一种人为多机组联动多级水循环水力发电装置的制作方法

1.本发明涉及水力发技术领域，具体为一种人为多机组联动多级水循环水力发电装置。


背景技术：

2.在全世界都重视环境污染治理，重视能源资源保障人类更好生存的大前提下，为减少污染地球，多研发社会上急需的绿色低碳、节能环保产品是我们科学技术工作者的责任和义务。我国的电力总数超过60％来源于火力发电，用于发电的煤炭消耗巨大，而且还要释放大量的二氧化碳气体，单这一项就给我国的碳中和和碳减排造成了很大的压力，世界各国也是如此。其他电力来源如风电、太阳能发电全部要靠天发电，投资大成本高且电源不稳定。
3.因此，一种人为多机组联动多级水循环水力发电装置亟待研究。


技术实现要素：

4.本发明的目的是解决背景技术中提到的问题，提供一种人为多机组联动多级水循环水力发电装置。
5.为解决上述技术问题，本发明提供的技术方案为：一种人为多机组联动多级水循环水力发电装置，包括高空水箱、常压水箱、控压水箱、加压系统，所述高空水箱位于所述常压水箱、控压水箱上方；
6.所述高空水箱与控压水箱通过提升水位管路连接，所述高空水箱与常压水箱间通过落水管连接，所述落水管上设有若干水轮机发电装置和高压水泵，所述常压水箱与控压水箱通过回流管连接，所述回流管远离所述常压水箱的端部设有浮球阀；
7.所述加压系统包括高压气泵、限压储气罐，所述限压储气罐通过加气管与所述控压水箱相连接；
8.所述水轮机发电装置包括发动机及变速器、伞齿轮箱、长臂水轮机、离合器、传动装置，所述传动装置远离所述伞齿轮箱的端部设有发电机；
9.所述长臂水轮机包括做功管道和水轮机助力水槽，所述做功管道上设有三个做功装置，所述做功装置包括电磁阀、轴流泵和喷嘴；
10.所述高空水箱、常压水箱、控压水箱的水面上设有平衡装置。
11.作为一种优选方案，所述控压水箱为任意形状。
12.作为一种优选方案，所述提升水位管路为虹吸管，所述提升水位管路的底管口高于所述控压水箱的底部100mm，所述提升水位管路的顶管口高于所述高空水箱内的水位。
13.作为一种优选方案，所述喷嘴的方向与所述水轮机助力水槽相切。
14.作为一种优选方案，所述发电机为单台200-500千瓦发电机组，发电后多机组同时向电网输送大额电力。
15.作为一种优选方案，所述平衡装置的控制类型为机械、电磁和电子自动控制系统
中的一种。
16.本发明与现有技术相比的优点在于：可为国家节省大量开支，占地少发电量大，是纯绿色清洁能源，而且无污染、零排放，该发电成本低于火力发电，可使高压电磁污染减少，大幅降低对环境、对人的危害，对建造环境要求低，对水量、海拔、气候、温度等无特殊需求。因此，发展前景巨大具有推广价值。
附图说明
17.图1是本发明的结构示意图。
18.图2是本发明水轮机发电装置的结构示意图。
19.图3是本发明长臂水轮机及其做功系统的结构示意图。
20.图4是本发明长臂水轮机分布示意图。
21.如图所示：1、高空水箱，2、常压水箱，3、控压水箱，4、提升水位管路，5、落水管，6、水轮机发电装置，7、高压水泵，8、回流管，9、浮球阀，10、高压气泵，11、限压储气罐，12、加气管，13、发动机，14、伞齿轮箱，15、长臂水轮机，16、离合器，17、传动装置，18、发电机，19、做功管道，20、水轮机助力水槽，21、电磁阀，22、轴流泵，23、喷嘴，24、变速箱。
具体实施方式
22.下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
23.在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”、“正面”、“背面”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，仅是为了方便描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所致的方式或原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发明的限制。此外，属于“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
24.在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，属于“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以使固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是点连接；可以是直接连接，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发明中的具体含义。
25.结合附图，一种人为多机组联动多级水循环水力发电装置，包括高空水箱1、常压水箱2、控压水箱3、加压系统，所述高空水箱1位于所述常压水箱2、控压水箱3上方；
26.所述高空水箱1与控压水箱3通过提升水位管路4连接，所述高空水箱1与常压水箱2间通过落水管5连接，所述落水管5上设有若干水轮机发电装置6和高压水泵7，所述常压水箱2与控压水箱3通过回流管8连接，所述回流管8远离所述常压水箱2的端部设有浮球阀9；
27.所述加压系统包括高压气泵10、限压储气罐11，所述限压储气罐11通过加气管12与所述控压水箱3相连接；
28.所述水轮机发电装置6包括发动机13及变速器24、伞齿轮箱14、长臂水轮机15、离合器16、传动装置17，所述传动装置17远离所述伞齿轮箱14的端部设有发电机18；
29.所述长臂水轮机15包括做功管道19和水轮机助力水槽20，所述做功管道19上设有三个做功装置，所述做功装置包括电磁阀21、轴流泵22和喷嘴23；
30.所述高空水箱1、常压水箱2、控压水箱3的水面上设有平衡装置。
31.所述控压水箱3为任意形状。
32.所述提升水位管路4为虹吸管，所述提升水位管路4的底管口高于所述控压水箱3的底部100mm，所述提升水位管路4的顶管口高于所述高空水箱1内的水位。
33.所述喷嘴23的方向与所述水轮机助力水槽20相切。
34.所述发电机18为单台200-500千瓦发电机组，发电后多机组同时向电网输送大额电力。
35.所述平衡装置的控制类型为机械、电磁和电子自动控制系统中的一种。
36.本发明在具体实施时，杠杆的直线运动转换为旋转运动实现扭矩需求，发动机将水轮机带动至发电机所需的额定转数，切换至水势能做功，选用单台200-500千瓦发电机组，发电后多机组并网同时输送电力，用压力虹吸和机械泵提升水位、用发动机引动长臂水轮机达到额定转速、再用压力水冲击能连续为长臂水轮机加力使其达到额定转速，实现不间断发电。
37.为了形成连续稳定的多级水力发电系统，以压力虹吸为主水泵抽水为辅，可以采用整体控制系统也可以采用单体控制系统；在无电源条件下为达到顶部水箱水的保有量，首先将单台发动机发动起来直接带动发电机，用自发电启动抽水系统，在高位水箱水量满足发电用水要求时通过离合器让发动机带动长臂水轮机，发电机达到额定转速时人工操作或自动操作将长臂水轮机与发动机传动系统分离，因在长臂水轮机达到额定转数时轴的扭矩在惯力的作用下可减少60％水对长臂水轮机的做功，从而达到对水的最大利用率，正常的水利发电是靠水的自然流速和落差产生的重力加速度使水轮机转动进而带动发电机发电。而本技术是在利用自行发出的电同时输出一部分电量启动高压空气泵和高压水泵或轴流泵，将产生的高压水通过各科学角度的喷嘴冲击长臂水轮机助力水槽承载部位，使水轮机达到发电所需的额定转数。为减少投资通过优选和便于安装维护，该机组单机发电机额定功率设定200-500千瓦需要19100左右牛/米扭矩的最佳数据，同时配备300到650马力的发动机，由此该发电装置可根据电网输入端的具体指标进行设计，并以单机200-500千瓦为基数乘以n台机组来满足入网指标的法定要求。
38.以上对本发明及其实施方式进行了描述，这种描述没有限制性，附图中所示的也只是本发明的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。总而言之如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案不相似的结构方式及实施例，均应属于本发明的保护范围。