專利名稱：戶用組裝式微型水力發(fā)電有壓引水系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種水力發(fā)電引水系統(tǒng)，特別涉及一種適用于戶 用組裝式微型水力發(fā)電有壓引水系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
水電站引水系統(tǒng)是將天然或工程所集中的水能資源安全、經(jīng)濟(jì)且 最小水頭損失地引導(dǎo)到水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪上，以實(shí)現(xiàn)水能向電能的轉(zhuǎn)換。微 型水力發(fā)電(簡(jiǎn)稱微水電)作為一種可再生的清潔環(huán)保能源，在我國(guó) 分布較廣，尤其是西部山區(qū)。但目前微水電的引水系統(tǒng)大都延續(xù)大、 中、小型水電站的施工方法，造成不必要的浪費(fèi)；也存在不經(jīng)過科學(xué) 設(shè)計(jì)而隨意接管的現(xiàn)象，不僅造成大量水能資源經(jīng)過引水系統(tǒng)白白被 損失掉，而且為運(yùn)行留下安全隱患。傳統(tǒng)引水系統(tǒng)壓力管道的材料大 多為鋼管和鋼筋混凝土管。為實(shí)現(xiàn)壓力管道的轉(zhuǎn)彎、避免明鋼管在溫 度變化及墩座不均勻沉陷產(chǎn)生過大的應(yīng)力，在緊靠鎮(zhèn)墩下游需設(shè)置伸 縮節(jié)，見附圖5;為了減小進(jìn)口局部水頭損失和確保引水水質(zhì)，進(jìn)水 口需現(xiàn)場(chǎng)澆注形式復(fù)雜的喇叭口且配有攔污柵，經(jīng)過流線型的扭曲面 與壓力管道連接。因此，施工現(xiàn)場(chǎng)需要復(fù)雜的立模工藝、大量的混凝 土澆注和鋼管焊接等，這些專業(yè)的施工方法和工藝增加施工難度，提 高了工程造價(jià)，延長(zhǎng)了施工周期，限制了微水電尤其是戶用、村用微 水電在邊遠(yuǎn)山區(qū)農(nóng)牧民的推廣應(yīng)用。發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的是要提供一種戶用組裝式微型水力發(fā)電有壓 引水系統(tǒng)，該系統(tǒng)不僅能夠方便現(xiàn)場(chǎng)組裝、結(jié)構(gòu)安全可靠，而且采用
了較廉價(jià)的新型管材(PPR (三型聚丙烯)、PVC (聚氯乙烯)、PE (聚 乙烯))，有效降低了管材管件的費(fèi)用，以克服現(xiàn)有微水電引水系統(tǒng)施 工的工期較長(zhǎng)、材料浪費(fèi)以及水能利用率低等問題。
為了達(dá)到本實(shí)用新型的目的所采用的技術(shù)方案包括由直管和彎
管構(gòu)成的壓力管道2，在壓力管道2的前端連接有喇叭形進(jìn)水口 1， 壓力管道2的末端通往水輪發(fā)電機(jī)組11，在壓力管道2與水輪發(fā)電 機(jī)組11之間以及壓力管道2前端與喇叭形進(jìn)水口之間設(shè)有閥門10， 其特征在于，所述的壓力管道2支撐在一系列弧形滑移支座9上，壓 力管道2的彎管的兩端各設(shè)置一環(huán)形固結(jié)支座8與地面連接，緊靠環(huán) 形固結(jié)支座8的下游，壓力管道2與波紋伸縮節(jié)4連接。
上述的戶用組裝式微型水力發(fā)電有壓引水系統(tǒng)中，所述的壓力管 道2的材料為塑料管材，如PPR (三型聚丙烯)或PVC (聚氯乙烯) 或PE (聚乙烯)等。
上述的戶用組裝式微型水力發(fā)電有壓引水系統(tǒng)中，所述的喇叭形 進(jìn)水口 1為PPR(三型聚丙烯)一次成型結(jié)構(gòu)，并配有曲面攔污柵12。
上述的戶用組裝式微型水力發(fā)電有壓引水系統(tǒng)中，所述的波紋伸 縮節(jié)4為硅膠或橡膠波紋管，且內(nèi)壁為光滑圓柱面。
上述的戶用組裝式微型水力發(fā)電有壓引水系統(tǒng)中，所述的壓力管 道2的管段連接為熱熔或膠粘或螺紋連接。
上述的戶用組裝式微型水力發(fā)電有壓引水系統(tǒng)中，環(huán)形固結(jié)支座 8包括上下兩個(gè)帶固定耳的半圓環(huán)，固定耳上帶孔，這兩個(gè)半圓環(huán)將壓力管道2箍住，固定在地面上的螺桿通過所述固定耳上的孔將環(huán)形 固結(jié)支座8固定。
上述的戶用組裝式微型水力發(fā)電有壓引水系統(tǒng)中，弧形滑移支座 9包括一個(gè)帶固定耳的弧形托板，固定耳上帶孔，固定在地面上的螺 桿通過所述固定耳上的孔將弧形滑移支座9固定，弧形滑移支座9通 過其弧形托板的凹面將壓力管道2托住。
上述的戶用組裝式微型水力發(fā)電有壓引水系統(tǒng)中，所述的彎管的 壁厚大于直管的壁厚。
本實(shí)用新型與傳統(tǒng)的水力發(fā)電引水系統(tǒng)比較具有以下特點(diǎn)-
(1) 方便現(xiàn)場(chǎng)組裝、簡(jiǎn)化施工工藝、縮短施工工期；
(2) 新型管材(PPR、 PVC、 PE)和管件較傳統(tǒng)(鋼管和鋼筋混凝 土管)造價(jià)低，且可滿足內(nèi)水壓力較小的微型水力發(fā)電要求；
(3) 管壁較光滑，摩阻力小，可減小水頭損失，增加發(fā)電水頭；
(4) 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單實(shí)用，便于系列化生產(chǎn)。


圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖2為本實(shí)用新型的波紋伸縮節(jié)的結(jié)構(gòu)示意圖3為本實(shí)用新型的環(huán)形固結(jié)支座結(jié)構(gòu)示意圖4為本實(shí)用新型的弧形滑移支座的結(jié)構(gòu)示意圖5為現(xiàn)有技術(shù)中的一種水電站引水系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖;
圖6為現(xiàn)有技術(shù)中的一種支墩細(xì)部結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
如
圖1所示，本實(shí)用新型包括喇叭形進(jìn)水口 1，壓力管道2，波 紋伸縮節(jié)4，管段接頭7，環(huán)形固結(jié)支座8，弧形滑移支座9，閥門 10，水輪發(fā)電機(jī)組ll，曲面攔污柵12。 3為直管，5、 6為彎管，多 段直管和彎管構(gòu)成壓力管道2。本實(shí)用新型的彎管5、 6為加強(qiáng)彎管， 即其壁厚要大于直管，以抵抗水流轉(zhuǎn)彎處的沖擊力，同時(shí)也承受環(huán)形 管箍的局部應(yīng)力。彎管和直管的內(nèi)徑應(yīng)保持一致，以減小水頭損失。 本實(shí)施例中5為45。加強(qiáng)彎管，6為30°加強(qiáng)彎管。
水流由引水系統(tǒng)的喇叭形進(jìn)水口 1流經(jīng)閥門10進(jìn)入壓力管道2， 喇叭形進(jìn)水口 1的上游側(cè)裝有與之配套的曲面攔污柵12，使得水流 被濾清并且進(jìn)口局部水頭損失最小。壓力管道2由一系列直管3通過 管段接頭7以及加強(qiáng)彎管連接而成。轉(zhuǎn)彎處可根據(jù)旋轉(zhuǎn)角度不同選擇 加強(qiáng)彎管5 (45度)或6 (30度)。壓力管道2支撐在一系列弧形滑 移支座9上，允許管道軸向移動(dòng)。每個(gè)加強(qiáng)彎管5或6的兩端各設(shè)置 一與地面連接的環(huán)形固結(jié)支座8， 二者共同作用可平衡管道的軸向和 法向力，且不產(chǎn)生位移和轉(zhuǎn)角，以抵抗水流經(jīng)過彎管的慣性離心力引 起的振動(dòng)。緊靠環(huán)形固結(jié)支座8的下游，壓力管道2與波紋伸縮節(jié)4 連接，以消除溫度變化及支座不均勻沉陷產(chǎn)生的應(yīng)力。水流最后由壓 力管道2的末端流經(jīng)閥門10進(jìn)入水輪發(fā)電機(jī)組11，閥門10可以用 于事故和檢修停機(jī)以及流量控制。
壓力管道2的管材選用PPR或PVC或PE，管件的連接采用熱熔 或膠粘或螺紋連接。各連接處(包括加強(qiáng)彎管5或6與直管3的連接， 直管3與管段接頭7的連接)保持內(nèi)徑不變，使連接段水流平順、水 頭損失最小。波紋伸縮節(jié)4 (如圖2所示)采用橡膠或硅膠，它與直 管段3的內(nèi)徑亦相同，且內(nèi)表面為光滑圓柱面。圖3所示為環(huán)形固結(jié)支座8，它由上下兩個(gè)帶固定耳的半圓環(huán)13 通過螺桿15及螺母14構(gòu)成周向閉合圓環(huán)。固定耳上帶孔，這兩個(gè)半 圓環(huán)13將壓力管道2箍住，固定在地面上的螺桿15通過所述固定耳 上的孔將環(huán)形固結(jié)支座8固定。當(dāng)壓力管道2沿線地質(zhì)條件為穩(wěn)定堅(jiān) 硬的基巖19時(shí)，可直接將螺桿15錨固在基巖19上，螺桿15底部通 過錨栓18與基巖19錨固(見圖3的右半側(cè))；當(dāng)壓力管道2沿線地 質(zhì)條件為松散或風(fēng)化巖石時(shí)，可將螺桿15底部與現(xiàn)場(chǎng)澆筑的混凝土 筑臺(tái)17或21直接固結(jié)，螺桿底部通過螺帽16與混凝土筑臺(tái)17或 21固結(jié)(見圖3、圖4的左半側(cè))。
圖4為弧形滑移支座9的結(jié)構(gòu)示意圖，其固定方式同環(huán)形固結(jié)支 座8，圖中20為帶固定耳的弧形托板。
圖5為國(guó)內(nèi)外現(xiàn)有的常規(guī)水電站引水系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖，圖6為現(xiàn) 有技術(shù)中一種支墩細(xì)部結(jié)構(gòu)示意圖。由圖5和圖6可知常規(guī)水電站引 水系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，價(jià)格較高，現(xiàn)場(chǎng)施工難度大，不適用于戶用、村用 微型水力發(fā)電。圖中22為伸縮節(jié)，23為支墩，24為鎮(zhèn)墩。
最后所應(yīng)說明的是，以上實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而 非限制，盡管參照較佳實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)說明，本領(lǐng)域的普 通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替 換，而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的精神和范圍，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的 權(quán)利要求范圍當(dāng)中。
權(quán)利要求1、一種戶用組裝式微型水力發(fā)電有壓引水系統(tǒng)，包括由直管和彎管構(gòu)成的壓力管道(2)，在壓力管道(2)的前端連接有喇叭形進(jìn)水口(1)，壓力管道(2)的末端通往水輪發(fā)電機(jī)組(11)，在壓力管道(2)與水輪發(fā)電機(jī)組(11)之間以及壓力管道(2)前端與喇叭形進(jìn)水口(1)之間設(shè)有閥門(10)，其特征在于，所述的壓力管道(2)支撐在一系列弧形滑移支座(9)上，壓力管道(2)的彎管的兩端各設(shè)置一環(huán)形固結(jié)支座(8)與地面連接，緊靠環(huán)形固結(jié)支座(8)的下游，壓力管道(2)與波紋伸縮節(jié)(4)連接。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的戶用組裝式微型水力發(fā)電有壓引水系 統(tǒng)，其特征在于，所述的壓力管道(2)的材料為塑料管材。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的戶用組裝式微型水力發(fā)電有壓引水系 統(tǒng)，其特征在于，所述的喇叭形進(jìn)水口 (1)為三型聚丙烯一次成型 結(jié)構(gòu)，并配有曲面攔污柵(12)。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的戶用組裝式微型水力發(fā)電有 壓引水系統(tǒng)，其特征在于，所述的波紋伸縮節(jié)(4)為硅膠或橡膠波 紋管，且內(nèi)壁為光滑圓柱面。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的戶用組裝式微型水力發(fā)電有 壓引水系統(tǒng)，其特征在于，所述的壓力管道(2)的管段連接為熱熔 或膠粘或螺紋連接。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的戶用組裝式微型水力發(fā)電有 壓引水系統(tǒng)，其特征在于，所述的環(huán)形固結(jié)支座(8)包括上下兩個(gè) 帶固定耳的半圓環(huán)，固定耳上帶孔，這兩個(gè)半圓環(huán)將壓力管道(2) 箍住，固定在地面上的螺桿通過所述固定耳上的孔將環(huán)形固結(jié)支座(8)固定。
7、 根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的戶用組裝式微型水力發(fā)電有 壓引水系統(tǒng)，其特征在于，所述的弧形滑移支座(9)包括一個(gè)帶固 定耳的弧形托板，固定耳上帶孔，固定在地面上的螺桿通過所述固定 耳上的孔將弧形滑移支座(9)固定，弧形滑移支座(9)通過其弧形 托板的凹面將壓力管道(2)托住。
8、 根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的戶用組裝式微型水力發(fā)電有 壓引水系統(tǒng)，其特征在于，所述的彎管的壁厚大于直管的壁厚。
9、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的戶用組裝式微型水力發(fā)電有壓引水系 統(tǒng)，其特征在于，所述的塑料管材為三型聚丙烯或聚氯乙烯或聚乙烯 管材。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種水力發(fā)電引水系統(tǒng)，特別是一種適用于戶用組裝式微型水力發(fā)電有壓引水系統(tǒng)。技術(shù)方案包括，由直管和彎管構(gòu)成的壓力管道(2)，在壓力管道(2)的前端連接有喇叭形進(jìn)水口(1)，壓力管道(2)的末端通往水輪發(fā)電機(jī)組(11)，其特征在于，所述的壓力管道(2)支撐在一系列弧形滑移支座(9)上，壓力管道(2)的彎管的兩端各設(shè)置一環(huán)形固結(jié)支座(8)與地面連接，緊靠環(huán)形固結(jié)支座(8)的下游，壓力管道(2)與波紋伸縮節(jié)(4)連接。本實(shí)用新型具有現(xiàn)場(chǎng)組裝方便、施工工藝簡(jiǎn)單、施工工期短，造價(jià)低，管壁較光滑，摩阻力小，水頭損失小，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單實(shí)用，便于系列化生產(chǎn)等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)F03B3/00GK201280991SQ20082012300
公開日2009年7月29日 申請(qǐng)日期2008年10月13日 優(yōu)先權(quán)日2008年10月13日
發(fā)明者陽(yáng) 何, 玲 華, 敏 姜, 昕 張, 袁林娟, 賀向麗 申請(qǐng)人:中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)