一种尾水水力发电系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种尾水发电系统及方法，属于尾水发电技术领域。包括排水管道、虹吸井、尾水发电机构、排水机构、液位测量装置、潮位测量装置和控制器；排水管道与虹吸井连通，虹吸井与排水机构连通；虹吸井与尾水发电机构连通，尾水发电机构与排水机构连通；液位测量装置用于测量虹吸井的液位，潮位测量装置用于测量外海潮位，控制器用于根据虹吸井的液位和外海潮位控制排水机构和尾水发电机构的工作状态；能够在不影响直流冷却水正常排水系统的情况下，利用尾水进行发电，避免资源浪费；减少了排水时造成的泡沫污染，保护了环境。解决现有技术中存在的“排水时造成泡沫污染，利用尾水发电影响直流冷却水排水系统正常运行”的问题。的问题。的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种尾水水力发电系统及方法


[0001]本申请涉及尾水发电
，特别是涉及一种尾水水力发电系统及方法。

技术介绍

[0002]本部分的陈述仅仅是提到了与本申请相关的
技术介绍
，并不必然构成现有技术。
[0003]我国滨海核电厂、火电厂大都采用海水直流冷却，即从大海取海水经循环水泵升压后，送至凝汽器换热，换热后的海水排入大海，凝汽器的安装位置高，为降低循环水泵扬程，在循环水排水管道上设置有虹吸井及溢流堰，虹吸利用高度为溢流堰上水位与凝汽器最高点高差结合水力阻力，一般不大于7m。海水潮位变幅大，溢流堰处大都处于跌落流状态，我国滨海单台百万核电机组直流冷却水量均值约58m/s，按照平均可利用水头4m计算，有约2.2MW能量可回收利用，可有效降低机组厂用电率。同时高的能量跌落差形成泡沫影响环境，大都核电厂额外采取投加消泡剂手段消除泡沫，带来经济和环境影响。
[0004]中国专利文献上：[1]，CN214887451U,一种水电站尾水发电装置，包括发电机。[2],CN113586314A,利用火电站直接空冷凝结水水头压能的发电系统，包括压力水管和箱式小水电站。[3]CN214577500U,一种利用循环水回水驱动水轮机发电装置，括循环水泵、凝汽器、虹吸井、水轮机、发电机。
[0005]其中[1]仅为一种装置，包括发电机及叶轮机构。[2]将凝结水通过压力水管汇集流入水轮机，水轮机运转带动发电机发电。[3]仅为一种装置，通过截止阀连接管道，水轮机与发电机采用对轮连接，驱动发电机将机械能转化为电能，直流冷却水虹吸井后通常采用涵道排水，截止阀不具备安装应用条件。尾水利用原则是不影响冷却水系统正常稳定运行，由于运行过程中截止阀需要启闭动作，存在故障无法开启的风险，缺乏此工况下的安全排水功能。
[0006]上述方法均无法对直流冷却水虹吸井尾水应用提供有效支撑。

技术实现思路

[0007]为了解决现有技术的不足，本申请提供了一种能够在不影响正常排水的情况下，利用尾水能量进行发电的尾水发电系统及方法。
[0008]第一方面，本申请提供了一种尾水水力发电系统；
[0009]一种尾水水力发电系统，包括排水管道、虹吸井、尾水发电机构、排水机构、液位测量装置、潮位测量装置和控制器；
[0010]所述排水管道与所述虹吸井连通，所述虹吸井与所述排水机构连通；所述虹吸井与所述尾水发电机构连通，所述尾水发电机构与所述排水机构连通；
[0011]所述液位测量装置用于测量所述虹吸井的液位，所述潮位测量装置用于测量外海潮位，所述控制器用于根据所述虹吸井的液位和所述外海潮位控制所述排水机构和所述尾水发电机构的工作状态。
[0012]通过采用上述技术方案，排水管道用于持续收集核电站的直流冷却水，排水机构
用于保证直流冷却水正常排出以及在尾水发电机构检修或故障等情况下排水，尾水发电机构用于尾水回收利用发电；根据外海潮位数据调整排水通道，高潮位时通过排水机构排水，低潮位时通过尾水发电机构发电；根据液位数据和外海潮位数据监控尾水发电机构的运行状态，能够保证直流冷却水排水机构的正常运行和排水安全，缓解外海潮位低时高跌差造成的排水泡沫；解决了现有技术中存在的排水时高差过大造成泡沫影响环境以及利用尾水发电影响正常的直流冷却水排水系统正常运行的问题。
[0013]进一步的技术方案，所述排水机构包括排出涵道和第一闸门；
[0014]所述排出涵道的一端与所述虹吸井连通，所述排出涵道的另一端设置有排出口闸门；
[0015]所述第一闸门设置于所述排出涵道与所述虹吸井的连通处。
[0016]优选的，所述尾水发电机构包括第一尾水利用涵道、水力发电机组和第二尾水利用涵道；
[0017]所述虹吸井与所述第一尾水利用涵道的一端连通，所述第一尾水利用涵道的另一端与所述水力发电机组的一端连通，所述水力发电机组的另一端与所述第二尾水利用涵道的一端连通，所述第二尾水利用涵道的另一端与所述排出涵道连通；
[0018]所述虹吸井与所述第一尾水利用涵道的连通处设置有第二闸门，所述第二尾水利用涵道与所述排出涵道的连通处设置有第三闸门。
[0019]通过采用上述技术方案，第二闸门和第三闸门用于水力发电机组检修隔离，第一尾水利用涵道用于引接直流冷却水，第二尾水利用涵道用于排放经过水力发电后的尾水。
[0020]进一步的技术方案，还包括溢流堰板；
[0021]所述溢流堰板设置于所述虹吸井，所述溢流堰板位于所述虹吸井与所述排水机构连通处、所述虹吸井与所述尾水机构连通处的上方。
[0022]通过采用上述技术方案，溢流堰板用于使得各种潮位下直流冷却水排水管道处于淹没状态。
[0023]进一步的技术方案，所述虹吸井的侧壁开设有溢流口、所述溢流口位于所述尾水发电机构与所述虹吸井连通处和所述排水机构与所述虹吸井连通处的上方；
[0024]所述虹吸井通过所述溢流口连通有溢流涵道。
[0025]通过采用上述技术方案，当闸门设备故障时且虹吸井内液位很高时，通过溢流涵道进行排水。
[0026]优选的，所述溢流涵道远离所述溢流口的一端设置有第四闸门。
[0027]通过采用上述技术方案，通过第四闸门控制溢流涵道的通断，当排水机构足以满足直流冷却水的正常排水需求时，可以关闭溢流涵道，避免资源浪费。
[0028]通过采用上述技术方案，当排水机构和尾水发电机构出现故障或虹吸井内液位过高时，通过溢流口和溢流涵道保证直流冷却水的排出。
[0029]第二方面，本申请提供了一种尾水水力发电方法；
[0030]一种尾水水力发电方法，包括：
[0031]获取虹吸井的液位信息和外海潮位信息；
[0032]根据外海潮位信息，发出操作指令以控制排水机构和尾水发电机构的工作状态。
[0033]通过采用上述技术方案，能够根据外海潮位信息和液位信息自动控制排水机构和
尾水发电机构的工作，保障直流冷却水排水系统的正常运行。
[0034]进一步的技术方案，当所述外海潮位信息高于设定值，发出操作指令以控制第一闸门、第二闸门、第三闸门和排出口闸门开启，水轮发电机组关闭；
[0035]当所述外海潮位信息低于设定值，发出操作指令以控制第二闸门、第三闸门和水轮发电机组开启，第一闸门和排出口闸门关闭。
[0036]进一步的技术方案，还包括：根据虹吸井的液位信息，发出操作指令以控制第四闸门的工作状态。
[0037]进一步的技术方案，还包括：根据虹吸井的液位信息和外海潮位信息，监控所述水力发电机组的运行状态。
[0038]通过采用上述技术方案，根据虹吸井的液位信息和外海潮位信息的差值，根据水力发电机组的运行参数，判断水力发电机组的运行状态，保障水力发电机组的正常运行。
[0039]与现有技术相比，本申请的有益效果是：
[0040]1、排水机构用于保证直流冷却水正常排出以及在尾水发电机构检修或故障等情况本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种尾水水力发电系统，其特征是，包括排水管道、虹吸井、尾水发电机构、排水机构、液位测量装置、潮位测量装置和控制器；所述排水管道与所述虹吸井连通，所述虹吸井与所述排水机构连通；所述虹吸井与所述尾水发电机构连通，所述尾水发电机构与所述排水机构连通；所述液位测量装置用于测量所述虹吸井的液位，所述潮位测量装置用于测量外海潮位，所述控制器用于根据所述虹吸井的液位和所述外海潮位控制所述排水机构和所述尾水发电机构的工作状态。2.如权利要求1所述的尾水水力发电系统，其特征是，所述排水机构包括排出涵道和第一闸门；所述排出涵道的一端与所述虹吸井连通，所述排出涵道的另一端设置有排出口闸门；所述第一闸门设置于所述排出涵道与所述虹吸井的连通处。3.如权利要求2所述的尾水水力发电系统，其特征是，所述尾水发电机构包括第一尾水利用涵道、水力发电机组和第二尾水利用涵道；所述虹吸井与所述第一尾水利用涵道的一端连通，所述第一尾水利用涵道的另一端与所述水力发电机组的一端连通，所述水力发电机组的另一端与所述第二尾水利用涵道的一端连通，所述第二尾水利用涵道的另一端与所述排出涵道连通；所述虹吸井与所述第一尾水利用涵道的连通处设置有第二闸门，所述第二尾水利用涵道与所述排出涵道的连通处设置有第三闸门。4.如权利要求1所述的尾水水力发电系统，其特征是，还包括溢流堰板；所述溢流堰板设置于所述虹吸...

【专利技术属性】
技术研发人员：张正楼，余克勤，张继玉，邢晓峰，吴双，汤建明，陶征，文林强，罗奇蔚，周清利，
申请(专利权)人：山东核电有限公司，
类型：发明
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