Гидроэлектростанция

1 Изобретение относится к гидротехническому строительству, a более конкретно - к гидроэнергетике. Известны гидроэлектростанции руслового типа (1), состоящие из плотины, турбины,трансмиссии и генератора. Они имеют водохранилища и очень малые мощности из-за потери кинетической энергии воды при расположении плотины перпендикулярно речному потоку. Наиболее близким к предлагаемому решению, то есть прототипом, можно считать русловую бесплотинную гидроэлектростанцию (2),состоящую из вертикальной стенкиразделителя, гидротурбины, трансмиссии и генератора. Стенка-разделитель расположена под углом 30-35 к направлению потока и образует сужающееся русло, переходящее в канал, по которому вода устремляется к гидроагрегату. Основным недостатком прототипа является то, что стенка-разделитель не перекрывает весь речной поток, а только часть его. И хотя часть русла реки, которая не перекрыта стенкойразделителем, позволяет беспрепятственно проходить судам, мощность такой гидроэлектростанции (ГЭС) очень мала. Задачей настоящего изобретения является устранение этого недостатка и создание полнопоточной гидроэлектростанции без водохранилища или с минимальным водохранилищем,экономически целесообразным для конкретного участка местности. Для решения поставленной задачи в гидроэлектростанции, состоящей из плотины, турбины, трансмиссии и генератора тока, плотина,расположенная под углом менее 90 к потоку,направляет весь водный поток в один или несколько лотков, в которых расположены гидротурбины. Для пропуска судов в месте судоходного фарватера участок плотины выполнен в виде вращающейся на вертикальной стойке перегородки. При интенсивном судоходстве к такому затвору может примыкать простейший шлюз,имеющий второй затвор такой же конструкции,что позволит работать электростанции в постоянном режиме при пропуске судов. Оптимальный угол между плотиной и направлением водного потока находится в диапазоне от 20 до 70. Назначение плотины в данном случае - направить весь поток в узкое место, где расположена турбина, и тем самым увеличить скорость его истечения, причм без больших потерь кинетической энергии воды. Сущность изобретения поясняется чертежом, где фиг. 1 - вид предлагаемой ГЭС сверху(план), фиг. 2 - вид этой же ГЭС со стороны набегающего водного потока (разрез по АБ). Стрелкой показано направление течения воды. На чертеже цифрами обозначены: 1 - русло реки, 2 - плотина, 3 - берег реки, 4 - земляной вал, 5 - направляющий лоток, 6 - подпорные 2 стенки, 7 - рабочее колесо турбины, 8 - защитный кожух турбины, 9 - трансмиссия, 10 - генератор электрического тока, 11 - лоток для пропуска судов, 12 - стойка (ось) вращающегося затвора, 13 - вращающийся затвор, 14 - шлюз. Работает ГЭС следующим образом. Водный поток скользит по плотине 2, сужается и устремляется в лоток 5, в котором находятся рабочие лопасти турбины 7. Турбина,вращаемая потоком, через трансмиссию 9 вращает ротор генератора 10. Далее электроэнергия, вырабатываемая генератором, уходит в электросеть. При установке в лоток 5 осевой турбины защитный кожух 8 не требуется, но усложняется трансмиссия. Для пропуска судов вверх и вниз по течению реки устраивается сборный железобетонный участок фиксированного фарватера 11. К днищу этого участка прикреплена стойка 12, на которой вращается затвор 13 для пропуска судов. Стрелка у стойки показывает направление вращения затвора (открывания). Створка затвора, которая прижимается водой к плотине,должна быть несколько больше другой створки. В этом случае судно для прохождения через плотину должно своим корпусом нажать на соответствующую створку затвора и открыть его. После прохода судна затвор сам закроется благодаря разности давления воды на неравноплечие створки. Кроме этого, на стойке 12 располагается пружина, помогающая закрытию затвора. Таким образом через плотину могут проходить суда одновременно в обоих направлениях. При наличии шлюза 14 его затворы могут иметь электроприводы и работать в автоматическом режиме. В этом случае стойки затворов 12 целесообразно размещать в центре каждого затвора, то есть выполнять затворы равноплечими. Гидроэлектростанции предлагаемого типа под названием "Стремнина" могут в массовом количестве изготавливаться на заводе и монтироваться вдоль малых и средних рек, давая в совокупности большое количество электроэнергии. Они могут быть не только односторонними,но и двусторонними, то есть турбоагрегаты могут находится не на одном, а на обоих берегах. В этом случае плотина будет иметь в плане конфигурацию клина. Особо важное значение имеет предложенный тип ГЭС для регионов, в которых реки имеют низкие берега или протекают по заболоченным землям, так как в этих случаях незначительный подъм уровня воды в реке вызывает затопление или заболачивание больших территорий, выводя их из обращения и нарушая экологическое равновесие. Из-за этого энергия многих рек не используется до сих пор. Источники информации 1."Гидроэнергетические установки малой и средней мощности". (Справочное руководство),под ред. Ф.Т. Марковского, Киев-Москва, 1952 г., фиг. 3, стр.20. 2. Патент Российской Федерации RU-С 12131993. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ Гидроэлектростанция, состоящая из плотины, турбины, трансмиссии и генератора тока,причм плотина станции расположена под уг 4 лом к направлению потока реки, меньшим 90, и направляет воду на турбину, расположенную между берегом и судоходным фарватером, отличающаяся тем, что в створе судоходного фарватера участок плотины или вся плотина выполнена в виде одного или нескольких затворов,представляющих собой тело плотины, поворачивающееся вокруг вертикальной стойки, расположенной в центре затвора или со смещением от центра.