專利名稱：一種槽渠水力集群式發(fā)電站的制作方法
技術(shù)領域：
一種槽渠水力集群式發(fā)電站，屬能源領域的水力發(fā)電部分的新 技術(shù)、新方法和新原理。
背景技術(shù)：
據(jù)本人所知，目前國內(nèi)外水力發(fā)電不外包括壩后式、引水式、 蓄能式發(fā)電的技術(shù)與模式，而使用的水輪機也都是傳統(tǒng)沿用過來的水輪機，這 些水輪機設備本身就存在著明顯的難以更改的不足如水輪機的有效做功需要 很大的水流沖壓力，造成水能量大量損耗；水輪機本身也產(chǎn)生較大的能量損耗。
由于舊發(fā)電設備的局限性，決定了傳統(tǒng)發(fā)電技術(shù)與模式的不完善性。正像 水力發(fā)電行家常說的"水力發(fā)電存著大量水頭損耗"。其實不盡然，人類水力發(fā) 電目前最大的"能量損耗"不是在其現(xiàn)在所說的損耗部分，而是在于沒能利用 上的部分——舊的水力發(fā)電技術(shù)與模式只是利用到了其發(fā)電水力整個重力流流 體中最后一個"點面能量段"的能量，而并非整個水力流流體中能量的總和。
" 一種槽渠水力集群式發(fā)電站技術(shù)"的綜合應用正是解決目前這種舊的技 術(shù)與模式不足的最佳技術(shù)方案
發(fā)明內(nèi)容
本人發(fā)明的"一種槽渠水力集群式發(fā)電站"(以下稱本發(fā)電站)， 是一種低力能水力做功發(fā)電的集群式發(fā)電技術(shù)。它運用低力能做功的水輪發(fā)電 機，使水力發(fā)電對技術(shù)等要求變得簡單而不復雜、不荷刻，從而降低了水力發(fā) 電成本；它運用集群式組合裝機發(fā)電技術(shù)，科學、有效地分解了發(fā)電水力流流 體的能量段，使水能量得到充分利用，解決了傳統(tǒng)的水力發(fā)電太浪費水能和利 用水能不足的弊端。
一、本發(fā)電站的技術(shù)與工作原理本發(fā)電站是以"低力能做功的水力發(fā)電技術(shù)"和能有效分解水力能流體點面能量段的"集群式發(fā)電技術(shù)"有機結(jié)合應 用的一種水力發(fā)電的新技術(shù)。
A、 本發(fā)電站的技術(shù)要點1、全部使用一種新型低力能做功的槽渠流水式 水輪發(fā)電機設備與技術(shù)，它能在較弱的水力能流體中有效做功。2、運用集群式 發(fā)電技術(shù)，科學地將發(fā)電水力流流體中的各個"點面能量"分解成若干均等的
"能量段"(在水的重力流流體中"每個點的流截面"都同時存在和釋放著"能 量"，簡稱"點面能量"；而每個"點面的能量"產(chǎn)生的能量和都是不一樣的， 簡稱"點面能量段"。)，N臺(組)低力能做功的水輪發(fā)電機按設計的若干均等 的"點面能量段"進行等距組群排列安裝、發(fā)電，收集全部"點面能量段"的 能量之和。
B、 本發(fā)電站的工作原理在具備水力發(fā)電的自然高位水源處建一欄水壩， 同時在連接水源的槽渠進水口處設置一槽渠進水口開關(guān)；據(jù)其水源的落差高度、 水源的流量等要素確定槽渠的長度、傾斜度和內(nèi)載面的大小，槽渠內(nèi)截面建成 等大、方形或上方下半園形的結(jié)構(gòu)，內(nèi)壁要平滑，槽渠要具備一定的傾斜度， 其傾斜度須大于或等于2度角，以確保槽渠內(nèi)的水流速大于或等于2m/s;再按 槽渠的長度、傾斜度、內(nèi)裁面大小、水流量等確定槽渠中水力流流體若干均等 的"點面能量段"距離與位置，N臺(組)槽渠式水輪發(fā)電機按各個能量段位 置組群排列安裝在槽渠中；打開槽渠進水口開關(guān)，高位水源的水按設計流量、 流速，從槽渠中通過，帶動槽渠中N臺(組)水輪發(fā)電機同時發(fā)電，所發(fā)電能 經(jīng)電能管理系統(tǒng)處理后輸出或并網(wǎng)。
二、本發(fā)電站的主要結(jié)構(gòu)及功能本發(fā)電站，主要由自然高位水源、攔水 壩、進水口開關(guān)、槽渠、槽渠式水輪發(fā)電機、電能管理系統(tǒng)等部分組成。1、 自然高位水源、攔水壩、進水口開關(guān)它們是本發(fā)電站的發(fā)電水源部分。 高位水源的落差、流量等都是確定本發(fā)電站技術(shù)參數(shù)、建設規(guī)模的重要依據(jù)。 落差越大，槽渠就越長，能量也越大。
2、 槽渠它是本發(fā)電站安裝N臺(組)水輪發(fā)電機及其發(fā)電的部位。槽 渠的建設形狀可是直的、彎的等形式不拘，但要確保其符合設計的傾斜度和內(nèi) 截面大??；它可是槽，也可是渠，要求其內(nèi)截面等大、平滑流暢、方形或上方 下半園形；槽渠須有一定的傾斜度，其傾斜度須大于或等于2度角。槽渠的傾 斜度越大，水速就越大，能量也越大；
3、 槽渠式水輪發(fā)電機它是本發(fā)電站的低力能水力發(fā)電設備，它可是方形 水輪機，也可是圓形水輪機，且凡具備通過低力能做功的由流水動力能轉(zhuǎn)變成 機械動力能的動力裝置均可在此安裝使用；N臺(組)槽渠式水輪發(fā)電機按設 計的能量段距離，采用等距組群式排列安裝，它要求通過槽渠中的水流速須大 于或等于2m/s;匹配水輪機的發(fā)電機可選用高壓發(fā)電機，也可選用低壓發(fā)電機 配套使用；這種水輪發(fā)電機，水的流量及其流截面越大，其能量成倍增加的比 率就越大。
4、 電能管理系統(tǒng)它是本發(fā)電站不可缺少的部分，負責本發(fā)電站電能的合 并、變壓、穩(wěn)壓、輸送、并網(wǎng)等任務。
三、本發(fā)電站的優(yōu)勢本發(fā)電站的最大優(yōu)勢在于實施技術(shù)方便，建造成本 低，充分利用到了絕大部分水力能量，經(jīng)濟效益顯著；如一個同樣水力發(fā)電資 源，利用本發(fā)電站技術(shù)，可在原傳統(tǒng)技術(shù)發(fā)電量的基礎上增加8成左右的新增 發(fā)電量。
本發(fā)電站的結(jié)構(gòu)形式與方法，見附圖 一種槽渠水力集群式發(fā)電站的結(jié)構(gòu)形式與方法。
具體實施形式以改造一個舊式傳統(tǒng)水電站為例。如，某舊水電站，水頭
50米，流量2.5111/8，裝機約(600KWX2臺)。根據(jù)舊水電站自然水力資源條件， 新電站可建槽渠長約960米(按<3°傾斜度)，選用園形槽渠式水輪機，每3.5 米安裝一臺，全渠可安裝274臺，每臺可發(fā)電8-9KW，即，改造后的水電站新 裝機容量約為274臺X 9KW-2466KW。
權(quán)利要求
1、一種槽渠水力集群式發(fā)電站，它主要由自然高位水源、攔水壩、進水口開關(guān)、槽渠、槽渠式水輪發(fā)電機、電能管理系統(tǒng)等組成，其特征是，在具備水力發(fā)電的自然高位水源處建一欄水壩，同時在連接水源的槽渠進水口處設置一槽渠進水口開關(guān)；據(jù)其水源的落差高度、水源的流量等要素確定槽渠的長度、傾斜度和內(nèi)載面的大小，槽渠內(nèi)截面建成等大、方形或上方下半園形的結(jié)構(gòu)，內(nèi)壁要平滑流暢，槽渠建成具備一定的傾斜度，其傾斜度須大于或等于2度角，以確保槽渠內(nèi)的水流速大于或等于2m/s；再按槽渠的長度、傾斜度、內(nèi)裁面大小、水流量等確定槽渠中水力流流體若干均等的“點面能量段”距離與位置，N臺(組)槽渠式水輪發(fā)電機按各個能量段位置組群排列安裝在槽渠中；打開槽渠進水口開關(guān)，高位水源的水按設計流量、流速，從槽渠中通過，帶動槽渠中N臺(組)水輪發(fā)電機同時發(fā)電，所發(fā)電能經(jīng)電能管理系統(tǒng)處理后輸出或并網(wǎng)。
2、 一種槽渠水力集群式發(fā)電站的建造方法，它主要由自然高位水源、攔水 壩、進水口開關(guān)、槽渠、槽渠式水輪發(fā)電機、電能管理系統(tǒng)等組成，其特征是， 在具備水力發(fā)電的自然高位水源處建一欄水壩，槽渠進水口連接高位水源，并 在連接處設置一進水口開關(guān)；依據(jù)發(fā)電水源的落差高度、流量大小等要素確定 槽渠的長度、傾斜度和內(nèi)載面的大小，槽渠的內(nèi)截面建成等大、方形或上方下 半園形的結(jié)構(gòu)，內(nèi)壁要平滑流暢，槽渠建成具備一定的傾斜度，其傾斜度須大 于或等于2度角，以確保槽渠內(nèi)的水流速大于或等于2m/s;確定槽渠的長度、 傾斜度、內(nèi)裁面大小、水流量等參數(shù)后，根據(jù)低力能發(fā)電水輪機和集群式發(fā)電 的技術(shù)要求，確定槽渠中水力流流體若干均等的"點面能量段"距離與位置，N 臺(組)槽渠式水輪發(fā)電機按各個能量段位置組群排列安裝在槽渠中；打開槽 渠進水口開關(guān)，高位水源的水按設計流量、流速，從槽渠中通過，帶動槽渠中N 臺(組)水輪發(fā)電機同時發(fā)電，所發(fā)電能經(jīng)電能管理系統(tǒng)處理后輸出或并網(wǎng)。
全文摘要
一種槽渠水力集群式發(fā)電站，屬能源領域的水力發(fā)電部分的新技術(shù)、新方法和新原理，它是低力能做功的水力發(fā)電技術(shù)與集群組合式發(fā)電技術(shù)有機結(jié)合的新應用；它由自然高位水源、攔水壩、進水口開關(guān)、槽渠、槽渠式水輪發(fā)電機、電能管理系統(tǒng)等組成；槽渠建成內(nèi)截面等大、方形或上方下半圓形的結(jié)構(gòu)，同時要具備大于或等于2度角的傾斜度，使槽渠內(nèi)的水流速大于或等于2m/s，N臺(組)槽渠式水輪發(fā)電機按等距組群排列安裝在槽渠中；當水流通過時槽渠內(nèi)的水輪發(fā)電機同時發(fā)電，電能經(jīng)電能管理系統(tǒng)處理后輸出或并網(wǎng)；本發(fā)電技術(shù)對改造舊式電站，以及綜合應用到其它的水力發(fā)電上，都將產(chǎn)生積極的作用和巨大的效益。
文檔編號E02B9/00GK101666079SQ200910176738
公開日2010年3月10日 申請日期2008年8月28日 優(yōu)先權(quán)日2008年8月28日
發(fā)明者歐開億 申請人:歐開億