水电站离心式水力发电系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种水电站离心式水力发电系统，具有一与水电站主坝体配合使用的用于水力发电的离心式发电塔，所述发电塔外表面从上而下固设有一用于加速流入所述发电塔水流的全封闭渐扩式螺旋水道，所述螺旋水道内沿着螺旋方向均匀固设有若干用于将流入所述发电塔水流的动能转化成电能的水力涡轮机发电机组。本实用新型专利技术的发电模式为多项高效水力发电模式中的一种，是一种新型水力发电系统，能够有效地提高现有水电站的水力发电系统的水能利用率。

Centrifugal hydroelectric power system of hydropower station

The utility model discloses a centrifugal hydroelectric power generation system of a hydropower station, which has a centrifugal power generation tower used in combination with the main dam body of a hydropower station. The outer surface of the power generation tower is fixed from top to bottom and is provided with a fully enclosed gradually expanding spiral channel for accelerating flow into the power tower, and the spiral channel described. A number of hydraulic turbine generating units that are used to convert kinetic energy flowing into the power tower into electricity are uniformly fixed along the spiral direction. The power generation mode of the utility model is one of the multiple high efficiency hydraulic power generation modes. It is a new type of hydraulic power generation system, which can effectively improve the water energy utilization rate of the hydroelectric power system of the existing hydropower station.

【技术实现步骤摘要】
水电站离心式水力发电系统
本技术涉及高坝水电站水力发电水能利用率
，尤其涉及一种水电站离心式水力发电系统。
技术介绍
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。通过将水电站水库的高水位水经引水系统推动水轮发电机组产生电能，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发电机组在运转时，水力涡轮机发电机组一半的叶片会形成反向水流，从而对涡轮机产生逆势影响，降低了水力涡轮机发电机组的工作效率，影响了整机机组的工作效率。
技术实现思路
本技术针对现有技术中的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水电站离心式水力发电系统，有效地提高现有水电站的水力发电系统的水能利用率。实现上述目的的技术方案是：本技术的水电站离心式水力发电系统，具有一与水电站主坝体配合使用的用于水力发电的离心式发电塔，所述发电塔外表面从上而下固设有一用于加速流入所述发电塔水流的全封闭渐扩式螺旋水道，所述螺旋水道内沿着螺旋方向均匀固设有若干用于将流入所述发电塔水流的动能转化成电能的水力涡轮机发电机组。所述螺旋水道内设有若干与所述水力涡轮机发电机组适配的涡轮机半屏U型槽。所述水力涡轮机发电机组靠近流入水流一侧固设有一用于使流入水流沿着所述水力涡轮机发电机组的叶片切线方向流动的反射角单元和一固设于靠近所述水力涡轮机发电机组另一侧的用于对流经所述反射角单元的水流进行引导流向的导流墙。所述导流墙为设于所述水力涡轮机发电机组下游1～2米处的导流墙。所述发电塔顶部设有一用于流入水流的进水口；所述水力发电系统具有若干用于实现所述水电站的主坝体与所述进水口贯通的空中渡槽。所述水电站主坝体内的全封闭式水道内设有二用于控制所述水电站的水库水流进入所述空中渡槽流量的柱状阀。所述发电塔内设有一用于将经由所述发电塔产生的电能集中管理的发电机房。所述螺旋水道末端固设一位于所述水电站水库水面以下的用于维持所述螺旋水道末端的使用寿命的缓冲区。所述缓冲区具有一直接流入流经所述水力涡轮机发电机组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。所述螺旋水道末端固设有一用于将所述螺旋水道、所述空中渡槽和所述水电站主坝体的水道抽成真空状态的真空泵，利用所述水电站水库中的水压和所述螺旋水道、所述空中渡槽、所述水电站主坝体的水道内压差将所述水电站水库中水吸入所述水力发电系统进行水力发电。本技术的积极进步效果在于：本技术的水电站离心式水力发电系统，首先经由真空泵使得螺旋水道、空中渡槽和水电站主坝体的水道抽成真空状态，再经由空中渡槽将水电站水库中的水从发电塔的进水口注入发电塔，并通过螺旋水道内设于若干水力涡轮机发电机组的外缘一侧产生离心力，并由导流墙改变水流流向并提高水流流速，带动水力涡轮机发电机组的叶片转动，转化为机械能，进而将机械能转化为电能，利用水流在高压的条件下获得巨大的惯性势能、冲击动能、离心力使得水流加速作用，有效地提高现有的水力发电系统的水能利用率。以下将结合附图对本技术的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本技术的目的、特征和效果。附图说明图1为本技术水电站离心式水力发电系统的主视图；图2为本技术水电站离心式水力发电系统的俯视图；图3为本技术水电站离心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至图3，对本技术的水电站离心式水力发电系统进行详细的说明。如图1所示，本实施例的水电站离心式水力发电系统，具有与水电站主坝体配合使用的用于水力发电的离心式发电塔10，发电塔10外表面从上而下固设有用于加速流入发电塔10水流的全封闭渐扩式螺旋水道11，螺旋水道11内沿着螺旋方向均匀固设有若干用于将流入发电塔11水流的动能转化成电能的水力涡轮机发电机组12。螺旋水道11内设有若干与水力涡轮机发电机组12适配的涡轮机半屏U型槽13U型槽13起到用于阻止水流逆势的作用。水力涡轮机发电机组12靠近流入水流一侧固设有用于使流入水流沿着水力涡轮机发电机组12的叶片切线方向流动的反射角单元14和固设于靠近水力涡轮机发电机组12另一侧的用于对流经反射角单元14的水流进行引导流向的导流墙15。一优选实施例中，导流墙15为设于水力涡轮机发电机组12下游1～2米处的导流墙15。螺旋水道11具有上道壁和下道壁，导流墙15的上下端分别与螺旋水道11的上道壁和下道壁固定连接。发电塔10顶部设有用于流入水流的进水口16。水力发电系统具有若干用于实现水电站的主坝体与进水口16贯通的空中渡槽17。水电站主坝体内的全封闭式水道19内设有二用于控制水电站的水库水流进入所述空中渡槽流量的柱状阀18。发电塔10内设有用于将经由发电塔10产生的电能集中管理的发电机房110。如图3所示，发电塔10上设有用于将经由螺旋水道11末端固设位于所述水电站水库水面以下的用于维持螺旋水道11末端的使用寿命的缓冲区20。缓冲区20具有直接流入流经水力涡轮机发电机组12的水流的第一缓冲单元21、用于流入经由第一缓冲单元21缓冲的落水洞口22、与第一缓冲单元21一体成型且与落水洞口22贯通的L形第二缓冲单元23和用于流出经由第二缓冲单元23缓冲的出水口24。螺旋水道11末端固设有用于将螺旋水道11、空中渡槽17和水电站主坝体的水道19抽成真空状态的真空泵30，利用水电站水库中的水压和螺旋水道11、空中渡槽17和水电站主坝体的水道19内压差将水电站水库中水吸入水力发电系统进行水力发电。一实施例中，设江河激流秒流量1万立方米、洪峰期20～45天、流量14300立方米/秒。枯水期80天以上、流量3200立方米/秒；丰水常态期145天～160天、秒流量9000立方米/秒～1.1万立方米/秒。落差＞200m高度河段360m。设电站坝高＞338m，蓄水高度＞328m，出水口高度200m,每孔出水2850立方米/秒，落水75度倾角，距离坝外河床水位0m线38m高度。螺旋离心式每座可装机20台以上。单台装机功率60万千瓦，工作压力6Kg/cm2，洪峰期可满足5条孔道连续机组发电；丰水期可满足3条孔道连续机组发电；枯水期可满足1条孔道连续机组发电。1)1200万千瓦/孔×5(孔)×30(天)×24小时＝6000万千瓦/432亿千瓦时(洪峰期)；2)1200万千瓦/孔×3(孔)×150(天)×24小时＝3600万千瓦/1296亿千瓦时(丰水期)；3)1200万千瓦/孔×1(孔)×60(天)×24小时＝172.8亿千瓦时(枯水期)。年发电量：432亿千瓦时+129本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种水电站离心式水力发电系统，其特征在于，具有一与水电站主坝体配合使用的用于水力发电的离心式发电塔，所述发电塔外表面从上而下固设有一用于加速流入所述发电塔水流的全封闭渐扩式螺旋水道，所述螺旋水道内沿着螺旋方向均匀固设有若干用于将流入所述发电塔水流的动能转化成电能的水力涡轮机发电机组。

【技术特征摘要】
1.一种水电站离心式水力发电系统，其特征在于，具有一与水电站主坝体配合使用的用于水力发电的离心式发电塔，所述发电塔外表面从上而下固设有一用于加速流入所述发电塔水流的全封闭渐扩式螺旋水道，所述螺旋水道内沿着螺旋方向均匀固设有若干用于将流入所述发电塔水流的动能转化成电能的水力涡轮机发电机组。2.如权利要求1所述的水电站离心式水力发电系统，其特征在于，所述螺旋水道内设有若干与所述水力涡轮机发电机组适配的涡轮机半屏U型槽。3.如权利要求1所述的水电站离心式水力发电系统，其特征在于，所述水力涡轮机发电机组靠近流入水流一侧固设有一用于使流入水流沿着所述水力涡轮机发电机组的叶片切线方向流动的反射角单元和一固设于靠近所述水力涡轮机发电机组另一侧的用于对流经所述反射角单元的水流进行引导流向的导流墙。4.如权利要求3所述的水电站离心式水力发电系统，其特征在于，所述导流墙为设于所述水力涡轮机发电机组下游1～2米处的导流墙。5.如权利要求1所述的水电站离心式水力发电系统，其特征在于，所述发电塔顶部设有一用于流入水流的进水口，所述水力发电系统具有若干用于实现所述水电站的主坝体与所述进水口贯通的空中渡槽。6.如权利要求5所述的水电站离心式水力发...

【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：新型
国别省市：上海,31