Каскадная гидроаккумулирующая электростанция

(51) 02 9/00 (2006.01) МИНИСТЕРСТВО ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ИННОВАЦИОННОМУ ПАТЕНТУ здания ГАЭС с гидросиловым оборудованием,напорные водоемы, которого выполняются в виде каскада, причем все водоемы соединены напорными водоводами последовательно, так что нижний водоем предыдущего каскада является напорным водоемом последующего,а здания ГЭС расположены у нижних водоемов каждого каскада. Каскадная гидроаккумулирующая электростанция по второму варианту, содержит верхние и нижний водоем, напорные водоводы,здание ГАЭС с гидросиловым оборудованием,напорные водоемы, которого выполняется в виде каскада, причем количество каскадов равнов зависимости от рельефа горного ущелья,соединенных напорными водоводами со зданием ГАЭС, которое расположено у общего нижнего водоема. Таким образом, в отличие от известных КГАЭС оба варианта технического решения предполагают использование естественные малые водостоков и горных ущелий (родников и малых рек) для наполнения водоемов каскада путем сооружения плотин и напорных водоводов в горных ущельях,что упрощает сооружение,обеспечивает возможность получения больших пиковых мощностей и, как следствие, приводит к снижению удельных затрат на единицу мощности.(72) Соколов Сергей Евгеньевич Соколова Ирина Сергеевна Рынковский Рувим Павлович Костенко Ольга Валентиновна(73) Некоммерческое акционерное общество Алматинский университет энергетики и связи(56) Гидроаккумулирующие электростанции, под редакцией Шейнмана Л.Б., М.-Энергия, 1978, стр.28(57) Изобретение относится к области гидроэнергетики,а именно к гидроаккумулирующим электростанциям,обеспечивающим выработку пиковой электроэнергии. Техническим результатом предлагаемого изобретения является получение пиковой электроэнергии путем использования естественных водостоков горных малых рек, что снижает затраты на гидросооружения и как следствие, снижает удельные затраты на единицу установленной мощности. Каскадная гидроаккумулирующая электростанция в первом варианте, содержит верхние и нижние водоемы, напорные водоводы, 30128 Изобретение относится к области гидроэнергетики,а именно к гидроаккумулирующим электростанциям,обеспечивающим выработку пиковой электроэнергии. Известны гидроаккумулирующие электростанции (ГАЭС) классического типа,верхний напорный водоем которых наполняется водой из нижнего приемного водоема. Процесс аккумулирования энергии сводится к накоплению воды в верхнем водоеме путем ее перекачки из нижнего водоема через гидроагрегаты, работающие в насосном режиме, и расположенные в здании ГАЭС у нижнего водоема. В периоды пиковой нагрузки энергосистемы запасенная в верхнем водоеме вода пропускается через гидроагрегаты,работающие в турбинном режиме,а вырабатываемая при этом электроэнергия поступает в сеть энергосистемы. (Гидроаккумулирующие электростанции. Под редакцией Шейнмана Л.Б. М. Энергия, 1978-184 с., с.25, рис. 2-2) Основными недостатками известных ГАЭС являются значительные затраты на гидросооружения и, следовательно, большие удельные затраты на единицу мощности, а также негативное влияние на ландшафт. Известна подземная ГАЭС НС-ГАЭС Дрейкенсберг (ЮАР), сооруженная в горных условиях и входящая в гидротехническую систему Тугела - Ваал, предназначенной для сезонной переброски 345 млн. м 3 стока реки Тугела (бассейн Индийского океана) в реку Ваал (бассейн Атлантического океана), где нижний и верхний напорные водоемы, образованы плотинами на разных склонах одного горного хребта.(Гидроаккумулирующие электростанции. Под редакцией Шейнмана Л.Б. - М.- Энергия, 1978 с.184,с.28, рис. 2-7) Основными недостатками такой ГАЭС являются значительные затраты на гидросооружения и,следовательно, большие удельные затраты на единицу мощности. Задача изобретения - создание каскадных гидроаккумулирующих электростанций для выработки электроэнергии в периоды пиковых нагрузок. Техническим результатом предлагаемого изобретения является получение пиковой электроэнергии путем использования естественных водостоков горных малых рек, что снижает затраты на гидросооружения, а следовательно, снижает удельные затраты на единицу установленной мощности. Предлагаем два варианта технического решения 1 вариант Для достижения технического результата каскадная гидроаккумулирующая электростанция,содержащая верхние и нижние водоемы, напорные водоводы,здания ГАЭС с гидросиловым оборудованием, в соответствии с изобретением,напорные водоемы выполняются в виде каскада,причем все водоемы соединены напорными водоводами последовательно, так что нижний 2 водоем предыдущего каскада является напорным водоемом последующего,а здания ГЭС расположены у нижних водоемов каждого каскада. 2 вариант Для достижения технического результата каскадная гидроаккумулирующая электростанция,содержащая верхние и нижний водоем, напорные водоводы,здание ГАЭС с гидросиловым оборудованием, в соответствии с изобретением,напорные водоемы выполняется в виде каскада,причем количество каскадов равнов зависимости от рельефа горного ущелья, соединенных напорными водоводами со зданием ГАЭС, которое расположено у общего нижнего водоема. Изобретение поясняется чертежами Принципиальная схема первого варианта приведена на фигуре 1, где показано 1- плотины каскада 2- напорный водовод первого каскада 3 напорный водовод второго каскада 4- напорный водовод третьего каскада 5- здания ГАЭС 6 напорный водоем ГАЭС первого каскада 7 напорный водоем ГАЭС второго каскада 8 напорный водоем ГАЭС третьего каскада 9 нижний водоем последнего (третьего) каскада 10 нижние участки напорных водоводов. В этом случае КГАЭС работает следующим образом В период пониженных нагрузок энергосистемы все агрегаты ГАЭС работают в насосном режиме, в результате чего происходит перекачивание воды из нижних водоемов в верхние. Сначала идет заполнение водоема 8 из нижнего водоема. После заполнения водоема 8 производится заполнение водоема 7, затем водоема 6 и т.д. В период повышенных нагрузок энергосистемы ГАЭС работает в турбинном режиме, в результате чего включаются агрегаты всех каскадов. После окончания ресурсов 1 каскада в работе оставляют агрегаты 2 и 3 каскадов и после окончания ресурсов 2 каскада в работе оставляют агрегаты 3 каскада. Принципиальная схема второго варианта приведена на фигуре 2, где показано 1- плотины каскада 2- напорный водовод первого каскада 3- напорный водовод второго каскада 4- напорный водовод третьего каскада 5- здание ГАЭС 6- напорный водоем первого каскада 7- напорный водоем второго каскада 8- напорный водоем третьего каскада 9- нижний общий водоем 10- нижние водоводы каждой ступени каскада. Работает электростанция по второму варианту следующим образом В период пониженных нагрузок энергосистемы ГАЭС работает в насосном режиме, в результате чего происходит перекачивание воды из нижнего приемного водоема в верхние в любой последовательности, поскольку напорные водоемы не соединяются друг с другом. В период повышенных нагрузок энергосистемы ГАЭС работает в турбинном режиме, причем каждый каскад может работать независимо друг от друга либо по отдельности, либо параллельно, когда одновременно работают все или несколько каскадов. Таким образом, в отличие от известных КГАЭС оба варианта технического решения предполагают использование естественных малых водостоков горных ущелий (родников и малых рек) для наполнения водоемов каскада путем сооружения плотин и напорных водоводов в горных ущельях,что упрощает сооружение,обеспечивает возможность получения больших пиковых мощностей и, как следствие, приводит к снижению удельных затрат на единицу мощности. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Каскадная гидроаккумулирующая электростанция, содержащая верхние и нижние водоемы, напорные водоводы, здания ГАЭС с гидросиловым оборудованием, отличающаяся тем, что напорные водоемы выполняются в виде каскада,причем все водоемы соединены напорными водоводами последовательно, так что нижний водоем предыдущего каскада является напорным водоемом последующего,а здания ГЭС расположены у нижних водоемов каждого каскада. 2. Каскадная гидроаккумулирующая электростанция, содержащая верхние и нижний водоемы, напорные водоводы, здание ГАЭС с гидросиловым оборудованием, отличающаяся тем,что напорные водоемы выполняется в виде каскада,причем количество каскадов равно , в зависимости от рельефа горного ущелья, соединенных напорными водоводами со зданием ГАЭС, которое расположено у общего нижнего водоема.