一种阶梯式水力发电系统技术方案

本实用新型专利技术属于水力发电技术领域，公开了一种阶梯式水力发电系统，包括水坝，所述水坝的内部开设有腔体，所述水坝的一侧顶部设置有进水口，另一侧底部设置有出水口，所述进水口和出水口均与腔体相通；所述腔体内由上至下依次设置若干个水渠，位于最上层的水渠的进水端设置在所述进水口的下方，位于最下层的水渠的出水端设置在所述出水口的上方；相邻上层的水渠的出水端与相邻下层的水渠的进水端之间设置有水力发电机构；所述水渠的横截面呈圆弧形。以组成阶梯式结构来将水的重力势能分阶段转化为动能，逐层冲击水力发电机构中的涡扇，由此避免重力势能在短间内全部转化为动能，同时能够避免水流速度过快而对涡扇造成损伤、甚至破坏。至破坏。至破坏。

【技术实现步骤摘要】
一种阶梯式水力发电系统


[0001]本技术属于水力发电
，具体涉及一种阶梯式水力发电系统。

技术介绍

[0002]电能是现代工业生产、科学技术研究及人民生活等各个领域方面的主要能源与动力。随着社会的进步与发展，人们对电能的需求与日俱增，常常会造成电能供应紧张、短缺等问题。因此，电能的获取显得格外重要。
[0003]如今，常见的发电形式有火力、水力、核等。其中，水力发电因具有可再生、无污染，成本低廉、高效灵活等优点被人们所推崇。然而，由于现代水电工程建造巨大以及材料、结构设计的不完善性，导致其存在着材料消耗高、水利用率低，承重小，受单个水轮机影响大等问题。
[0004]例如，三峡水利工程总用材混凝土浇筑2794万立方米，钢筋制安46.30万吨，金属结构制安25.65万吨。采用新的碾压式加入水泥砂浆虽然能够使大坝混凝土各项指标均提高4％到15％，但是随之而来的是高成本和高耗材。并且，其使用的26台70万千瓦的水轮机因为质量惯性大，在刚刚开启时会浪费大量的水能资源。所以解决这些问题是十分必要的。

技术实现思路

[0005]本技术在于提供一种阶梯式水力发电系统，用于解决现在水利工程中存在耗材成本高、能量转化效率低、过水量小等的问题。
[0006]本技术是通过以下技术方案来实现的：
[0007]一种阶梯式水力发电系统，包括水坝，所述水坝的内部开设有腔体，所述水坝的一侧顶部设置有进水口，另一侧底部设置有出水口，所述进水口和出水口均与腔体相通；所述腔体内由上至下依次设置若干个水渠，位于最上层的水渠的进水端设置在所述进水口的下方，位于最下层的水渠的出水端设置在所述出水口的上方；相邻上层的水渠的出水端与相邻下层的水渠的进水端之间设置有水力发电机构；所述水渠的横截面呈圆弧形。
[0008]所述水坝包括水坝平台和水坝斜坡，位于所述水坝斜坡处的水渠的长度由上至下逐渐变长。
[0009]相邻水渠之间的高度由上至下逐渐增加。
[0010]所述水渠的进水端均高于出水端。
[0011]还包括供排水机构，所述供排水机构包括供水机、供水管道、排水机和排水管道，所述供水管道的一端与所述供水机相连，另一端通过供水旁路分别与每个所述水渠进水端相连；所述排水管道的一端与所述排水机相连，另一端通过排水旁路分别与每个所述水渠进水端相连。
[0012]位于最上层的水渠的顶部通过支撑柱与所述水坝的顶部内侧相连，位于下层的水渠的顶部均通过支撑柱与相邻上层的水渠的底部相连。
[0013]所述进水口上设置有闸门。
[0014]所述水力发电机构的额定功率为10000kW。
[0015]与现有技术相比，本技术的有益效果是：
[0016]本技术通过在水坝腔体内设置由上至下叠放的若干个水渠，在水自进水口进入到水坝腔体内后，先到达位于最上层的水渠的进水端，然后流经至其出水端并通过水力发电机构进入到相邻下层水渠的进水端，以此类推，直至抵达最下层的水渠的出水端，最后自出水口排出。以组成阶梯式结构来将水的重力势能分阶段转化为动能，逐层冲击水力发电机构中的涡扇，由此避免重力势能在短间内全部转化为动能，同时能够避免水流速度过快而对涡扇造成损伤、甚至破坏。并且与大量混凝土填充构造成的直流式系统相比，通过由若干个水渠组成的阶梯式系统不但距离短、用料少、成本低，且在同一时间内通过的流量更多。另外，与传统直流式使用的单个较大的水力发电机构相比，使用多个较小的水力发电机构不但可以大大降低突发故障，进而降低对发电效率的影响；还因为较小的水力发电机构质量惯性小，而相应的启动时间短，由此可以充分利用水能。
附图说明
[0017]图1为本技术的立体图；
[0018]图2为本技术的侧视图；
[0019]图3为本技术的另一侧视图；
[0020]图中，1
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闸门、2
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排水管道、3
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水力发电机构、4
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水渠、5
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支撑柱、6
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排水机、7
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供水管道、8
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供水机。
具体实施方式
[0021]下面结合附图对本技术进行详细的说明。
[0022]在本技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。
[0023]术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本技术的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
[0024]在本技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
[0025]本技术提供一种阶梯式水力发电系统，参见图1，包括水坝，所述水坝的内部开设有腔体，所述水坝的一侧顶部设置有进水口，另一侧底部设置有出水口，所述进水口和出水口均与腔体相通；所述腔体内由上至下依次设置若干个水渠4，位于最上层的水渠4的进水端设置在所述进水口的下方，位于最下层的水渠4的出水端设置在所述出水口的上方；
相邻上层的水渠4的出水端与相邻下层的水渠4的进水端之间设置有水力发电机构3；所述水渠4的横截面呈圆弧形。
[0026]本技术通过在水坝腔体内设置由上至下叠放的若干个水渠4，在水自进水口进入到水坝腔体内后，先到达位于最上层的水渠4的进水端，然后流经至其出水端并通过水力发电机构3进入到相邻下层水渠4的进水端，以此类推，直至抵达最下层的水渠4的出水端，最后自出水口排出。以组成阶梯式结构来将水的重力势能分阶段转化为动能，逐层冲击水力发电机构3中的涡扇，由此避免重力势能在短间内全部转化为动能，同时能够避免水流速度过快而对涡扇造成损伤、甚至破坏。并且与大量混凝土填充构造成的直流式系统相比，通过由若干个水渠4组成的阶梯式系统不但距离短、用料少、成本低，且在同一时间内通过的流量更多。水力发电机构3位于每个水渠4下，负责收集水能。另外，与传统直流式使用的单个较大的水力发电机构3相比，使用多个较小的水力发电机构3不但可以大大降低突发故障，进而降低对发电效率的影响；还因为较小的水力发电机构3质量惯性小，而相应的启动时间短，由此可以充分利用水能。
[0027]优选的，所本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种阶梯式水力发电系统，其特征在于，包括水坝，所述水坝的内部开设有腔体，所述水坝的一侧顶部设置有进水口，另一侧底部设置有出水口，所述进水口和出水口均与腔体相通；所述腔体内由上至下依次设置若干个水渠(4)，位于最上层的水渠(4)的进水端设置在所述进水口的下方，位于最下层的水渠(4)的出水端设置在所述出水口的上方；相邻上层的水渠(4)的出水端与相邻下层的水渠(4)的进水端之间设置有水力发电机构(3)；所述水渠(4)的横截面呈圆弧形。2.根据权利要求1所述的阶梯式水力发电系统，其特征在于，所述水坝包括水坝平台和水坝斜坡，位于所述水坝斜坡处的水渠(4)的长度由上至下逐渐变长。3.根据权利要求1或2所述的阶梯式水力发电系统，其特征在于，相邻水渠(4)之间的高度由上至下逐渐增加。4.根据权利要求3所述的阶梯式水力发电系统，其特征在于，所述水渠(4)的进水端均高...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙平，
申请(专利权)人：孙平，
类型：新型
国别省市：