CN201502481U - 循环抽水蓄能发电装置 - Google Patents

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Abstract

本实用新型涉及抽水蓄能发电领域，尤其涉及一种循环抽水蓄能发电装置，包括高位水箱，通过管道、方形管道、排水管道以及管道与高位水箱连通的低位水箱，在方形管道里面设置有水轮机，水轮机的中心轴伸出方形管道，在中心轴伸出方形管道的部分套装有增速机和发电机，所述的水轮机由安装在中心轴上的叶片组成，该叶片分为不做功叶片和做功叶片两部分，整个机组设计合理、实用，有利于节约成本、实施起来更加方便。

Description

循环抽水蓄能发电装置
技术领域
本实用新型涉及抽水蓄能发电领域，尤其涉及一种循环抽水蓄能发电装置。
背景技术
传统的抽水蓄能发电是在夜里用电低谷时，用多余的电将低位水库的水抽到高位水库储存。白天用电高峰时再将高位水库的水通过水轮机放到低位水库，同时水轮机带动发电机发电。一般情况下抽3度电、发2度电。这种由电能-水能-电能的转换过程、损耗较大，最终的转换率为60％——70％，因此它仅用于峰谷电价的调节、调频、调幅等辅助用电手段。
有人依据气体可压缩、液体不易压缩原理，并以“水力发电装置”为名，于2001年11月20日申请了实用新型专利、专利号为ZL01271038.5。该专利的特征是：用电将低位水箱的水抽到高位水箱，然后将高位水箱的水通过在前有进口、后有排口的方形管道里排到低位水箱。将这一方形管道分成若干多流体力量段，在每一力量段内设置一个可自由调速的叶轮，叶轮则利用每一力量段的等量流体力作匀速同步运转、带动管道外部的永磁发电机以同速旋转发电，将各发电机发出的电能量相加输出，得到所需的总电能量，该本实用新型专利基本上也是抽水蓄能发电的一种。该专利尽可能合理地利用流体能发电，对节能减排、改善环境有很大的推动作用。
但是，该本实用新型专利发电用水量大、发电条件有限，只有在水的流速达到发电机额定转速所需的流速时，发电机才会正常发电。因此，受水流速度条件的限制，该专利至今没有样机做出，难以实施推广。
发明内容
本实用新型的目的在于克服现有技术的不足而提出一种结构合理、既能明显减小用水量又能有效降低流体回旋阻力的循环抽水蓄能发电装置。
本实用新型的技术方案是这样实现的：包括高位水箱，通过管道、方形管道、排水管道以及管道与高位水箱连通的低位水箱，在方形管道里面设置有水轮机，水轮机的中心轴伸出方形管道，在中心轴伸出方形管道的部分套装有增速机和发电机。
所述的水轮机由安装在中心轴上的叶片组成，该叶片分为不做功叶片和做功叶片两部分。
所述的水轮机的中心轴的两头超过叶片边缘的部分固定安装有方形铁框，该方形铁框上下边小于叶片的边，同时该方形铁框左右边大于叶片的边。
所述的方形管道通过设置在其内部的水道与水轮机连通。
本实用新型具有以下优点：整个机组设计合理、实用，有利于节约成本、
实施起来更加方便，用本实用新型发明建发电站，意味着可将传统的抽水蓄能水电站按照人们的意志“移来移去”，而且也不再是“调峰填谷”，而是不间断的连续发电，同时还可广泛用在河流、河渠、潮汐流、海洋流等有水流的地方发电，水能转化效率高。
附图说明
图1为本实用新型的整体结构示意图；
图2为本实用新型的方形管道结构示意图；
图3为本实用新型的叶片结构示意图。
具体实施方式
如图1、2、3所示，包括高位水箱1，通过管道2、方形管道7、排水管道4以及管道6与高位水箱1连通的低位水箱5，其特征在于：在方形管道7里面设置有水轮机8，水轮机8的中心轴伸出方形管道7，在中心轴伸出方形管道7的部分套装有增速机11和发电机12。
所述的水轮机8由安装在中心轴上的叶片组成，该叶片分为不做功叶片9和做功叶片10两部分。
所述的水轮机8的中心轴的两头超过叶片边缘的部分固定安装有方形铁框13，该方形铁框13上下边小于叶片的边，同时该方形铁框13左右边大于叶片的边。
所述的方形管道7通过设置在其内部的水道3与水轮机8连通。
当遇到水的冲击力时，叶片成垂直状、下边被铁框的边挡着，此时叶片呈做功的状态。当遇到回旋阻力时，由于水的反方向的冲力，叶片向上抬起90°成平行状态。该技术的效果是极大地降低了流体的回旋阻力。
通常流体的速度要比发电机的转速慢，要使双方的速度一致，就必须增加流体的速度，改变发电机的转速。要增加流体的速度就必须增加水箱的高度，也就增加施工的难度及投资，采用增速机增速实施起来就更加方便。
具体的说是：用市电将低位水箱的水抽到高位水箱储存，储满后断开市电电源，打开出水阀门，将高位水箱的水通过方形管道排到低位水箱，方形管道里安装多台水轮机，管道外部安装多台增速机，且增速机与发电机相连，水流推动水轮机转动，带动发电机发电，打开自发电电源，继续将水抽到高位水箱，上水管的流量与下水管的流量相同，且高位水箱始终保持一个恒定水位，同样的流量将低位水箱的水抽到高位水箱，同样的流量将高位水箱的水通过方形管道排到低位水箱、构成一个自循环状态，方形管道可任意延长，根据恒定流的连续性原理，通过各过水截面的流量为一常数，即在方形管道里对于不可压缩的水流，单位时间流入S1的质量等于单位时间从S2流出的质量，否则在S1与S2之间的管内就会发生质量缺少或堆积。方形管道是等截面的，各断面的动能是相等的，因此，沿管向安装的多台水轮机的转速也是相同的，发电机可任意叠加，自用电量为一个恒定值，总发电量为一个可变值，随发电机的增加而增加，发电机随管道的延长而增加。

Claims (4)

1.一种循环抽水蓄能发电装置，包括高位水箱(1)，通过管道(2)、方形管道(7)、排水管道(4)以及管道(6)与高位水箱(1)连通的低位水箱(5)，其特征在于：在方形管道(7)里面设置有水轮机(8)，水轮机(8)的中心轴伸出方形管道(7)，在中心轴伸出方形管道(7)的部分套装有增速机(11)和发电机(12)。
2.根据权利要求1所述的循环抽水蓄能发电装置，其特征在于：所述的水轮机(8)由安装在中心轴上的叶片组成，该叶片分为不做功叶片(9)和做功叶片(10)两部分。
3.根据权利要求2所述的循环抽水蓄能发电装置，其特征在于：所述的水轮机(8)的中心轴的两头超过叶片边缘的部分固定安装有方形铁框(13)，该方形铁框(13)上下边小于叶片的边，同时该方形铁框(13)左右边大于叶片的边。
4.根据权利要求1所述的循环抽水蓄能发电装置，其特征在于：所述的方形管道(7)通过设置在其内部的水道(3)与水轮机(8)连通。
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