水下涵道式水力发电系统技术方案

本发明专利技术属于能源技术领域，涉及水下涵道式水力发电系统，包括置于水面以下的涵道式U型管道以及水上漂浮安装平台(1001)，用于固定所述涵道式U型管道；升降管(1002)，其下端固定安装在水底地面，上端与所述水上漂浮安装平台(1001)连接；固定于所述涵道式U型管道内的涵道式无铁芯水流发电机(1007)；固定于所述涵道式U型管道内的水泵(1009)。本发明专利技术能够在江河湖海以及普通水库中建设并发电，节约抽水蓄能水电站的建设资金和土地资源，直接增加国家电网的装机总容量，随时随地为国家电网输送清洁的高品位电能，助力中国政府在应对气候变化的行动中，提前实现碳达峰、碳中和的国家自主贡献的既定目标。献的既定目标。献的既定目标。

【技术实现步骤摘要】
水下涵道式水力发电系统


[0001]本专利技术涉及水力发电
，具体涉及涵道式无铁芯水流发电机，以及利用涵道式无铁芯水力发电机的发电系统，尤其是水下涵道式水力发电系统。

技术介绍

[0002]常规水力发电站主要由拦水水坝、输水水道、冲击式水轮机、发电机组、输配电线路等组成。但是建设水力发电站的地理条件要求非常高，而且施工周期长，投资金额大，回收时间长等。水力发电站是利用水的势能转换为电能的一种发电系统，除了水力发电站外，还有依靠地理位置的高低落差修建一个上游水库，人工制造一种水力势能的抽水蓄能发电系统。每当半夜电力系统进入低谷负荷时，抽水蓄能水电站的可逆变的抽水、发电两用机组，以消耗100％的电网电能，把下水池水库的水抽排到上水池的水库中。白天在电力系统进入高峰负荷时，抽水蓄能水电站排出上水池水库的水能，形成一种水力势能进行水力发电，以70
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80％的能量转换效率向电力系统输送。既然人们可以把下水池水库的水泵送到上水池水库，人工制造这种八两换半斤的水力势能用于发电，我们为什么不能反其道而行之，设计一种涵道式 U型管道结构，下沉到水库的整体水域里，把抽水机的功能设置在涵道式U型管道出水口的位置，直接将水流抽排到水面上，人工创造一种能够消除水泵扬程阻力，利用水流自然流动的特性，产生重力加速度的一种水力势能的发电系统呢。
[0003]本专利技术提供一种既可以增加国家电网的装机总容量，又能保持蓄能状态的水下涵道式水力发电系统。

技术实现思路

[0004]水流具有一种流动的物质能量，静止的水面不会产生水力势能，而整个水体流域的深度，将会形成一种水力势能的能量场。为了实现上述目标，本专利技术提供一种涵道式水力发电系统，其中包括：水面漂浮安装平台结构、涵道式U型管道结构、涵道式无铁芯水流发电机以及涵道式无铁芯输水水泵；
[0005]所述水面漂浮安装平台，主要由水面平台和水面漂浮安装平台底层结构组成，是一种水下涵道式水力发电系统的基础结构，能够承载多个涵道式U型管道的水面漂浮安装平台；
[0006]所述涵道式U型管道结构，由设定的一根进水管和一根回水管，经管道底部的管道连接技术，对接为一根垂直于水下的U型管道，所述涵道式U型管道结构，是一种承载涵道式无铁芯水流发电机以及涵道式无铁芯输水水泵的安装载体；
[0007]所述涵道式无铁芯水流发电机，是根据反击式全贯流水轮机的机械原理，进而专利技术的一种开放式前后通透的涵道式无铁芯水流发电机，所述涵道式无铁芯水流发电机，是水下涵道式水力发电系统的核心技术，而且，完全可以代替传统水力发电
的，反击式全贯流水轮机的机械传动功能，对于反击式全贯流水轮机的技术原理，本说明书也就不在进行陈述了，所述涵道式无铁芯水流发电机，设置于所述涵道式U型管道的底部位置，能
够利用所述涵道式U型管道内形成的水力势能、压力势能，进行水下发电。
[0008]所述涵道式无铁芯输水水泵，是所述涵道式无铁芯水流发电机的逆变工况，也是水下涵道式水力发电系统的关键设备，设置于涵道式U型水流管道出水口水面之下的位置，能够在所述涵道式U型管道内，将进入所述涵道式U型管道内流动的水流输送到水面上，代替传统潜水泵的抽水作用。
[0009]优选的，所述水面漂浮安装平台结构还包括，水面漂浮安装平台、升降管、管道固定件、第二管道连接件、进水管碗状拦污网、进水管、涵道式无铁芯水流发电机、底层平台连接件、涵道式无铁芯输水水泵、回水管、水面漂浮安装平台底层结构、水下输出电缆。具体的，所述水面漂浮安装平台为两层平台结构，所述升降管是下沉式水下发电系统的基础，固定安装在水库库底的地面上，所述水面漂浮安装平台底层结构与所述升降管滑动连接，所述水面漂浮安装平台与所述升降管滑动连接，所述底层平台连接件将水面漂浮安装平台底层结构与水面漂浮安装平台锁定为一个整体；
[0010]具体的，所述进水管与所述回水管，对接为一根垂直于水下的所述涵道式U型管道结构，所述进水管碗状拦污网的碗底与所述进水管的进水口连接，进一步的，所述进水管碗状拦污网碗口连接在所述水面漂浮安装平台底层结构的底部，所述回水管连接在所述水面漂浮安装平台底层结构的底部；
[0011]具体的，所述第一管道固定件的一端设置于所述回水管上，所述第一管道固定件的另一端设置于所述进水管上，所述第二管道固定件的一端，固定在一根所述进水管上，所述第二管道固定件的另一端与相邻的一根所述回水管交叉连接，形成一种多个所述涵道式U型管道结构的安装体；进一步的，能够将多个水面漂浮安装平台连接在一起，增加水面漂浮安装平台的稳定性和机械强度。
[0012]具体的，所述涵道式U型管道结构，能够在U型管道进水管的底部位置，安装涵道式无铁芯水流发电机，该水流发电机能够利用U型管道内形成的水力势能转换为电能；所述涵道式U型管道结构，能够在U型管道出水口的位置下，安装涵道式无铁芯输水水泵，该输水水泵能够在无重力流的条件下，轻松排出所述涵道式U型管道结构内的水流。
[0013]优选的，所述涵道式无铁芯水流发电机还包括：主轴、主轴第一固定环、壳体第一固定件、环形壳体、定子绕组曲面磁轭铁、定子绕组线圈、转子永磁铁、转子永磁铁承载件、壳体第二固定件、主轴第二固定环、转子第一石墨轴承、管道法兰安装螺栓、主轴轴承定位套、石墨轴承环形安装套、永磁转子导水叶片、定子绕组导线、环形壳体法兰、转子第二石墨轴承。
[0014]具体的，所述主轴第一固定环套置于所述主轴上，所述壳体第一固定件的一端，与所述主轴第一固定环连接，所述壳体第一固定件的另一端，与所述环形壳体连接，形成一个十字交叉的通透性结构，所述主轴第二固定环套置于所述主轴的另一端，所述壳体第二固定件的一端，与所述主轴第二固定环连接，将所述壳体第二固定件的另一端，与所述环形壳体连接，形成第二个十字交叉的通透性结构，进一步的，将所述管道法兰安装螺栓，设置于所述环形壳体上，能够与所述进水管和回水管进行连接。
[0015]具体的，所述转子第一石墨轴承套置于所述主轴上，所述主轴轴承定位套套置于所述主轴上，所述转子第二石墨轴承，套置于所述主轴上，所述石墨轴承环形安装套，套置于所述转子第一石墨轴承和所述转子第二石墨轴承上。
[0016]具体的，所述定子绕组曲面磁轭铁是一个多级部件，与所述定子绕组线圈的数量相等，所述定子绕组线圈，是由所述定子绕组漆包线缠绕多个线圈组成，由于定子绕组采用无铁芯结构，磁场气隙过大，设置曲面磁轭铁能够约束磁力线向定子绕组线圈外扩散，使磁场磁力线束，集中在所述定子绕组线圈周围，起到一种磁屏蔽的作用，进一步的，将灌注后的无铁芯定子绕组结构，设置于环形壳体的内壁上。
[0017]具体的，所述转子永磁铁，由多个永磁铁组成，按照N极S极的顺序将多个永磁铁，设置于所述转子永磁铁环形承载件的外壁上，所述永磁转子导水叶片的外端，设置于所述环形承载件的内壁上，所述永磁转子导水叶片的内端，设置于所述石墨轴承环形安装套的外壁上。
[0018]优选的，所述涵道式无铁芯输水水泵，是水下涵道式水力本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.水下涵道式水力发电系统，其特征在于，包括：水面漂浮安装平台(1001)、升降管(1002)、进水管(1006)、涵道式无铁芯水流发电机(1007)、底层平台连接件(1008)、涵道式无铁芯输水水泵(1009)、回水管(10010)、水面漂浮安装平台底层结构(10011)，所述升降管(1002)固定安装在水底地面上，所述水面漂浮安装平台底层结构(10011)与所述升降管(1002)滑动连接，所述水面漂浮安装平台(1001)与所述升降管(1002)滑动连接，所述底层平台连接件(1008)将所述水面漂浮安装平台底层结构(10011)与所述水面漂浮安装平台(1001)锁定为一个整体，所述水下涵道式水力发电系统还包括涵道式U型管道结构，将所述进水管(1006)与所述回水管(10010)对接为一根垂直于水面的涵道式U型管道，所述涵道式U型管道承载所述涵道式无铁芯水流发电机(1007)以及所述涵道式无铁芯输水水泵(1009)。2.根据权利要求1所述的水下涵道式水力发电系统，其特征在于，还包括进水管碗状拦污网(1005)，所述进水管碗状拦污网(1005)的碗口部连接在所述水面漂浮安装平台底层结构(10011)的底部，碗底部与所述进水管(1006)的进水口连接，所述水面漂浮安装平台底层结构(10011)的底部与所述回水管(10010)的出水口连接。3.根据权利要求1所述的水下涵道式水力发电系统，其特征在于，还包括第一管道固定件(1003)、第二管道连接件(1004)，所述第一管道固定件(1003)的一端连接在所述回水管(10010)上，另一端连接在所述进水管(1006)上；所述第二管道连接件(1004)的一端连接在所述进水管(1006)上，另一端连接在相邻的一根所述回水管(10010)上，形成多个所述涵道式U型管道结构的连接体。4.根据权利要求1所述的水下涵道式水力发电系统，其特征在于，所述涵道式无铁芯水流发电机(1007)设置于所述进水管(1006)的底部位置上，所述涵道式无铁芯输水水泵(1009)设置于所述回水管(10010)出水口下方的位置上。5.根据权利要求4所述的水下涵道式水力发电系统，其特征在于，所述涵道式无铁芯水流发电机(1007)，包括：主轴(1)、主轴第一固定环(2)、壳体第一固定件(3)、环形壳体(4)、壳体第二固定件(9)、主轴第二固定环(10)、管道法兰安装螺栓(12)，所述主轴第一固定环(2)套置于主轴(1)上，所述壳体第一固定件(3)的一端与所述主轴第一固定环(2)连接；所述壳体第一固定件(3)的另一端连接在所述环形壳体(4)...

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