1598005429-afd80cdf49ba7e5f6ece6b974d8fd3c4 (811213), страница 19
Текст из файла (страница 19)
«Первой ласточкой» в ряду гидравлических преобразователей таранного типа для открытого моря явилась гидрогенераторная установка советского изобретателя А. Г. Баранова (30-е годы ХХ в.). В установке Баранова имеются многие элементы современных гидравлических преобразователей, предложенных позже советскими и зарубежными авторами; теперь их обычно называют волновыми, или инерционными, насосами. Одно из важных преимуществ гидравлических преобразователей состоит в том, что с их помощью энергия поверхностных волн не только относительно просто преобразуется в электрическую, но одновременно они могут служить и для решения других задач, например,использоваться на морских фермах, число которых будет возрастать по мере перехода от рыболовства к рыбоводстзу. Фермы нуждаются в электрической энергии для различных надобностей, одновременно им необходимо удобрение н подкормка для культивируемых там водорослей и морских животных.
Ее с успехом может обеспечить вода из глубинных слоев морей и океанов„ а также водохранилищ, поскольку содерзкание многих бногенных солей значительно увеличивается с глубиной. Но подъем глубинной воды наверх ~в фотическую 'з вону) обычно требует затраты энергии. Правда, в Мировом океане имеются места. где процесс подъема глубинных вод зз Фотпчеспап зона — позегхностпый слой морей и океанов, гдз идет процесс фотосинтеза благодаря наличию достаточной осзэ щевности за счет лучей Солнца.
зй яроисходит сам собою, йа счет естественных сил. Такие места называются апвеллингами. Подъем глубинной воды в апвеллингах на поверхность обеспечивает там интенсивный рост фитопланктона и соответственно богатые уловы рыбы. Например, Перуанский апвеллпнг, занимагощий около 3 зз площади Мирового океана, давал 20 э~~о мирового улова рыбы. Но апвеллингов в Мировом океане мало.
К тому же некоторые из них теперь включены в запретные зоны государств, вблизи которых они наблюдаются. Поэтому давно идет разговор о создании искусственного апвеллинга, и гидравлические преобразователи — новый путь для решения этой задачи. При достаточно длинной всасывающей трубе на поверхность может быть поднято необходимое количество глубинной воды без затраты какой-либо энергии, кроме энергии волн.
Гидравлические преобразователи могут также применяться для аэрации воды в застойных водоемах (подобная надобность нередко возникает, например, в лиманах, когда недостаток кислорода вызывает массовую гибель рыб или других животных) — зто весьма перспективное направление их использования. Некоторые виды культурных наземных растений допускают поливку соленой водой, поэтому возможно использование энергии поверхностных волн для накачивания морской воды с целью полива наземных плантаций в прибрежной полосе засушливых районов. Волновые инерционные насосы способны обспечить подачу практически любых количеств морской воды. Были бы волны, Нерешенным остается вопрос о наилучшем способе подачи морской воды на берег.
Морской водопровод — дело будущего, Имеющиеся трудности связаны с тем. что эффективное преобразование энергии волн в гидравлических преобразователях может происходить лишьпрпдостаточнодлинной трубе — порядка нескольких десятков метров. Это условие легко выполнить только в приглубой береговой полосе. Вблизи отмелого берега нельзя применить достаточно длинную вертикальную трубу, однако можно воспользоваться трубой, свитой в змеевик или наклонной. Отметим еще одно возможное применение гидравлических преобразователей: извлочение из морской воды некоторых редких и ценных элементов.
Об этом позволяет говорить большое количество воды, прокачиваемой при Работе гидравлических преобразователей. Для попутной добычи необходимых элементов можно воспользоваться Методом избирательной сорбции. Трудность при практическом рошенпи этого вопроса представляет выбор подходящего адсорбента, способного устойчиво работать в условиях воздействия достаточно сильной струи воды, вырывающейся из выходного отверстия инерцьионного насоса.
Важно такя<е, чтобы гидравлическое сопротивление адсорбенга было нс ь'лишком оольшпы. К числу проьыьуществ гидравлических преобразователой рассматрпваомого типа относится также и то, что онп имеют широкий динамический диапазон по частоте и амплитуде волн. Преобразователи способны работать от неболыпнх волн — высотой порядка нескольких десятков сантиметров. Вместе с тем их конструкция достаточно проста и имеет только одну движущуюся деталь (клапан), что обеспечивает возможность работать при больших штормовых волнах.
Гидравлические преобразователи могут успешно применяться как для обеспечения энергией удаленных океанских буев, так и в качестве источника энергии для прибрея<иых районов и островов. В случае, когда потребуотся количество энергий, большее, чем может дать одна труба, можно соединить несколько труб с отдельными буями для работы на одну мощную турбину, устанавливаемую в центральной части расположения группы. Однако подобные многосекционные установки будут больше подверяьены различным повреяьдениям во время штормов. В этом смысло преимущество всегда будет зэ компактными установками из одной или нескольких труб, связанных вместе. Выбор оптимальной формы использования подобных преобразователей — дело будущего.
Ваькно отметить, что и с одной трубой молы|о получить достаточно большую мощность ". В создании гидравлических преобразователей инер- ': ционного типа известных успехов достиг американский ученый Д. Айзеке с коллегами. Принцип действии преобразователя их конструкции также основан на использовании инерционных сил, возникающих в водяном столбе, находящемсл в подъемной трубе, при ее колеба- '«Иктсресььын козп~сс'ьвоьь и области малой зксргзтпкк взлкетсл объединение в одном агрегате турбьькы и тек»разора злектркческон экоггвк: обмотки роторв располагаьотся и рабочем колесе турбьькьь. Машины такого тккз (пзвесткыз кок кззвзпкеы СТРЛСЗЛО) прздставллют очевидный пктерес для использования зкергкк поверхпосткых воли з гидравлических преобразователях.
киях за счет энергии воььн. 5тот преобразователь в некоторой степонн схож с гидравлическим тараном, но имеет более простое устройство: всего один клапан, работающий кан выпрямитель потока, пропускающий его тол«а«о в одном направлении. Наличие клапана с односторонней проводимостью потока исключает возникновение резонанса в водяном столбе подъемной трубы. Вто обет ятельство обеспечивает воэможность работы подобного преобразователя в широком диапазоне ч,.стот поверхностных волн.
Известно, что частотный спектр поверхностных волК изменяется по мере пх развития. Кроме того, в различных частях Мирового океана споктральный максимум энергии приходится на волны разных частот. Поэтому отсутствие надобности в подстройке гидравлического преобразователя под нзменишпуьося по той или ивой причине частоту поверхностных волн очень важно практически. ГИДРОГЕНЕРАТОРНАЯ УСТАНОВКА А. Г.
БАРАНОВА В декабре 1936 г. А. Г. Варанов подал заявку на изобретение «Плавучая гидрогенераторная установка», зарегистрированную за № 2639. Описаняе изобретения было опубликовано 31 мая 1939 г. (авторское свидетельство по классу 886.8 эа № 54999). Приводом описание изобретения Л. Г. Варанова, следуя авторской заявке. «В предлагаемой плавучей гидрогенераторкой установке для использования энергии волн водоподводящая часть выполнена в виде инерционного насоса с отбойным и нагпетательными клапанамп и с воздушным колпаком для выравнивания колебания давления между отдельными волнамп, чем достигается возможность работы турбины с полезным напором, нревышаюиьиль аысоту волн.
На чертеже [рис. 19) фиг. 1 изображает поперечный разрез установки, фпг. 2 — электрическую схему установки и схему ее управления, фнг. 3 — поперечный разрез другой формы выполнения установки. Плавучая гидрогенсраторпая установка представляет собой судно-поплавок 7, удери;нваемое на месте якорными цепями Р и сььабженное длинной вертьлкальньой открытой снизу трубой д. Соответствующее погружение судна- поплавка достигается балластной водой, накачиваемой в помещение к с помощью вспомогательного насоса б. Водоподводящая часть установки — труба д выполнена з виде инерционного пасоса. 92 Рпс.
19. Гпдрогенерлторпля установка А. Г. Баронова елеео — поперечный раерее, опрело — електркчеоклл окопе, елкой — ллрпелч преобрлеопетелн ео спиральной трубой Отбойньй клапан 6 сообщает трубу 8 с атмосферой, а нагнетательные клапаны 7 — с резервуаром воздушного колпака 8, где вода находится под давлением. Первоначальное давление создается небольшим вспомогательным компрессором 9. Из резервуара воздугппого колпака 8 вода поступает в турбину 10 через трубу 11, а затем через зту трубу возвращается в море. Высоковольтный асинхронный генератор И, соединенный муфтой с турбиной 10, превращает механическую энергию последней в электрическую.
Трансформатор обеспечивает током вспомогательные механизмы и освещение судна. Кабель 15 соединяет всю установку с сушей, т. е. с сетью блин<айшей электрической станции. Длинная вертикальная труба 8 придает судну-поплавку вертикальную устойчивость, так что оно пе качается па волнах, а лииьь поднимается и опускается. При подъеме судна клапан 6 открыт благодаря своей тяжести, и воздух беспрепятственно поступает в трубу 8, в которой уровень воды остается неизменным, так как морское волнение не распространяется на нижний конец трубы. При опускании судна вода вытесняет воздух из трубы 8 в атмосферу, и отбойный клапан 6, будучи легче воды, закрывается и вследствие гидравлического удара часть водьь из трубы 8 поступает через магистральные клапаны 7 и резервуар 8, где она находится под давлением При каждом подъеме-опускании судна цикл повторяется, и в резервуар воздушного колпака 8 поступает новая порция воды.
Из резервуара воздушного колпака 8 вода идет в турбину 10, которой отдает свою энергию, и асинхронный генератор И преобразует последнюю в электрический трехфааный ток, поступающий через кабель 16 в сеть блия<айшей станции. При закрытой задвижке 16 (фиг. 2) и наличии волнения на море уровень воды в резервуаре воздушного колпака 8 будет повыгпаться, а давление в нем оудет возрастать. По достижении известного давления контактный манометр П включает контактор 18 и сервомотор 19 открывает задвижку 16. По окончании открытия задвижки ограничительный контакт 20 включает контактор 18, а следовательно, и сервомотор 19. Турбина 10 начинает вращать асинхронный генератор 18.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
