高坝水电站虹吸式水力发电系统技术方案

本发明专利技术公开了一种高坝水电站虹吸式水力发电系统，具有一主坝体，所述主坝体一侧固设一进水通道，另一侧固设一出水通道，所述主坝体内设有一第一中间通道，所述主坝体内设有一第二中间通道和一第三中间通道；所述出水通道具有一第一出水通道和一第二出水通道；所述第一出水通道外表面固设一第一真空泵，利用所述水库的水压与抽为真空后的所述进水通道内的压差将所述水库中的高程蓄水快速吸入所述进水通道，进而流入所述出水通道进行虹吸式水力发电。本发明专利技术提供一种改进现有的高坝水电站虹吸式水力发电系统，有效地提高现有高坝水电站水能利用率。

【技术实现步骤摘要】
高坝水电站虹吸式水力发电系统
本专利技术涉及高坝水电站水力发电水能利用率研究
，尤其涉及一种高坝水电站虹吸式水力发电系统。
技术介绍
高坝水电站是能将水能转换为电能的综合工程设施，一般由挡水、泄水建筑物形成的水库、水电站引水系统、发电厂房及机电设备等组成。通过将高坝水电站水库的高水位水经引水系统推动水轮连续发电机组产生电能，再经升压变压器、开关站和输电线路输入电网，以供其他设备使用。对于高坝水电站，如长江三峡水电站、溪洛渡水电站等超高坝水电站，其具有巨大的水能，但是现有的水力发电系统均存在水能利用率较低的问题。现有的水电站的水力发电系统仅在水道底部配置一台水力涡轮发电机机组，而机组装机存在总容量较小的问题，根本无法对水能进行充分的利用，目前，长江三峡水电站水力发电的发电率仅约50％。同时，现有的水力发电系统采用的水力涡轮机在运转时，水力涡轮机一半的叶片会形成反向水流，从而对涡轮机产生逆势影响，降低了水力涡轮机的工作效率，影响了整机机组的工作效率。
技术实现思路
本专利技术针对现有技术中的高坝水电站采用的水力发电系统存在水能利用率较低，不能充分地将水能转化为电能等缺陷，目的在于提供一种改进现有的高坝水电站虹吸式水力发电系统，有效地提高现有高坝水电站水能利用率。实现上述目的的技术方案是：本专利技术的高坝水电站虹吸式水力发电系统，具有一固设于所述高坝水电站水库中的主坝体，所述主坝体一侧固设若干用于流入所述高坝水电站水库高程蓄水的全封闭式进水通道，另一侧固设若干用于流出所述高坝水电站水库高程蓄水实现水力发电的全封闭式出水通道，所述主坝体内设有一可同时与所述高坝水电站水库、所述出水通道贯通的全封闭式第一中间通道，所述主坝体内位于所述第一中间通道上方从上而下依次设有一可同时与所述进水通道、所述出水通道贯通的全封闭式第二中间通道和一可同时与所述进水通道、所述出水通道贯通的全封闭式第三中间通道；所述出水通道具有一可与所述第二中间通道的出水端、所述第三中间通道的出水端均贯通的且固设于所述主坝体侧壁的立式全封闭式第一出水通道和一与所述第一出水通道出水端固定连接且可与所述第一出水通道、所述第一中间通道贯通的斜向设置的全封闭式第二出水通道；所述第一出水通道外表面固设一用于将所述进水通道、所述第二中间通道、所述第三中间通道和所述第一出水通道抽为真空的第一真空泵，利用所述水库的水压与抽为真空后的所述进水通道内的压差将所述水库中的高程蓄水快速吸入所述进水通道，进而流入所述出水通道实现虹吸式水力发电。虹吸是利用液面高度差的作用力现象，虹吸的实质是因为重力、分子间粘聚力和负压引流作用力而产生。所述第二出水通道外表面固设一用于将所述第二出水通道抽为真空的第二真空泵，用于加快流入所述第二出水通道的水流流速，提高水能利用率。所述第二出水通道内设有若干将流入所述第二出水通道的高程蓄水的动能转化成电能的连续发电机组。所述连续发电机组为具有若干均匀分布于所述出水通道内的水力涡轮机的连续发电机组，所述水力涡轮机经由流入所述第二出水通道的高程蓄水带动产生机械能，进而将所述水力涡轮机产生的机械能转化为电能。所述第一中间通道具有二分别设于所述第一中间通道进水端和出水端的用于控制高程蓄水水流启闭的第一阀门，所述第二中间通道具有二分别设于所述第二中间通道进水端和出水端的用于控制高程蓄水水流启闭的第二阀门，所述第三中间通道具有二分别设于所述第三中间通道进水端和出水端的用于控制高程蓄水水流启闭的第三阀门，所述进水通道具有二设于所述进水通道进水端的用于控制高程蓄水水流启闭的第四阀门，所述第一出水通道具有二设于所述第一出水通道出水端的用于控制高程蓄水水流启闭的第五阀门；所述进水通道、所述第一中间通道、所述第二中间通道、所述第三中间通道和所述第一出水通道分别经由所述第四阀门、所述第一阀门、所述第二阀门、所述第三阀门和所述第五阀门实现各自通道的全封闭式状态。所述第二出水通道远离所述主坝体一端的下表面固设一位于所述高坝水电站水库水面以下的用于维持所述第二出水通道远离所述主坝体一端使用寿命的缓冲区。所述缓冲区具有一直接流入流经所述涡轮机的水流的第一缓冲单元、一用于流入经由所述第一缓冲单元缓冲的落水洞口、一与所述第一缓冲单元一体成型且与所述落水洞口贯通的L形第二缓冲单元和一用于流出经由所述第二缓冲单元缓冲的出水口。所述出水口为位于所述高坝水电站水库外的江河水水面-5米处的出水口，以防止激流冲断河堤。所述第二出水通道为水平倾斜角度为15度～20度的第二出水通道。所述连续发电机组为具有均匀分布于所述第二出水通道内的6～10台涡轮机的连续发电机组。本专利技术的积极进步效果在于：本专利技术的高坝水电站虹吸式水力发电系统，通过在将各自均为封闭式的进水通道、第二中间通道、第三中间通道和第一出水通道经由第一真空泵抽为真空状态，利用水库中高程蓄水的水压和进水通道内压力之间的压差将达到水位高度的高程蓄水吸入进水通道，进而流入经由第二真空泵抽为真空状态的第二出水通道，从而实现高坝水电站水库中高程蓄水的水能转化电能，从而有效地提高了现有的水力发电系统的水能利用率。以下将结合附图对本专利技术的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本专利技术的目的、特征和效果。附图说明图1为本专利技术高坝水电站虹吸式水力发电系统的结构示意图；图2为本专利技术高坝水电站虹吸式水力发电系统缓冲区结构示意图。具体实施方式下面结合图1，对本专利技术的高坝水电站虹吸式水力发电系统进行详细的说明。如图1所示，本实施例的高坝水电站虹吸式水力发电系统，具有固设于高坝水电站水库中的主坝体10，主坝体10一侧固设若干用于流入高坝水电站水库高程蓄水的全封闭式进水通道20，另一侧固设若干用于流出高坝水电站水库高程蓄水实现水力发电的全封闭式出水通道30。主坝体10内设有可同时与高坝水电站水库、出水通道30贯通的全封闭式第一中间通道11。主坝体10内位于第一中间通道11上方从上而下依次设有可同时与进水通道20、出水通道30贯通的全封闭式第二中间通道12和可同时与进水通道20、出水通道30贯通的全封闭式第三中间通道13。出水通道30具有可与第二中间通道12的出水端、第三中间通道13的出水端均贯通的且固设于主坝体10侧壁的立式全封闭式第一出水通道31和与第一出水通道31出水端固定连接且可与第一出水通道31、第一中间通道11贯通的斜向设置的全封闭式第二出水通道32。第一出水通道31外表面固设用于将进水通道20、第二中间通道12、第三中间通道13和第一出水通道31抽为真空的第一真空泵40，利用水库的水压与抽为真空后的进水通道20内的压差将水库中的高程蓄水快速吸入进水通道20，进而流入出水通道30进行水力发电，实现虹吸式水力发电。虹吸(syphonage)是利用液面高度差的作用力现象，虹吸的实质是因为重力、分子间粘聚力和负压引流作用力所产生的有限高度为5m～6m高度差的向上逆流，可用来维持数天的发电紧急需求。第二出水通道32外表面固设用于将第二出水通道32抽为真空的第二真空泵50，用于加快流入第二出水通道32的水流流速，提高水能利用率。第二出水通道32内设有若干将流入第二出水通道32的高程蓄水的动能转化成电能的连续发电机组33。连续发电机组33为具有若干均匀分本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高坝水电站虹吸式水力发电系统，具有一固设于所述高坝水电站水库中的主坝体，所述主坝体一侧固设一用于流入所述高坝水电站水库高程蓄水的全封闭式进水通道，另一侧固设一用于流出所述高坝水电站水库高程蓄水实现水力发电的全封闭式出水通道，所述主坝体内设有一可同时与所述高坝水电站水库、所述出水通道贯通的全封闭式第一中间通道，其特征在于，所述主坝体内位于所述第一中间通道上方从上而下依次设有一可同时与所述进水通道、所述出水通道贯通的全封闭式第二中间通道和一可同时与所述进水通道、所述出水通道贯通的全封闭式第三中间通道；所述出水通道具有一可与所述第二中间通道的出水端、所述第三中间通道的出水端均贯通的且固设于所述主坝体侧壁的立式全封闭式第一出水通道和一与所述第一出水通道出水端固定连接且可与所述第一出水通道、所述第一中间通道贯通的斜向设置的全封闭式第二出水通道；所述第一出水通道外表面固设一用于将所述进水通道、所述第二中间通道、所述第三中间通道和所述第一出水通道抽为真空的第一真空泵，利用所述水库的水压与抽为真空后的所述进水通道内的压差将所述水库中的高程蓄水快速吸入所述进水通道，进而流入所述出水通道实现虹吸式水力发电。...

【技术特征摘要】
1.一种高坝水电站虹吸式水力发电系统，具有一固设于所述高坝水电站水库中的主坝体，所述主坝体一侧固设一用于流入所述高坝水电站水库高程蓄水的全封闭式进水通道，另一侧固设一用于流出所述高坝水电站水库高程蓄水实现水力发电的全封闭式出水通道，所述主坝体内设有一可同时与所述高坝水电站水库、所述出水通道贯通的全封闭式第一中间通道，其特征在于，所述主坝体内位于所述第一中间通道上方从上而下依次设有一可同时与所述进水通道、所述出水通道贯通的全封闭式第二中间通道和一可同时与所述进水通道、所述出水通道贯通的全封闭式第三中间通道；所述出水通道具有一可与所述第二中间通道的出水端、所述第三中间通道的出水端均贯通的且固设于所述主坝体侧壁的立式全封闭式第一出水通道和一与所述第一出水通道出水端固定连接且可与所述第一出水通道、所述第一中间通道贯通的斜向设置的全封闭式第二出水通道；所述第一出水通道外表面固设一用于将所述进水通道、所述第二中间通道、所述第三中间通道和所述第一出水通道抽为真空的第一真空泵，利用所述水库的水压与抽为真空后的所述进水通道内的压差将所述水库中的高程蓄水快速吸入所述进水通道，进而流入所述出水通道实现虹吸式水力发电。2.如权利要求1所述的高坝水电站虹吸式水力发电系统，其特征在于，所述第二出水通道外表面固设一用于将所述第二出水通道抽为真空的第二真空泵，用于加快流入所述第二出水通道的水流流速，提高水能利用率。3.如权利要求1所述的高坝水电站虹吸式水力发电系统，其特征在于，所述第二出水通道内设有若干将流入所述第二出水通道的高程蓄水的动能转化成电能的连续发电机组。4.如权利要求3所述的高坝水电站虹吸式水力发电系统，其特征在于，所述连续发电机组为具有若干均匀分布于所述出水通道内的水力涡轮机的连续发电机组，所述水力涡轮机经由流入所述第二出水通道的高程蓄水带动产生机械能，进而将所述水力涡轮机产生的机械能转化为电能。5.如权...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱安心，
申请(专利权)人：朱安心，
类型：发明
国别省市：上海,31