本发明专利技术属于抽水蓄能发电领域，尤其涉及一种循环抽水蓄能发电装置，用本发明专利技术改进后的水轮机，克服了原来的缺点，一种循环抽水蓄能发电装置，包括高位水池、通过用以出水的方形管道与高位水池连通的低位水池，所述的低位水池又通过上水管道与高位水池连通，所述的方形管道内安装有水轮机，所述的方形管道至少两个，相邻的方形管道之间通过管道连接器连通，所述的方形管道进口通过下水管道与高位水池连通，所述的方形管道出口通过出水阀门与低位水池连通，优点是：水轮机运行更加稳定，效率更高，由于制作安装均在地面上，所以制作安装维修更加安全方便，造价低廉，因此经过改进后的这套装置，完全适合兆瓦级以上大型机组的使用，可加快绿色能源的进程。
【技术实现步骤摘要】
一种循环抽水蓄能发电装置
[0001 ] 本专利技术属于抽水蓄能发电领域，尤其涉及一种循环抽水蓄能发电装置。
技术介绍
抽水蓄能电站也叫循环水电站，主要由两个高落差的水库组成。上库放水发电,下库储水后再抽回上库。其功能是:白天用电高峰时，将上水库的水放至下水库，将势能转化为电能，输入电网；夜里用电低谷时，又将下水库的水抽回到上水库，将电能以势能形式存储下来。然而，这种由电能一水能一电能的转换过程损耗较大，因此，它仅用于峰谷电价的调节、调频、调幅等辅助用电手段。根据恒定流的连续性原理，并以“循环抽水蓄能发电装置”为名，于2009年9月29日申请了技术专利，专利号为:200920223871.4。该专利的特征是:用市电将低位水箱的水抽到高位水箱储存，储满后断开市电电源，打开出水阀门，将高位水箱的水通过方形管道排到低位水箱，方形管道里安装多台水轮机，管道外部安装多台增速机，且增速机与发电机相连。所述水轮机由安装在中心轴上的叶片组成。该叶片分为不做功叶片和做功叶片两部分。所述中心轴的两头超过叶片边缘的部分，固定安装有方形铁框，该方形铁框上下边小于叶片的边，左右边大于叶片的边。当遇到水的冲击力时，叶片呈垂直状，下边被铁框的边挡着，此时叶片呈做功的状态。当遇到回旋阻力时，由于水的反方向的冲力，叶片向上抬起近90度成平行状态，极大地降低了流体的回旋阻力。方形管道通过设置在其内部的水道与水轮机连通。水流推动水轮机转动，带动发电机发电。然后打开自发电电源，继续将水抽到高位水箱。上水管的流量和下水管的流量相同，且高位水箱始终保持一个恒定水位。本专利尽可能合理地利用流体能发电，水能转化效率高。通过四年的制作实验，收到了预期的效果。但实践中也发现存在如下缺点:⑴同一个单位时间里，水轮机呈完全做功状态的叶片只有一个，太少，水轮机运行不够稳定。⑵不做功叶片为一轮盘，水的压力增大时，轮盘受到了水的径向压力，影响水轮机的转速。⑶上下底板为钢板，当跨度增大时钢板易变形。⑷平时，水轮机叶片维修需要将方形管道的上盖板打开，小型机组不受影响，而大型机组维修需要动用吊车等大型设备，维修不方便。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术中的不足而提供一种运行稳定，造价低廉的循环抽水蓄能发电装置。本专利技术的目的是这样实现的: 一种循环抽水蓄能发电装置，包括高位水池、通过用以出水的方形管道与高位水池连通的低位水池，所述的低位水池又通过上水管道与高位水池连通，所述的方形管道内安装有水轮机，所述的方形管道至少两个，相邻的方形管道之间通过管道连接器连通，所述的方形管道进口通过下水管道与高位水池连通，所述的方形管道出口通过出水阀门与低位水池连通，所述的方形管道是由下底板、上盖板和中间正方形方框组成，所述的下底板和中间正方形方框之间以及上盖板与中间正方形方框均通过紧固螺栓固定连接。所述的每个方形管道内均贯穿有一弯形水道，所述的弯形水道的进口与下水管道连通，所述的弯形水道的出口与出水阀门连通。所述的弯形水道的弧形边缘是与水轮机叶片轨迹对应的弧形结构。所述的水轮机包括水轮机中心轴、钢圈、门式叶片、铁箍、钢圈支架，所述的钢圈支架为钢板或者钢条结构，所述的钢圈支架以水轮机中心轴为中心圆周均匀布置，所述的圆周均匀布置的钢圈支架端部通过铁箍焊接在一起，所述的钢圈与铁箍同圆心布置，所述的钢圈的直径小于铁箍的直径，所述的钢圈与钢圈支架之间也通过焊接的方式连接，所述的门式叶片均匀的布置在钢圈与铁箍之间。所述的钢圈支架与下底板之间设置有一用以支撑钢圈支架的橡胶轮，所述的橡胶轮嵌入至钢圈支架内。所述的高位水池与地位水池之间还连通有一备用水道，所述的备用水道入口端通过阀门一与下水管道连通，所述的备用水道中间部位通过阀门二与管道连接器连通。所述的下底板、上盖板和中间正方形方框均为水泥板，所述的上盖板中心部位设置有与水轮机中心轴对应的中心轴孔，所述的水轮机中心轴穿过中心轴孔后与一主动齿轮同轴连接，所述的主动齿轮与一被动齿轮哨合，所述的被动齿轮与一增速机通过齿轮中心轴同轴连接，所述的增速机与一发电机连接。所述的水轮机中心轴通过一中心轴支架进行支撑，所述的水轮机中心轴与中心轴支架之间安装有轴承一，所述的齿轮中心轴通过一齿轮钢支架支撑，所述的齿轮中心轴与齿轮钢支架之间安装有轴承二。所述的被动齿轮外部设置有齿轮防尘罩，所述的被动齿轮外端部还设置有齿轮拉线。所述的上盖板上设置有用以排气或者排水的孔。本专利技术先对与现有技术具体分析如下: 1.采用水泥预制方形管道。该方形管道由两块正方形空心水泥预制板与夹在中间同样大小的水泥预制方框通过紧固件组合而成。该方形管道放在地面上，省去了其支架和横梁的制作。这种水泥预制方形管道容易制作，跨度大、造价低，而且便于安装。2.不做功叶片由轮盘改为钢圈。该钢圈通过钢支架与中心轴相连，其特点是极大地降低了水的径向压力。同时，该钢圈的半径还可作为水轮机转轮的杠杆，半径越长做功的力就越大，半径的长短可根据实际情况而定，同样钢圈的高低也可根据实际情况而定。3.在每个钢支架的中间部位与下底板之间安装一个橡胶轮。该橡胶轮与水轮机同步运转。其优点是作为水轮机重力的支点，可减轻水轮机对中心轴的压力。4.中心轴由钢结构支架托起，在穿过方形管道的连接处安装有水封。5.水轮机运行过程中，钢圈与上盖板和下底板之间有一个缝隙，水可以从这里流出而不做功。解决的方法是，在缝隙里各安装一个转盘，其优点是在水轮机运行不受影响的同时消除了缝隙，从而起到了节水的效果。6.水轮机叶片采用门式活动叶片。该叶片均匀固定地安装在钢圈的边缘，而且这种叶片制作容易，安装方便。7在叶片的外侧安装两道铁箍，该铁箍加固了叶片，增大了叶片承受水流的冲击力，同时还可作为叶片的限位器。水轮机运行时，由于水的冲击力，门式叶片自动关闭，叶片开始做功。当遇到水的回旋阻力时，门式叶片自动打开，叶片紧贴着铁箍，与流向相同，极大地降低了水流的阻力。8增设齿轮传动。在水轮机中心轴的上边安装主动齿轮，并与被动齿轮相齿合。被动齿轮的直经大于方形管道的直经。该齿轮由钢结构支架托起，中心轴的下面安装増速机并与发电机相连。中心轴在穿过齿轮的上边与齿轮间安装有拉线，该拉线可减轻齿轮的承重力。主动齿轮、被动齿轮的边缘安装有防尘罩。增设齿轮传动的优点是，I改变了水能传输的方向，可将增速机、发电机安装在地面上。2在水能转化为机械能时，由杠杆的原理可知，增大了被动齿轮的扭矩，起到了扩能的效果。9增设排气孔。由于方形管道里面空间较大，储水时空气排不出，容易形成气蚀，影响水轮机的运行。所以，在方形管道的上边增设排气孔，就可将气体从这里排出。同时，该气孔在水轮机维修时又可作为排水孔使用。10将水道由直变弯，即改成S型。这样做的目的，就是由原来同一个单位时间里一个叶片做功，改为同一个单位时间里三个叶片做功，从而增加了水轮机运行的稳定性，工作效率更闻。11.方形管道与方形管道之间采用管道连接器连接。该管道连接器制作容易，安装拆卸方便。如果对水轮机叶片进行维修，只需将该管道连接器打开，并将其拆卸下来，人就可以从这里进入方形管道进行维修。12.铺设备用水道。在方形管道的一侧铺设一条与上水管横截面积同样大的钢管，作为备用水道，并与方形管道相连，在连接处本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种循环抽水蓄能发电装置，包括高位水池（1）、通过用以出水的方形管道（3）与高位水池（1）连通的低位水池（12），所述的低位水池（12）又通过上水管道（7）与高位水池（1）连通，所述的方形管道（3）内安装有水轮机（9），其特征在于：所述的方形管道（3）至少两个，相邻的方形管道（3）之间通过管道连接器（10）连通，所述的方形管道（3）进口通过下水管道（2）与高位水池连通（1），所述的方形管道（3）出口通过出水阀门（13）与低位水池（12）连通，所述的方形管道（3）是由下底板（23）、上盖板（24）和中间正方形方框（25）组成，所述的下底板（23）和中间正方形方框（25）之间以及上盖板（24）与中间正方形方框（25）均通过紧固螺栓（29）固定连接。
【技术特征摘要】
1.一种循环抽水蓄能发电装置，包括高位水池(I)、通过用以出水的方形管道(3)与高位水池(I)连通的低位水池(12)，所述的低位水池(12)又通过上水管道(7)与高位水池(I)连通，所述的方形管道(3)内安装有水轮机(9)，其特征在于:所述的方形管道(3)至少两个，相邻的方形管道(3)之间通过管道连接器(10)连通，所述的方形管道(3)进口通过下水管道(2)与高位水池连通(1)，所述的方形管道(3)出口通过出水阀门(13)与低位水池(12)连通，所述的方形管道(3)是由下底板(23)、上盖板(24)和中间正方形方框(25)组成，所述的下底板(23)和中间正方形方框(25)之间以及上盖板(24)与中间正方形方框(25)均通过紧固螺栓(29)固定连接。2.根据权利要求1所述的一种循环抽水蓄能发电装置，其特征在于:所述的每个方形管道(3)内均贯穿有一弯形水道(5)，所述的弯形水道(5)的进口与下水管道(2)连通，所述的弯形水道(5)的出口与出水阀门(13)连通。3.根据权利要求2所述的一种循环抽水蓄能发电装置，其特征在于:所述的弯形水道的弧形边缘(30)是与水轮机(9)叶片轨迹对应的弧形结构。4.根据权利要求1所述的一种循环抽水蓄能发电装置，其特征在于:所述的水轮机(9)包括水轮机中心轴(27)、钢圈(6)、门式叶片(4)、铁箍(39)、钢圈支架(26)，所述的钢圈支架(26)为钢板或者钢条结构，所述的钢圈支架(26)以水轮机中心轴(27)为中心圆周均匀布置，所述的圆周均匀布置的钢圈支架(26)端部通过铁箍(39)焊接在一起，所述的钢圈(6 )与铁箍(39 )同圆心布置，所述的钢圈(6 )的直径小于铁箍(39 )的直径，所述的钢圈(6 )与钢圈支架(26)之间也通过焊接的方式连接，所述的门式叶片(4)均匀的布置在钢圈(6)与铁箍(39)之间。5....
【专利技术属性】
技术研发人员：牛学丰，牛鑫宇，
申请(专利权)人：牛学丰，
类型：发明
国别省市：
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