一种水力发电站尾水处理系统及水力发电系统的制作方法

本发明涉及水力发电，具体涉及一种水力发电站尾水处理系统及水力发电系统。

背景技术：

1、这里的陈述仅提供与本发明相关的背景技术，而不必然地构成现有技术。

2、目前许多抽水蓄能式水力发电站采用地下厂房布置方案，地下厂房的发电机组产生的尾水流入尾水隧洞，由尾水隧洞排出，一次性发电后排出的尾水动能流走，无法对尾水进行利用，造成了能源的浪费，尾水排出后仍然有很大的冲击力，加上尾水的自身重力，是一种能量巨大的可再生资源，如何利用这种能量巨大的可再生资源，是急待解决的实际问题。而且目前地下厂房的渗水通过单一的排水廊道排入集水井内，地下厂房外周的渗水无法进行排放，发电厂房外周岩层渗水大，渗水无法及时排除会影响岩层的稳定性，而且现有的采用单一廊道排水的方式使得发电厂房外周岩层的水体排出速度不均等，容易出现局部岩层错位的问题，而且目前的渗水通过集水井排出后也无法实现利用，浪费了资源。

技术实现思路

1、针对现有技术存在的不足，本发明的目的是提供一种水力发电站尾水处理系统及水力发电系统，实现了尾水和围岩渗水的利用，避免了能源的浪费，而且避免了地下发电厂房外周岩层不稳定的问题。

2、为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现：

3、第一方面，本发明的实施例提供了一种水力发电站尾水处理系统，包括尾水隧洞，尾水隧洞的出口处设有水轮机，水轮机与位于压缩空气室内部的空气压缩机连接，空气压缩机通过空气管路与压缩空气罐连接，压缩空气罐连接有发电系统，所述压缩空气室的底端排水口连接有蓄水池，蓄水池与引水管的一端连接，引水管的另一端用于连接至水力发电站的水库。

4、可选的，所述尾水隧洞的出口处设置有导流结构以形成水头差，导流结构的末端与水轮机的叶片位置相对应。

5、可选的，所述发电系统包括涡轮机以及发电机，涡轮机的输出轴与发电机连接，所述涡轮机通过输气管路与压缩空气罐连接。

6、可选的，所述水轮机通过调速器与空气压缩机连接。

7、可选的，所述引水管与蓄水池之间设置有开关阀门。

8、可选的，所述蓄水池内安装有液位检测元件。

9、第二方面，本发明的实施例提供了一种水力发电系统，包括第一方面所述的水力发电站尾水处理系统，还包括地下发电厂房，地下发电厂房设有发电机组及渗水排水管，渗水排水管与多个位于地下发电厂房外部的渗水廊道连通，渗水廊道与位于地下发电厂房外部的排水廊道连通，排水廊道与集水井连通，集水井内设有水泵，水泵与水管的一端连接，水管的另一端连接至多个净化池，净化池通过管路与蓄水池连接，净化池内设有净化机构。

10、可选的，所述排水廊道采用位于地下发电厂房外围的环状结构，且相对于水平面倾斜设置，集水井与排水廊道高度较低的端部连通，所述渗水廊道设置在地下厂房和排水廊道之间，以地下发电厂房为中心呈放射状分布。

11、可选的，所述集水井与净化池之间的管路上设置有开关阀门，所述蓄水池与净化池之间的管路上设置有开关阀门。

12、可选的，所述净化池的底部设置有排水口，排水口与用水管连接，用水管上安装有开关阀门。

13、本发明的有益效果如下：

14、1.本发明的尾水处理系统，在尾水隧洞的出口处设置有水轮机，水轮机与空气压缩机连接，空气压缩机通过气管与压缩空气罐连接，压缩空气罐与发电系统连接，尾水隧洞流出的尾水能够带动水轮机转动，从而带动空气压缩机产生压缩空气并存储在压缩空气罐内，然后利用压缩空气罐内的压缩空气的能量通过发电系统进行发电，实现了尾水动能的利用，避免了尾水的浪费。

15、2.本发明的尾水处理系统，所述压缩空气室的底端排水口连接有蓄水池，蓄水池与引水管的一端连接，引水管的另一端用于连接至水力发电站的水库，能够将发电机组产生的尾水再次引入水力发电站的水库，实现尾水的再利用，节省了水资源，避免了水资源的浪费。

16、3.本发明的尾水处理系统，水轮机与空气压缩机连接，空气压缩机通过气管与压缩空气罐连接，水轮机能够带动空气压缩机工作，空气压缩机产生的压缩空气存储在压缩空气罐中，压缩空气罐与发电系统连接，利用压缩空气的能量进行发电，采用此种发电方式，从根本上避免了水轮发电机系统复杂的技术要求，降低了设备投资成本，基本上可以适用于各种水头、水量，简化了设计，拓宽了本系统的应用范围。

17、4.本发明的水力发电系统，蓄水池与净化池连接，集水井与净化池连接，净化池内安装有净化机构，集水井收集的围岩渗水以及蓄水池收集的尾水能够进入净化池进行净化，满足了农业灌溉或水产养殖的用水需求，实现了尾水和渗水的利用，避免了水资源的浪费。

18、5.本发明的水力发电系统，排水廊道为设置在地下发电厂房外周的环状结构，且通过多个渗水廊道与地下发电厂房内部的渗水排水管连通，渗水廊道呈放射状分布，渗水廊道能够将地下发电厂房周岩层的水体收集然后导入排水廊道内，使得地下发电厂房外周岩层内的含水量均匀，避免岩层错位的问题。

技术特征：

1.一种水力发电站尾水处理系统，其特征在于，包括尾水隧洞，尾水隧洞的出口处设有水轮机，水轮机与位于压缩空气室内部的空气压缩机连接，空气压缩机通过空气管路与压缩空气罐连接，压缩空气罐连接有发电系统，所述压缩空气室的底端排水口连接有蓄水池，蓄水池与引水管的一端连接，引水管的另一端用于连接至水力发电站的水库。

2.如权利要求1所述的一种水力发电站尾水处理系统，其特征在于，所述尾水隧洞的出口处设置有导流结构以形成水头差，导流结构的末端与水轮机的叶片位置相对应。

3.如权利要求1所述的一种水力发电站尾水处理系统，其特征在于，所述发电系统包括涡轮机以及发电机，涡轮机的输出轴与发电机连接，所述涡轮机通过输气管路与压缩空气罐连接。

4.如权利要求1所述的一种水力发电站尾水处理系统，其特征在于，所述水轮机通过调速器与空气压缩机连接。

5.如权利要求1所述的一种水力发电站尾水处理系统，其特征在于，所述引水管与蓄水池之间设置有开关阀门。

6.如权利要求1所述的一种水力发电站尾水处理系统，其特征在于，所述蓄水池内安装有液位检测元件。

7.一种水力发电系统，其特征在于，包括权利要求1-6任一项所述的水力发电站尾水处理系统，还包括地下发电厂房，地下发电厂房设有发电机组及渗水排水管，渗水排水管与多个位于地下发电厂房外部的渗水廊道连通，渗水廊道与位于地下发电厂房外部的排水廊道连通，排水廊道与集水井连通，集水井内设有水泵，水泵与水管的一端连接，水管的另一端连接至多个净化池，净化池通过管路与蓄水池连接，净化池内设有净化机构。

8.如权利要求7所述的一种水力发电系统，其特征在于，所述排水廊道采用位于地下发电厂房外围的环状结构，且相对于水平面倾斜设置，集水井与排水廊道高度较低的端部连通，所述渗水廊道设置在地下厂房和排水廊道之间，以地下发电厂房为中心呈放射状分布。

9.如权利要求7所述的一种水力发电系统，其特征在于，所述集水井与净化池之间的管路上设置有开关阀门，所述蓄水池与净化池之间的管路上设置有开关阀门。

10.如权利要求7所述的一种水力发电系统，其特征在于，所述净化池的底部设置有排水口，排水口与用水管连接，用水管上安装有开关阀门。

技术总结
本发明涉及一种水力发电站尾水处理系统及水力发电系统，包括尾水隧洞，尾水隧洞的出口与压缩空气室连通，压缩空气室外部设有水轮机，水轮机与空气压缩机连接，空气压缩机通过空气管路与压缩空气罐连接，压缩空气罐连接有发电系统，所述压缩空气室的底端排水口连接有蓄水池，蓄水池与引水管的一端连接，引水管的另一端用于连接至水力发电站的水库，采用本发明的尾水处理系统实现了尾水的利用，避免了水资源的浪费。

技术研发人员：王浩爽,韩健勇,李波,孙雯,高东,王军,刘含涛,邵广彪,武兆龙
受保护的技术使用者：中铁十四局集团第二工程有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16