[go: up one dir, main page]

RU2830127C1 - Tidal power plant with increased operating cycle - Google Patents

Tidal power plant with increased operating cycle Download PDF

Info

Publication number
RU2830127C1
RU2830127C1 RU2023135063A RU2023135063A RU2830127C1 RU 2830127 C1 RU2830127 C1 RU 2830127C1 RU 2023135063 A RU2023135063 A RU 2023135063A RU 2023135063 A RU2023135063 A RU 2023135063A RU 2830127 C1 RU2830127 C1 RU 2830127C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
dam
power plant
float
reservoir
tank
Prior art date
Application number
RU2023135063A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Александр Ильич Попов
Original Assignee
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина"
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина" filed Critical Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина"
Application granted granted Critical
Publication of RU2830127C1 publication Critical patent/RU2830127C1/en

Links

Abstract

FIELD: hydraulic structures.
SUBSTANCE: tidal power plant with an extended operating cycle comprises dam 1 forming reservoir 3 separated from sea water area 2, a power plant building, standard working gates placed in dam 1, reversible turbines with electric generators, additional hydraulic turbine 4 with electric generator, located in main line 5 passing through dam 1, accumulation tank 6. Tank 6 is located in water area 2, connected to it at low tide level by check valve 7 and is equipped inside in its lower part with rotary gate 8, shutting off the inlet of pipe 9, connecting tank 6 with main line 5 inside dam 1. Gate 8 is connected to the end of cable 10, which by the other end is connected through blocks 11 installed in the upper part of reservoir 6 and dam 1, to float 12. Float 12 and gate 8 are equipped with weights 13 and 14, respectively. Weight 13 is larger.
EFFECT: invention is aimed at increasing the efficiency of the tidal power plant by generating electric power during the period between tides.
1 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к гидротехническим сооружениям и может использоваться для увеличения выработки энергии за счет использования энергии приливов и отливов путем увеличения времени работы ГЭС между приливами.The invention relates to hydraulic structures and can be used to increase energy production by using the energy of the tides by increasing the operating time of the hydroelectric power station between tides.

Известна, например, «Бесплотинная приливная ГЭС» автора Попова А. И. по патенту РФ №2757047, МПК F03B 13/26; F02B 9/08.For example, the “Damless Tidal Hydroelectric Power Station” by A. I. Popov is known under Russian Federation Patent No. 2757047, IPC F03B 13/26; F02B 9/08.

Данная ГЭС содержит дополнительный резервуар, установленный на опоре в зоне водохранилища на верхнем уровне прилива, цилиндрическую емкость для перелива воды с двунаправленной гидравлической турбиной Уайта, накопительный резервуар для воды и регулирующие механизмы для управления потоками воды на турбину.This hydroelectric power station contains an additional reservoir mounted on a support in the reservoir area at the upper tide level, a cylindrical overflow tank with a bi-directional White hydraulic turbine, a water storage tank and control mechanisms to control the water flows to the turbine.

Недостатками этой приливной ГЭС является относительно небольшой объем воды, который может быть накоплен в дополнительном резервуаре, размещаемом на опоре и, соответственно, малый запас гидравлической мощности, который может быть преобразован в электрическую энергию.The disadvantages of this tidal hydroelectric power plant are the relatively small volume of water that can be accumulated in an additional reservoir placed on the support and, accordingly, the small reserve of hydraulic power that can be converted into electrical energy.

Другим недостатком является необходимость использования турбины Уайта, имеющей низкий КПД преобразования гидравлической энергии в электрическую.Another disadvantage is the need to use a White turbine, which has a low efficiency in converting hydraulic energy into electrical energy.

Известна так же «Приливная электростанция» автора Цгоева Р. С.по патенту РФ №2525622, МПК E02B 9/08, F03B 13/26.Also known is the “Tidal Power Station” by R.S. Tsgoev under Russian patent No. 2525622, IPC E02B 9/08, F03B 13/26.

Приливная электростанция содержит несколько водопропускных каналов со своими гидротурбинами и общим генератором. Все гидротурбины объединены единым валом, нагруженным на генератор, который выполнен на суммарную мощность всех гидротурбин группы.The tidal power plant contains several water-passing channels with their own hydroturbines and a common generator. All hydroturbines are connected by a single shaft, loaded onto a generator, which is made for the total capacity of all hydroturbines in the group.

Эффективность данной электростанции достигается за счет уменьшения ширины плотины и использования генератора большей мощности с лучшими технико-экономическими показателями.The efficiency of this power plant is achieved by reducing the width of the dam and using a generator with greater power and better technical and economic indicators.

Недостатком данного устройства является так же низкая эффективность из-за отсутствия каких-либо дополнительных накопителей воды, расширяющих диапазон регулирования выработки электрической энергии станцией.Another disadvantage of this device is its low efficiency due to the lack of any additional water storage devices that would expand the range of regulation of the station’s electrical energy production.

Известна также «Приливная электростанция» авторов Недвига Ю. С.и Недвига Н. Ю. по изобретению СССР №1490223, МПК E02B 9/08.Also known is the “Tidal Power Station” by the authors Nedviga Yu. S. and Nedviga N. Yu., according to USSR invention No. 1490223, IPC E02B 9/08.

Приливная электростанция содержит плотину, образующую водохранилище, разделенное ограждающими стенками на несколько бассейнов, соединенных с акваторией глубинными водоводами, здание электростанции с обратимыми гидроагрегатами и затворами в турбинных водоводах, причем станция снабжена трубопроводом с переключающими затворами, последовательно соединяющих бассейны с турбинными водоводами.A tidal power plant contains a dam that forms a reservoir divided by enclosing walls into several basins connected to the water area by deep water conduits, a power plant building with reversible hydroelectric units and gates in turbine conduits, and the station is equipped with a pipeline with switching gates that sequentially connect the basins with turbine conduits.

В данном устройстве повышена эффективность работы станции за счет расширения диапазона регулирования выработки электроэнергии путем создания нескольких бассейнов с запасами воды и поочередного выпуска воды через турбины, что удлиняет цикл работы приливной электростанции.This device increases the efficiency of the station by expanding the range of regulation of electricity generation by creating several pools with water reserves and alternately releasing water through turbines, which extends the operating cycle of the tidal power station.

Недостатком этого технического решения является значительная сложность изготовления подобной плотины с бассейнами и необходимость автоматизации процесса управления затворами.The disadvantage of this technical solution is the significant complexity of manufacturing such a dam with pools and the need to automate the process of controlling the gates.

Такого рода плотины проектируют и сооружают только при новом строительстве, а улучшить технические характеристики существующих приливных станции не представляется возможным.Dams of this kind are designed and built only for new construction, and it is not possible to improve the technical characteristics of existing tidal stations.

Наиболее близким техническим решением к заявляемому изобретению является «Приливная электростанция с дополнительным резервуаром» автора Попова А. И. по патенту РФ №2796337, МПК F02B 9/08; F03B 13/26.The closest technical solution to the claimed invention is the “Tidal power plant with an additional reservoir” by Popov A. I. under Russian patent No. 2796337, IPC F02B 9/08; F03B 13/26.

Данная приливная ГЭС содержит размещенный в зоне водохранилища на понтонах резервуар, который наполняется насосной установкой во время прилива через трубу-магистраль, проложенную внутри плотины.This tidal hydroelectric power station contains a reservoir located on pontoons in the reservoir area, which is filled by a pumping unit during high tide through a main pipe laid inside the dam.

В процессе отлива после выхода воды из водохранилища через рабочие турбины резервуар на понтонах опускается, и вода из него так же через турбины выходит в акваторию моря.During low tide, after the water leaves the reservoir through the working turbines, the reservoir on the pontoons is lowered, and the water from it also exits through the turbines into the sea.

Недостатком данной приливной ГЭС является малый объем воды, накапливаемый в резервуаре, и, следовательно, незначительная энергия дополнительно вырабатываемая электростанцией.The disadvantage of this tidal hydroelectric power plant is the small volume of water accumulated in the reservoir and, consequently, the insignificant additional energy generated by the power plant.

Задачей предлагаемого изобретения является создание универсального устройства, которое можно использовать для повышения эффективности существующих приливных станций.The objective of the proposed invention is to create a universal device that can be used to increase the efficiency of existing tidal stations.

Технической проблемой, которую решает настоящее изобретение, является создание универсального устройства, которое можно использовать для повышения эффективности существующих приливных станций путем выработки электроэнергии в период между приливами.The technical problem solved by the present invention is the creation of a universal device that can be used to increase the efficiency of existing tidal power plants by generating electricity between tides.

Технический результат заключается в том, что в приливной электростанции с удлиненным циклом работы, содержащим плотину, образующую отделенное от акватории моря водохранилище, здание электростанции, размещенные в плотине стандартные рабочие затворы, обратимые турбины с электрогенераторами, дополнительную гидротурбину с электрогенератором, размещенную в магистрали, проходящей через плотину, накопительный резервуар, размещенный в акватории моря, соединен с ней на уровне отлива обратным запорным клапаном и оснащен внутри в своей нижней части поворотным затвором, перекрывающим вход трубы, соединяющий резервуар с магистралью внутри плотины, причем поворотный затвор посредством троса другим концом троса подключен через блоки, установленные в верхней части резервуара и плотины, к поплавку, при этом поплавок и поворотный затвор оснащены дополнительными грузами, причем груз поплавка выполнен большим по весу.The technical result consists in the fact that in a tidal power plant with an extended operating cycle, containing a dam forming a reservoir separated from the sea water area, a power plant building, standard working gates placed in the dam, reversible turbines with electric generators, an additional hydroturbine with an electric generator placed in the main line passing through the dam, a storage tank placed in the sea water area, connected to it at the low tide level by a check valve and equipped inside in its lower part with a rotary gate, blocking the inlet of the pipe connecting the tank with the main line inside the dam, wherein the rotary gate is connected by means of a cable with the other end of the cable through blocks installed in the upper part of the tank and the dam, wherein the float and the rotary gate are equipped with additional weights, wherein the weight of the float is made greater in weight.

На чертеже показана «Приливная электростанция с удлиненным циклом работы».The drawing shows a "Long Cycle Tidal Power Plant".

Устройство содержит плотину 1, образующую отделенную от акватории 2 моря водохранилище 3, здание электростанции, размещенные в плотине стандартные рабочие затворы, обратимые турбины с электрогенераторами, вырабатывающими электроэнергию в сети (не показаны на чертеже), дополнительную малую гидротурбину 4, размещенную в магистрали 5, проходящей через плотину, накопительный резервуар 6 для воды, размещенный в акватории моря, соединенный с ней на уровне отлива обратным запорным клапаном 7 и оснащенный внутри своей нижней части поворотным затвором 8, перекрывающим вход трубы 9, соединяющий резервуар с магистралью внутри плотины, причем поворотный затвор посредством троса 10 подключен через установленные в верхней части резервуара и плотины блоки 11 с поплавком 12, а поплавок и поворотный затвор оснащены, соответственно, дополнительным большим по весу грузом 13 и грузом 14. Поплавок с грузом в нижней зоне водохранилища размещается на подставке 15 определенной высоты.The device comprises a dam 1 forming a reservoir 3 separated from the sea water area 2, a power plant building, standard working gates located in the dam, reversible turbines with electric generators generating electric power in the network (not shown in the drawing), an additional small hydro turbine 4 located in the main line 5 passing through the dam, a storage tank 6 for water located in the sea water area, connected to it at the low tide level by a check valve 7 and equipped inside its lower part with a rotary gate 8 blocking the inlet of a pipe 9 connecting the tank to the main line inside the dam, wherein the rotary gate is connected by means of a cable 10 through blocks 11 installed in the upper part of the tank and the dam with a float 12, and the float and the rotary gate are equipped, respectively, with an additional large weight load 13 and a load 14. The float with the load in the lower zone of the reservoir is placed on a stand 15 of a certain height.

«Приливная электростанция с увеличенным циклом работы» работает следующим образом.The "extended cycle tidal power plant" works as follows.

На чертеже показано состояние электростанции после окончания отлива.The drawing shows the state of the power plant after the end of the low tide.

При наступлении прилива вода из акватории 2 моря через стандартные рабочие затворы поступает на обратимые турбины с электрогенераторами (не показано на чертеже) и происходит накопление водохранилища 3, при этом всплывает поплавок 12 с грузом 13, трос 10 перемещается в сторону резервуара 6 и груз 14, опускаясь, закрывает поворотный клапан 8. Одновременно с накоплением воды в водохранилище 3 производится заполнение водой резервуара 6 через обратный запорный клапан 7.When the tide comes, water from the water area 2 of the sea through standard working gates enters the reversible turbines with electric generators (not shown in the drawing) and the reservoir 3 accumulates, while the float 12 with the load 13 floats up, the cable 10 moves towards the reservoir 6 and the load 14, descending, closes the rotary valve 8. Simultaneously with the accumulation of water in the reservoir 3, the reservoir 6 is filled with water through the check valve 7.

Работа обратимых турбин, размещенных в плотине, и выработка их генераторами электроэнергии для сетей, продолжается до достижения уровня прилива. Через некоторое время начинается процесс отлива, при этом вода из водохранилища 3 через обратимые турбины, вырабатывающие основную электроэнергию для сетей, выходит через стандартные рабочие затворы в акваторию моря, а поплавок 12 с грузом 13 начинает опускаться вниз. После достижения поплавком 12 уровня подставки 15, натягивается трос 10 большим по весу грузом 13 и открывается поворотный затвор 8. Накопленная вода в резервуаре 6 через трубу 9 поступает в магистраль 5 на дополнительную гидротурбину 4, электрогенератор которой (не показан на чертеже), вырабатывает дополнительную электроэнергию, а вода, поступившая в обезвоженное в настоящий момент водохранилище 3, далее выливается через неработающие обратимые турбины обратно в акваторию 2 моря.The operation of the reversible turbines located in the dam and the generation of electric power for the networks by their generators continues until the high tide level is reached. After some time, the ebb process begins, and the water from the reservoir 3 through the reversible turbines generating the main electric power for the networks exits through the standard working gates into the sea water area, and the float 12 with the load 13 begins to descend. After the float 12 reaches the level of the support 15, the cable 10 is pulled by the heavier load 13 and the rotary gate 8 opens. The accumulated water in the reservoir 6 through the pipe 9 enters the main line 5 to the additional hydraulic turbine 4, the electric generator of which (not shown in the drawing) generates additional electric power, and the water that entered the currently dewatered reservoir 3 then flows through the inoperative reversible turbines back into the sea water area 2.

Размеры резервуара 6 и, соответственно, объем накопленной в нем воды рассчитывается потребителями электроэнергии на время до следующего цикла прилива, в течение которого будет работать дополнительная гидротурбина 4 с генератором, вырабатывающим электроэнергию для собственных нужд станции или для снабжения небольшого поселения.The dimensions of reservoir 6 and, accordingly, the volume of water accumulated in it are calculated by electricity consumers for the time until the next tidal cycle, during which an additional hydro turbine 4 with a generator will operate, producing electricity for the station’s own needs or to supply a small settlement.

Таким образом, используя запас воды в дополнительном резервуаре, размещенным в акватории моря, представляется возможным увеличить производительность существующих приливных электростанций и обеспечить снабжение электроэнергией для собственных нужд станции во временном промежутке между приливами.Thus, by using the water reserve in an additional reservoir located in the sea area, it is possible to increase the productivity of existing tidal power plants and ensure the supply of electricity for the station’s own needs in the time interval between tides.

Claims (1)

Приливная электростанция с удлиненным циклом работы, содержащая плотину, образующую отделенное от акватории моря водохранилище, здание электростанции, размещенные в плотине стандартные рабочие затворы, обратимые турбины с электрогенераторами, дополнительную гидротурбину с электрогенератором, размещенную в магистрали, проходящей через плотину, накопительный резервуар, отличающаяся тем, что накопительный резервуар размещен в акватории моря, соединен с ней на уровне отлива обратным запорным клапаном и оснащен внутри в своей нижней части поворотным затвором, перекрывающим вход трубы, соединяющий резервуар с магистралью внутри плотины, причем поворотный затвор соединен с концом троса, который другим концом подключен через блоки, установленные в верхней части резервуара и плотины, к поплавку, при этом поплавок и поворотный затвор оснащены дополнительными грузами, причем груз поплавка выполнен большим по весу.A tidal power plant with an extended operating cycle, comprising a dam forming a reservoir separated from the sea water area, a power plant building, standard working gates located in the dam, reversible turbines with electric generators, an additional hydroturbine with an electric generator located in the main line passing through the dam, a storage tank, characterized in that the storage tank is located in the sea water area, connected to it at the low tide level by a check valve and equipped inside in its lower part with a rotary gate, blocking the inlet of the pipe connecting the tank with the main line inside the dam, wherein the rotary gate is connected to the end of a cable, the other end of which is connected through blocks installed in the upper part of the tank and the dam, to a float, wherein the float and the rotary gate are equipped with additional weights, wherein the weight of the float is made greater in weight.
RU2023135063A 2023-12-26 Tidal power plant with increased operating cycle RU2830127C1 (en)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2830127C1 true RU2830127C1 (en) 2024-11-13

Family

ID=

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4569200A (en) * 1984-05-14 1986-02-11 Lamb Carl W Control apparatus for tidal turbine
SU1490223A1 (en) * 1986-09-19 1989-06-30 Всесоюзный научно-исследовательский институт гидротехники им.Б.Е.Веденеева Tide power station
JP2009167925A (en) * 2008-01-17 2009-07-30 Dai Electronics:Kk Hydraulic power generation method and device using tidal energy
WO2010095464A1 (en) * 2009-02-23 2010-08-26 Ikemura Masahiro Device for power generation with large flow rate by small water-level difference
RU2757047C1 (en) * 2021-02-11 2021-10-11 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина" Damless tidal hpp
RU2796337C1 (en) * 2022-10-12 2023-05-22 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина" Tidal power plant with an additional reservoir

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4569200A (en) * 1984-05-14 1986-02-11 Lamb Carl W Control apparatus for tidal turbine
SU1490223A1 (en) * 1986-09-19 1989-06-30 Всесоюзный научно-исследовательский институт гидротехники им.Б.Е.Веденеева Tide power station
JP2009167925A (en) * 2008-01-17 2009-07-30 Dai Electronics:Kk Hydraulic power generation method and device using tidal energy
WO2010095464A1 (en) * 2009-02-23 2010-08-26 Ikemura Masahiro Device for power generation with large flow rate by small water-level difference
RU2757047C1 (en) * 2021-02-11 2021-10-11 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина" Damless tidal hpp
RU2796337C1 (en) * 2022-10-12 2023-05-22 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина" Tidal power plant with an additional reservoir

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8823195B2 (en) Hydro electric energy generation and storage structure
CN204626355U (en) Draining storage station
CN104100443A (en) A kind of wave energy generating set and generating method thereof
CN206468479U (en) A kind of conflux formula breakwater wave-power device
CN109372682A (en) An automatic drainage system and method suitable for point-floating wave energy power generation device
CN114630956A (en) Combined gravity-hydraulic electric energy storage system
RU2830127C1 (en) Tidal power plant with increased operating cycle
CN106050579A (en) Composite barrel-shaped base of offshore wind driven generator, combined power generating structure using base and construction method for combined power generating structure
WO2012127486A1 (en) System for generation of electrical power by siphoning sea water at sea shore
CN216642330U (en) Pumped storage system for wind farms
RU2796337C1 (en) Tidal power plant with an additional reservoir
RU2732359C1 (en) Tidal hpp
RU101461U1 (en) HYDRAULIC POWER PLANT
RU2612499C2 (en) River hydro wind power plant (hwpp)
CN113482842A (en) Bidirectional ocean current power generation system
TW202113224A (en) Structure for converting kinetic energy of wave into potential energy capable of greatly reducing the cost of wave power generation
RU2718992C1 (en) Tidal accumulating hydro-electric power station
CN220266476U (en) Floating hydroelectric power station
RU2829763C1 (en) Wave pump power plant
RU2732356C1 (en) Device for power generation from tides
RU2520336C1 (en) Damless submersible modular universal coastal hydroelectric power station and energy complex consisting of several modular hydroelectric power stations united by common platform
KR20050055634A (en) The composite power station system from tidal power, compressed air, compressed water and solar energy
RO129383A2 (en) Power turbine installation for mountain rivers
RU2427684C1 (en) Wave-powered hydroelectric power plant
RU125586U1 (en) TIDAL POWER PLANT