Високоекологічна мала гес

Реферат: Високоекологічна мала ГЕС містить турбінний блок і генератор електричного струму. Додатково між турбінним блоком і генератором електричного струму на стиках горизонтального і вертикального валів розміщені перехідні редуктори. Турбінний блок розташований на опорі у ковші, який влаштовують в руслі річки на увігнутому її березі в вихідній частині звивини. UA 93887 U (54) ВИСОКОЕКОЛОГІЧНА МАЛА ГЕС UA 93887 U UA 93887 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Корисна модель належить до галузі гідроенергетики, зокрема до промислового виробництва обладнання та способу його розміщення при будівництві малої ГЕС. Відомий спосіб розміщення елементів малої ГЕС, яка складається з греблі, деривації, турбінного блока і генератора електричної енергії, які з'єднані між собою за допомогою труб [1]. Основний недолік даної конструкції малої ГЕС полягає у наявності греблі, зведення якої потребує матеріальних ресурсів і фінансових затрат. Крім того її функціонування погіршує гідроекологічний стан водотоку. В основу корисної моделі поставлено задачу створити високоекологічну малу ГЕС, яка могла б успішно конкурувати з існуючими конструкціями як малих, так і середніх за потужністю ГЕС. Поставлена задача вирішується тим, що високоекологічна мала ГЕС містить турбінний блок, генератор електричного струму і, згідно з корисною моделлю, додатково між турбінним блоком і генератором електричного струму на стиках горизонтального і вертикального валів розміщені перехідні редуктори, а сам турбінний блок розташований на опорі у ковші, який влаштовують в руслі річки на увігнутому її березі в нижній частині звивини. Викладена суть корисної моделі додатково пояснюється кресленнями, на яких показано наступне: - на фіг. 1 - загальний вигляд розміщення малої ГЕС в плані; - на фіг. 2 - поперечний розріз конструктивних елементів ГЕС по А-А-А-А; - на фіг. 3 - поперечний розріз турбінного блока ГЕС по Б-Б-Б-Б; - на фіг. 4 - поперечний розріз редуктора на горизонтальному валу ГЕС по В-В-В-В; - на фіг. 5 - поперечний розріз редуктора у місці переходу валів ГЕС по Г-Г-Г-Г. На фіг. 1 наведено загальний вигляд розміщення малої ГЕС в плані, де показано: 1 - ківш; 2 - опора; 3 - турбінний блок; 4 - горизонтальний вал; 5 - редуктор, 6 - вертикальний вал; 7 редуктор у місці переходу валів; 8 - генератор електричного струму; на фіг. 2-1-8 - теж саме, що й на фіг. 1; на фіг. 3-9 - внутрішня стінка обкладинки; 10 - зовнішня стінка обкладинки; 11 жорстка дірчата перегородка; на фіг. 4 - теж саме, що й на фіг. 3; на фіг. 5 - теж саме, що й на фіг. 3. Високоекологічна мала ГЕС містить турбінний блок 3, який розміщується на опорі 2 в ковші 1, і генератор електричного струму 8, які з'єднуються між собою за допомогою горизонтального 4 і вертикального 6 валів та перехідними між ними редукторами 5 і 7. Ківш рекомендується влаштовувати в руслі вздовж укріпленного увігнутого берега в нижній частині звивини. Монтаж елементів малої ГЕС виконується з урахуванням наступних особливостей. Турбінний блок 3 містить в собі подвійну обкладинку з простором між стінками 9 і 10 шириною рівною 24 мм, останні з'єднані між собою за допомогою систем жорстких дірчатих перегородок 11, а сам простір між стінками заповнюється газом гелієм при його тиску 0,02 атм або не більше указаної величини. Редуктори 5 і 7 мають аналогічну конструкцію обшивки. Слід зауважити, що довжина суцільного вала не повинна перевищувати 5 м. Агрегатне приміщення та шахти для редукторів необхідно виводити на відмітки вищі від максимального історичного рівня. Для вирішення поставленої задачі рекомендується краще використовувати лопатеву турбіну. Робота малої ГЕС відбувається наступним чином. При обертанні турбіни під дією струменя потоку відбувається циркуляція газу гелію у просторі між стінками обшивки 9 і 10, що обумовлює формування електромагнітного поля навколо турбінного блока. Електромагнітне поле в свою чергу створює умови для виникнення ефекту ежекції, який підвищує швидкість струменя потоку (кінетичну енергію) і відповідно швидкість обертання турбіни. При швидкості течії 1 м/с, яка часто спостерігається на рівнинних і при межені на гірських річках, швидкість обертання турбіни має складати 2000 обертів за хвилину, що при переході на потужність ГЕС буде відповідати N=ρgVт=1000*9,81*2000=327 кВт/год., або з урахуванням втрат на тертя окремих робочих органів буде орієнтовно домірною 280 кВт/год. Наприклад, при поздовжньому похилі долини 12 м/км довжина деривації може бути у межах від 500 до 600 м. При порівнянні з прототипом така потужність однієї турбіни малої ГЕС може бути отримана з наступними параметрами основних споруд: висота греблі 6 м, перепад деривації 10 м (що можна лише реалізувати на гірських річках). Що стосується роботи редукторів, то необхідно зауважити, що наявність електромагнітного поля всередині них зменшує тертя між валами. Техніко-економічну ефективність даної корисної моделі, при впровадженні її у практику гідроенергетики, можна буде оцінити на основі досягнутого рівня потужності ГЕС. Крім того, при будівництві ГЕС можна буде отримати значну економію матеріальних ресурсів. 60 1 UA 93887 U Використане джерело: 1. Патент Франції № 133447122. Бюл. № 4, 2002. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 5 10 Високоекологічна мала ГЕС, що містить турбінний блок і генератор електричного струму, яка відрізняється тим, що додатково між турбінним блоком і генератором електричного струму на стиках горизонтального і вертикального валів розміщені перехідні редуктори, а сам турбінний блок розташований на опорі у ковші, який влаштовують в руслі річки на увігнутому її березі в вихідній частині звивини. 2 UA 93887 U Комп’ютерна верстка І. Мироненко 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