Документ описывает инновационное изобретение каскада гидроэлектростанций, направленного на преобразование энергии движущейся воды в электрическую энергию с использованием гидротурбин 'әлемсақ'. Это изобретение обещает увеличить электрическую мощность станции и упрощает её конструкцию, решая недостатки традиционных гидроэлектростанций. Основные элементы каскада включают ступенчатую водонапорную трубу и последовательные гидротурбины, которые работают для максимального извлечения кинетической энергии воды.

1. РЕСПУБЛИКА КАЗАХСТАН
(19) KZ (13) A4 (11) 28582
(51) E02B 9/00 (2006.01)
E02B 9/08 (2006.01)
КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ
ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ
МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ИННОВАЦИОННОМУ ПАТЕНТУ
(21) 2013/0436.1
(22) 05.04.2013
(45) 16.06.2014, бюл. №6
(72) Бекбаев Амангельды Бекбаевич; Мұңсызбай
Төлеухан Мусалимұлы; Хусаинов Абрик Умарович;
Төлеміс Мəрлен Төлемісұлы; Кəдірбай Қайрат;
Əбдіш Нұршат
(73) Республиканское государственное предприятие
на праве хозяйственного ведения "Казахский
национальный технический университет им.
К.И. Сатпаева" Министерства образования и науки
Республики Казахстан
(56) Патент RU 2050434, кл. Е02В 9/00,
опубл.20.12.1995
(54) КАСКАД ГИДРОЭЛЕКТРОСТАНЦИЙ
(57) Изобретение относится к области
гидроэнергетики, а именно к каскадам
гидроэлектростанций, и предназначено для
преобразования энергии движущейся воды в
водопроводе в электрическую энергию. Каскад
гидроэлектростанций (далее КГЭС) содержит
водонапорную трубу ступенчатого типа, в котором
установлены гидротурбины «Əлемсақ»,
соединенные с гидрогенераторами.
Использование данного изобретения позволит
обеспечить напор движущейся воды в водопроводе,
а также применение гидротурбины «Əлемсақ» даст
возможность увеличения мощности генератора.
(19)KZ(13)A4(11)28582

2. 28582
2
Изобретение относится к области
гидроэнергетики, а именно к каскадам
гидроэлектростанции, и предназначено для
преобразования энергии движущейся воды в
водопроводе в электрическую энергию.
Известна гидроэлектростанция [Под ред.
Карелина В.Я., Кривченко Г.И. Гидроэлектрические
станции. М: Энергоатомиздат, 1987, с.464],
применяемые в качестве источника электрической
энергии. Принцип работы, этой
гидроэлектростанции заключается в преобразовании
энергии воды в электрическую энергию путем
создания напора в трубопроводах с помощью
деривации воды, состоящая из: деривационного
канала, плотины, водопровода, гидротурбины и
гидрогенератора.
Недостатком этой станции является ее малая
мощность, обусловленная ограничением напора
рабочего потока и уровнем воды в верхнем бьефе.
Известно гидротурбина «Əлемсақ»
[Инновационный патент РК №25685 приоритет от
31.08.2011г. опубл. 16.04.2012г. МПК F03B 7/00]
для применения в качестве преобразователя энергии
воды в механическую, а затем в электрическую
энергию состоящая из: направляющих лопаток,
турбин, суммирующего редуктора и генератора.
Известна изобретение каскад деривационных
гидроэлектростанций [Патент RU №2050434, опубл.
20.12.1995, МПК Е02В 9/00], содержащее водоём,
водозаборную часть, водовод, гидроагрегат и
задвижки. Принцип работы этого
каскада деривационных гидроэлектростанций
осуществляется следующим образом, вода из
водоема по водозаборной части через задвижку
поступает в гидроагрегат, а последующие
гидроагрегаты приводят в движение гидротурбины.
Недостатком этой станции также является ее
малая мощность, то есть не полностью использует
энергию воды и имеет сложную конструкцию.
Технической задачей изобретения является
максимальное использование энергии воды в
горных районах и увеличение электрической
мощности станции каскадного типа с упрощением
конструкции.
Технически результат достигается за счет того,
что в каскаде ГЭС используется гидротурбина
«Əлемсақ», которая максимально использует
кинетическую энергию воды, а также вместо
водоводов применены трубы, обеспечивающие
непрерывное движение воды без доступа воздуха.
Техническим результатом изобретения является
максимальное использование кинетической энергии
воды, увеличение мощности гидрогенератора и
упрощение конструкции.
На фиг.1 представлена кинематическая схема
первого и последнего каскада гидроэлектростанции.
Водоём 1 соединен с напорным водоводом 2
ступенчатого типа. В вертикальной части водовода
установлен первый каскад гидротурбины
«Əлемсақ», состоящий из направляющих лопаток
3,6, сдвоенных турбин 4,7 соединен с
суммирующим редуктором 5, который сообщен с
генератором 8. Второй и остальные каскады
соединены последовательно, в которых установлена
гидротурбина «Əлемсақ» с аналогичными
элементами. Количество каскада зависит от высоты
устанавливаемого места. Каскад
гидроэлектростанции работает следующим образом:
Вода из водоема 1 поступает по водонапорной трубе
2 на первый каскад гидротурбины «Əлемсақ». Вода,
по водонапорной трубе 2 падает на направляющую
лопатку 3, которая направляет и вращает первую
турбину 4. Далее вода через направляющую лопатку
6, поступает на вторую турбину 7 которая
вращается относительно первой турбины 4 в
противоположную сторону. Полученная
механическая энергия из двух турбин через
суммирующий редуктор 5 передается на
электрогенератор 8. Работа последующих каскадов
аналогична первому каскаду.
ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
Каскад гидроэлектростанции, содержащий
водоём, соединенный с водоводом ступенчатого
типа и последовательно установленных несколько
гидроэлектростанций, отличающийся тем, что
каскад соединен трубопроводом, причем, в нижней
части каждого вертикально расположенного
трубопровода установлены гидротурбины
«Əлемсақ».

3. 28582
3
Верстка Ж. Жомартбек
Корректор Е. Барч