Протипаводкова гідроенергетична споруда

Реферат: Протипаводкова гідроенергетична споруда, яка складається із розміщеного в басейні водостоку річки водосховища з нижньою експлуатаційною ємкістю, що заповнюється водою з верхнього створу річки у меженний період, і верхньої сухої резервної ємкості, що заповнюється водою з верхнього створу річки у паводковий період, та гідроенергетичного агрегату, який складається з аванкамери та гідроелектростанції з випуском води у нижньому створі річки, причому гідроенергетичний агрегат складається із 2-4 послідовно змонтованих та паралельно працюючих ізольованих секцій, кожна з яких містить окрему аванкамеру і окрему паралельно працюючу гідроелектростанцію, а аванкамери між собою відокремлені переливними стінками різної висоти та виконані з можливістю їх послідовного заповнення водою з водосховища через переливні стінки, при цьому висота переливної стінки аванкамери, яка межує з водосховищем, відповідає рівню води в експлуатаційній ємкості в меженний період, а висота переливної стінки аванкамери, найбільш віддаленої від водосховища, відповідає максимальному рівню води в водосховищі в період проходження найбільш інтенсивного паводку. UA 86677 U (12) UA 86677 U UA 86677 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Запропонована корисна модель належить до гідротехнічного будівництва і може бути використана для вироблення електроенергії при здійсненні протипаводкового захисту територій в басейнах річок. Відома протипаводкова споруда у вигляді водосховища, яка має постійно заповнену експлуатаційну ємкість для водогосподарських цілей та порожню ємкість, яку заповнюють водою в період проходження паводків [Авакян А.Б., Полюшкин А.А. Из опыта борьбы с наводнениями в США, журнал "Гидротехническое строительство". - М. - № 1. - 1989 г.]. Недоліком відомого технічного рішення є те, що воно має тільки протипаводкове призначення. Серед відомих технічних рішень найближчим аналогом по технічній суті і досягненню ефекту є протипаводкова гідроенергетична споруда, яка складається із розміщеного в басейні водостоку річки водосховища з нижньою експлуатаційною ємкістю, що заповнюється водою з верхнього створу річки у меженний період, і верхньої сухої резервної ємкості, що заповнюється водою з верхнього створу річки у паводковий період, та гідроенергетичного агрегату, який складається з аванкамери та гідроелектростанції з випуском води у нижньому створі річки. [Деклараційний патент України на корисну модель № 78435, МПК Е 02 В 3/00, Опубл. 25.03.2013, Бюл. № 6]. Недоліком відомого технічного рішення є недостатня ефективність використання енергетичного потенціалу води у ємкості водосховища в умовах різких коливань рівнів води в річці у меженний і паводковий періоди. В основу корисної моделі поставлено задачу підвищення ефективності використання енергетичного потенціалу води в ємкості водосховища та забезпечення можливості отримання електроенергії в умовах різких коливань рівнів води в річці та водосховищі у меженний і паводковий періоди. Це досягається тим, що гідроенергетичний агрегат складається із 2-4 послідовно змонтованих та паралельно працюючих ізольованих секцій, кожна з яких містить окрему аванкамеру і окрему паралельно працюючу гідроелектростанцію, а аванкамери між собою відокремлені переливними стінками різної висоти та виконані з можливістю їх послідовного заповнення водою з водосховища через переливні стінки, при цьому висота переливної стінки аванкамери, яка межує з водосховищем, відповідає рівню води в експлуатаційній ємкості в меженний період, а висота переливної стінки аванкамери, найбільш віддаленої від водосховища, відповідає максимальному рівню води в водосховищі в період проходження найбільш інтенсивного паводку. Викладена суть корисної моделі пояснюється кресленнями, на яких показано: на фіг. 1 протипаводкова гідроенергетична споруда, вид зверху; на фіг. 2 - протипаводкова гідроенергетична споруда, вид збоку по розрізу вздовж русла річки на фіг. 1. Запропонована протипаводкова гідроенергетична споруда складається із розміщеного в басейні водостоку річки 1 водосховища 2, огородженого дамбою 3, і гідроенергетичного агрегату 4, призначеного для вироблення електроенергії. Водосховище 2 має нижню експлуатаційну ємкість 5, об'єм Vм якої визначається рівнем 6 води в річці 1 та рівнем 7 води в водосховищі 2 в меженний період, а також верхню суху резервну ємкість 8, об'єм Vп якої заповнюється в паводковий період і визначається в залежності від інтенсивності паводку. Для паводку середньої інтенсивності об'єм Vп визначається при рівні 9 води в річці 1 і рівні 10 води в водосховищі 2. Для паводку максимальної інтенсивності об'єм Vп визначається при рівні 11 води в річці 1 і рівні 12 води в водосховищі 2. Гідроенергетичний агрегат 4 складається із 2-4 послідовно змонтованих та паралельно працюючих ізольованих секцій, наприклад, з трьох секцій, показаних на фіг. 1 і фіг. 2. Перша найближча до водосховища 2 секція призначена для вироблення електроенергії у меженний період і складається з аванкамери 13, переливної стінки 14, сміттєзатримуючої решітки 15, трубопроводу 16 і гідроелектростанції 17. Висота переливної стінки 14 відповідає рівню 7 води в водосховищі 2 і визначається розрахунками з урахуванням витрат води Q1 в річці 1 у меженний період. Наступна (на фіг. 1 і фіг. 2 середня) секція гідроенергетичного агрегату 4 призначена для вироблення електроенергії в період проходження паводку середньої інтенсивності і складається з аванкамери 18, переливної стінки 19, сміттєзатримуючої решітки 20, трубопроводу 21 і гідроелектростанції 22. Висота переливної стінки 19 відповідає рівню 10 води в водосховищі 2 і визначається розрахунками з урахуванням витрат води Q1 + Q2 в річці 1 в період проходження паводку середньої інтенсивності. Остання найбільш віддалена від водосховища 2 секція гідроенергетичного агрегату 4 призначена для вироблення електроенергії в період проходження паводку максимальної інтенсивності і складається з аванкамери 23, переливної стінки 24, сміттєзатримуючої решітки 25, трубопроводу 26 і гідроелектростанції 27. Висота переливної стінки 24 відповідає рівню 12 1 UA 86677 U 5 10 15 20 25 води в водосховищі 2 і визначається розрахунками з урахуванням витрат води Q1 + Q2 + Q3 в річці 1 в період проходження паводку максимальної інтенсивності. Протипаводкова гідроенергетична споруда працює так. В меженний період при витратах Q1 води в річці 1 увесь потік води, що надходить в водосховище 2, переливається через переливну стінку 14, заповнює аванкамеру 13, через трубопровід 16 потрапляє в гідроелектростанцію 17, де енергія потоку води перетворюється в електроенергію. Гідроелектростанції 22 і 27 при цьому не працюють. При виникненні паводку середньої інтенсивності, витрати Q1 + Q2 води в річці 1 перевищують пропускну спроможність гідроелектростанції 17, вода в водосховищі 2 піднімається до рівня 10, при якому вона переливається через переливну стінку 19, заповнює аванкамеру 18, через трубопровід 21 потрапляє в гідроелектростанцію 22, яка при подачі води автоматично включається в роботу. При цьому гідроелектростанція 17 працює на витратах Q1 потоку води, гідроелектростанція 22 на витратах Q2 потоку води, а гідроелектростанція 27 не працює. При виникненні паводку максимальної інтенсивності з витратами Q1 + Q2 + Q3 води в річці 1, які перевищують сумарну пропускну спроможність гідроелектростанцій 17 і 22, вода в водосховищі 2 піднімається до рівня 12, при якому вона переливається через переливну стінку 24, заповнює аванкамеру 23, через трубопровід 26 потрапляє в гідроелектростанцію 27, яка при подачі води автоматично включається в роботу. В режимі максимальної інтенсивності паводкового потоку гідроелектростанція 17 працює при витратах води Q1, гідроелектростанція 22 при витратах Q2, а гідроелектростанція 27 при витратах Q3. Після проходження паводку максимальної інтенсивності спочатку автоматично відключається гідроелектростанція 27, а потім гідроелектростанція 22. В меженний період води працює тільки гідроелектростанція 17, для безперервної роботи якої достатньо витрат Q1 води в річці 1. Запропонована корисна модель належить до гідротехнічного будівництва і може бути використана для вироблення електроенергії в режимі раціонального використання паводкового потоку води при здійсненні протипаводкового захисту територій в басейнах річок. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 30 35 40 Протипаводкова гідроенергетична споруда, яка складається із розміщеного в басейні водостоку річки водосховища з нижньою експлуатаційною ємкістю, що заповнюється водою з верхнього створу річки у меженний період, і верхньої сухої резервної ємкості, що заповнюється водою з верхнього створу річки у паводковий період, та гідроенергетичного агрегату, який складається з аванкамери та гідроелектростанції з випуском води у нижньому створі річки, яка відрізняється тим, що гідроенергетичний агрегат складається із 2-4 послідовно змонтованих та паралельно працюючих ізольованих секцій, кожна з яких містить окрему аванкамеру і окрему паралельно працюючу гідроелектростанцію, а аванкамери між собою відокремлені переливними стінками різної висоти та виконані з можливістю їх послідовного заповнення водою з водосховища через переливні стінки, при цьому висота переливної стінки аванкамери, яка межує з водосховищем, відповідає рівню води в експлуатаційній ємкості в меженний період, а висота переливної стінки аванкамери, найбільш віддаленої від водосховища, відповідає максимальному рівню води в водосховищі в період проходження найбільш інтенсивного паводку. 2 UA 86677 U Комп’ютерна верстка Д. Шеверун Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3