гидроге нераторов, других эле ментов. Сложность упомянутых ГЭС, необхо димость сооружения плотин, возникающие при этом проблемы экологии, ограничивают строительство таких ГЭС на больши х и средних реках и препятствуют использованию их огромной гидроэнергии (Украинский советский энциклопедический словарь. Т.3. – К.: Главная редакция Украинской советской энциклопедии им. М.П. Бажана, 1989, с. 446, 449; Политехнический словарь. – М.: Советская энциклопедия, 1976, с. 110, 112, 114– 116). Прототипом изобретения является гидроэлектрическая установка (SU № 1474317A1, F 03 B 7/00, 23.04.89), содержащая судно, выполненное в ви де катамарана, между корпусами которого образован рабочий канал, размещенный в последнем транспортер с ва лами, уста новленными на корпусах и бесконечной лентой с закрепленными на ней лопатками, с генераторами электрического C2 _______________________ 39192 нала, применения гидротур бин с проточной частью в виде ковшей, образова ния вспомогательных каналов, наличия вихреотводов в конце корпусов обеспечить получение технического результата – улучше ние контакта рабочего органа, основных и дополнительных гидротурбин, со средой, потоком воды. Поставленная задача решается тем, что гидроэлектрическая установка на катамаране с рабочим каналом между его корпусами, входным и выходным диффузорами, гидротур биной с деталями проточной части, расположенными двумя рядами в шахматном порядке, с валами, установленными на корпусах и кинемати чески связанными с ними генераторами электрического тока, содержащая также дополнительные гидротур бины с вертикальными осями враще ния и кинемати чески связанными с ними генераторами электрического тока согласно изобретению состоит из корпусов катамарана, имеющи х тра пециевидную в плане форму, рабочего канала, разделенного перегородкой на отдельные рабочие каналы, основных гидротур бин с деталями проточной части в ви де ковшей, вспомогательных каналов в вы ходном диффузоре, образованных стенками корпусов катамарана и канальными стенками, заканчивающи мися полукруглыми экранами, охватывающи ми половины дополнительных гидротурбин, вихреотводов в конце внешних отводов корпусов катамарана. Трапециевидная в плане форма корпусов катамарана образует входной и выходной диффузоры с рабочими каналами между ними, при этом прямые линии обводов корпусов уп рощают и х конструкцию. Деление рабочего канала перегородкой на два отдельных рабочих канала приводит к увеличению числа рабочих каналов. Вследствие этого уве личивается количество используемых основных гидротур бин и кинематически связанных с ними генерато ров электрического тока. Наряду с этим, увеличение числа рабочих каналов ведет к уве личению ширины входного и выходного диффузоров. В результате че го больший объем потока воды участвует в ра боте гидроэлектрической установки. Замена лопаток на ковши в проточной части основных гидротур бин эффективнее на основании известного преимущества ковшовых гидротурбин перед лопаточными. Образование в выходном диффузоре вспомогательных каналов применением канальных стенок для этого, а также наличие в конце канальных стенок полук руглых экранов улучшает работу до полнительных гидротур бин. Создается направленный подвод потока воды к их работающим лопаткам. Уменьшается противодействие работающим лопаткам со стороны лопаток, расположенных от них через 75–150 градусов в направлении противоположном направлению вращения (см. фиг.1). Применение вихреотводов приводит к уводу и уменьшению вихрей, образующи хся при слиянии потоков воды после дополнительных гидротурбин с потоками воды, обтекающи ми внешние обводы корпусов катамарана. Совокупность перечисленных выше существенных признаков в их взаимосвязи обеспечивает получение технического результата – улучше ние контакта рабочего органа со средой. При этом гидро электрической установке придаются новые технические свойства: увеличение ее мощности, упроще ние конструкции, возможность стыковки нескольких гидроэлектрических установок в блок по линии внешних обводов корпусов катамарана. Изобретение поясняется чертежами. На фиг. 1 изображен вид гидроэлектрической установки сверху; на фиг. 2 показан разрез конструкции гидроэлектрической установки по АА. Гидроэлектрическая установка представляет собой судно катамаран, состоящее из корпусов 1 и расположенной между ними перегородки 2. Корпуса 1 и перегородка 2 соединены между собой балками 3. Между корпусами 1 и перегородкой 2 образуются отдельные рабочие каналы 4, которые начинаются в конце входного диффузора 5 и заканчиваются в начале выходного диффузора 6. В отдельные рабочие каналы 4 помещены нижние частиц основных гидротурбин 7 (см. фиг.2) с ковша ми 8. Ковши 8 образованы их криволинейными поверхностями и внутренними стенками дисков 9. Каждая из основных гидротур бин 7 имеет десять (возможно другое количество) ковшей 8, которые располагаются в два ряда, по пять ковшей в ряду, в шахматном порядке, что обеспечивает равномерное враще ние гидротур бин. Валы 10 основных гидротур бин 7 установлены на корпусах 1 и кинематически связаны с валами генераторов электрического тока 11. Канальные стенки 12 и стенки корпусов 1 в вы ходном диффузоре 6 образуют вспомогательные каналы 13, в кото рые помещены дополнительные гидротур бины 14 с вертикальными осями враще ния. Канальные стенки 12 заканчиваются полук руглыми экранами 15, закрывающи ми половины дополнительных гидротурбин 14. Дополнительные гидротур бины 14 кинематически связаны с генераторами электрического тока 16. В конце внешних обводов корпусов 1 прикреплены вихреотводы 18. Гидроэлектрическая установка располагается в определенном месте реки с уче том направления и скорости ее течения и крепится ко дну реки при помощи канатов с грузякорями 17. При этом ковши 8 основных гидротурбин 7 в их нижнем положении (см. фиг. 2) погружаются в поток воды, что обеспечивается расчетом объема и веса корпусов 1 и других де талей конструкции гидроэлектрической уста новки. Погружаются в воду и дополнительные гидротур бины 14. Поток воды (см. стрелки на фиг. 1 и 2) поступает во входной диффузор 5, по рабочим каналам 4 подходит к ковшам 8 основных гидротурбин 7, после чего по вспомогательным каналам 13 поступает к лопаткам дополнительных гидротурбин 14 и приводит их во враще ние. Необхо димый для враще ния указанных гидротур бин напор воды создается за счет скорости течения реки и изменения скорости потока воды во входном диффузоре 5, рабочих каналах 4, вы ходном диффузоре 6 и вспомогательных каналах 13. Враще ние основных гидротур бин 7 и дополнительных гидротурбин 14 передается на кинематически связанные с ними генераторы электрического то ка 11 и 16, в которых образуется электрический ток. 2 39192 Фиг. 1 Фиг. 2 Тираж 50 екз. Відкрите акціонерне товариство «Патент» Україна, 88000, м. Ужгород, вул. Гагаріна, 101 (03122) 3 – 72 – 89 (03122) 2 – 57 – 03 3 39192 4