專(zhuān)利名稱(chēng)：一種水能綜合發(fā)電系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于水能發(fā)電技術(shù)領(lǐng)域，涉及到水能發(fā)電水能的能量轉(zhuǎn)換率及水能的能量利用率，特別涉及到一種提高水能發(fā)電轉(zhuǎn)換率的水能綜合發(fā)電系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
目前，水能發(fā)電是利用河流、湖泊等位于高處且有位勢(shì)能的水流至低處，將其所含位勢(shì)能轉(zhuǎn)變?yōu)樗啓C(jī)動(dòng)能，再以水輪機(jī)為動(dòng)力推動(dòng)發(fā)電機(jī)產(chǎn)生電能。既是水的位能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能，再轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿倪^(guò)程。在產(chǎn)生電能時(shí)，水能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能及機(jī)械能轉(zhuǎn)換為電能過(guò)程中水能有很大部分因各種損耗而得不到有效利用。在現(xiàn)有的其它水能發(fā)電技術(shù)中，不論其采用何種裝置，發(fā)電過(guò)程大部分都是利用水的位勢(shì)能轉(zhuǎn)換為水輪機(jī)的動(dòng)能，再轉(zhuǎn)換為電能， 都存在水能損耗大、能量利用率不高的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種水能綜合發(fā)電系統(tǒng)，該水能綜合發(fā)電系統(tǒng)設(shè)置在攔河壩的附近，利用水的位勢(shì)能轉(zhuǎn)變?yōu)樗啓C(jī)動(dòng)能，再以水輪機(jī)為動(dòng)力推動(dòng)發(fā)電機(jī)產(chǎn)生電能；同時(shí)將水的位勢(shì)能轉(zhuǎn)變?yōu)榭諝饽埽每諝饽苻D(zhuǎn)變?yōu)槠啓C(jī)的動(dòng)能，再以汽輪機(jī)為動(dòng)力推動(dòng)發(fā)電機(jī)產(chǎn)生電能。該系統(tǒng)大大提高了水能發(fā)電的綜合利用率。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是一種水能綜合發(fā)電系統(tǒng)，包括至少一個(gè)水能綜合發(fā)電裝置；該水能綜合發(fā)電裝置包括密閉壓力容器、密閉壓力容器底部的水力發(fā)電部分和密閉壓力容器頂部的進(jìn)氣管道和排氣管道，其中水力發(fā)電部分由位于容器底部中間的壓力容器底部發(fā)電部分以及位于壓力容器底部邊緣的進(jìn)水、排水發(fā)電部分組成。壓力容器底部水輪發(fā)電部分，包括壓力容器底部水輪機(jī)和壓力容器底部發(fā)電機(jī)。 該壓力容器底部邊緣位置安裝進(jìn)水管道和排水管道，進(jìn)水管道將有位勢(shì)能水引入壓力容器內(nèi)，排水管道將壓力容器內(nèi)水排出；進(jìn)水管道、進(jìn)水水輪機(jī)和進(jìn)水發(fā)電機(jī)組成進(jìn)水發(fā)電部分；排水管道、排水水輪機(jī)和排水發(fā)電機(jī)組成排水發(fā)電部分。壓力容器頂部的進(jìn)氣管和排氣管，可以產(chǎn)生壓縮空氣，該壓縮空氣直接收集使用， 也可以與排氣汽輪機(jī)、排氣發(fā)電機(jī)、進(jìn)氣汽輪機(jī)、進(jìn)氣發(fā)電機(jī)連接，組成壓縮空氣發(fā)電部分， 將空氣能轉(zhuǎn)化為電能。運(yùn)行時(shí)，首先關(guān)閉壓力容器排水管道，關(guān)閉壓力容器進(jìn)氣管及排氣管，打開(kāi)進(jìn)水管道，將有位勢(shì)能的水通過(guò)進(jìn)水管道引入該壓力容器內(nèi)，并通過(guò)進(jìn)水水輪機(jī)帶動(dòng)進(jìn)水發(fā)電機(jī)工作發(fā)電；水進(jìn)入壓力容器時(shí)產(chǎn)生按一定方向流動(dòng)的旋轉(zhuǎn)水流，旋轉(zhuǎn)水流通過(guò)壓力容器底部水輪機(jī)帶動(dòng)壓力容器底部發(fā)電機(jī)工作發(fā)電；同時(shí)，水在進(jìn)入壓力容器內(nèi)時(shí)對(duì)壓力容器內(nèi)空氣進(jìn)行壓縮，當(dāng)壓力容器內(nèi)氣壓升高至設(shè)定壓力值時(shí)，打開(kāi)排氣管，壓力容器內(nèi)高壓空氣排出，通過(guò)排氣汽輪機(jī)帶動(dòng)排氣發(fā)電機(jī)工作發(fā)電。當(dāng)壓力容器內(nèi)水上升至最高水位時(shí)，關(guān)閉壓力容器進(jìn)水管道，關(guān)閉壓力容器進(jìn)氣管及排氣管，打開(kāi)排水管道，壓力容器內(nèi)的水通過(guò)
3排水管道排出，并通過(guò)排水水輪機(jī)帶動(dòng)排水發(fā)電機(jī)工作發(fā)電；排水時(shí)壓力容器內(nèi)產(chǎn)生按相同方向流動(dòng)的旋轉(zhuǎn)水流，該水流通過(guò)壓力容器底部水輪機(jī)帶動(dòng)壓力容器底部發(fā)電機(jī)工作發(fā)電；同時(shí)，水在排出壓力容器時(shí)對(duì)壓力容器內(nèi)空氣進(jìn)行負(fù)壓縮，當(dāng)設(shè)施內(nèi)氣壓降低至設(shè)定壓力值時(shí)，打開(kāi)進(jìn)氣管路，外部空氣進(jìn)入壓力容器內(nèi)，通過(guò)進(jìn)氣汽輪機(jī)帶動(dòng)進(jìn)氣發(fā)電機(jī)工作發(fā)電。壓力容器內(nèi)水排空時(shí)系統(tǒng)完成一個(gè)工作循環(huán)。通過(guò)一套或多套以上系統(tǒng)可以將水的位勢(shì)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?。本發(fā)明的效果和益處是提高了水的位勢(shì)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔苓^(guò)程中的能量利用率，不但將水的位勢(shì)能轉(zhuǎn)化為水輪機(jī)動(dòng)能，同時(shí)也將水的位勢(shì)能轉(zhuǎn)化為壓縮空氣的空氣能。


圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是圖1的A-A剖視圖。圖中1水位線；2攔河壩；3壓力容器；4進(jìn)水管道；5進(jìn)水閥門(mén)；6進(jìn)水水輪機(jī)；7 進(jìn)水發(fā)電機(jī)；8壓力容器底部水輪機(jī)；9壓力容器底部發(fā)電機(jī)；10排水管道；11排水閥門(mén)；12 排水水輪機(jī)；13排水發(fā)電機(jī)；14排氣管；15排氣閥門(mén)；16排氣汽輪機(jī)；17排氣發(fā)電機(jī)；18進(jìn)氣管；19進(jìn)氣閥門(mén)；20進(jìn)氣汽輪機(jī)；21進(jìn)氣發(fā)電機(jī)；22壓力容器內(nèi)旋轉(zhuǎn)水流。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合技術(shù)方案和附圖詳細(xì)敘述本發(fā)明的具體實(shí)施方式
。在圖1、圖2中，壓力容器3的高度與有位勢(shì)能水的水位線1的高度相等，進(jìn)水管道4將攔河壩2內(nèi)有位勢(shì)能的水引入壓力容器3內(nèi)，排水管道10將壓力容器3內(nèi)水排出； 壓力容器3通過(guò)進(jìn)水管道4連接進(jìn)水閥門(mén)5及進(jìn)水水輪機(jī)6，與進(jìn)水發(fā)電機(jī)7組成進(jìn)水發(fā)電部分；壓力容器3通過(guò)排水管道10連接排水閥門(mén)11及排水水輪機(jī)12，與排水發(fā)電機(jī)13組成排水發(fā)電部分；壓力容器3與壓力容器底部水輪機(jī)8、壓力容器底部發(fā)電機(jī)9組成壓力容器發(fā)電機(jī)；壓力容器3通過(guò)排氣管14連接排氣閥門(mén)15及排氣汽輪機(jī)16，壓力容器3通過(guò)進(jìn)氣管18連接進(jìn)氣閥門(mén)19及進(jìn)氣汽輪機(jī)20，與排氣發(fā)電機(jī)17及進(jìn)氣發(fā)電機(jī)21組成壓縮空氣發(fā)電部分；進(jìn)水發(fā)電部分、排水發(fā)電部分、壓力容器底部發(fā)電機(jī)及壓縮空氣發(fā)電部分共同組成水能綜合發(fā)電系統(tǒng)。系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，首先關(guān)閉排水閥門(mén)11，關(guān)閉排氣閥門(mén)15及進(jìn)氣閥門(mén)19，打開(kāi)進(jìn)水閥門(mén)5，將攔河壩2內(nèi)水通過(guò)進(jìn)水管道4引入壓力容器3，水流過(guò)進(jìn)水水輪機(jī)6帶動(dòng)進(jìn)水發(fā)電機(jī) 7工作發(fā)電；水進(jìn)入壓力容器3時(shí)產(chǎn)生按一定方向流動(dòng)的旋轉(zhuǎn)水流22，旋轉(zhuǎn)水流22通過(guò)壓力容器底部水輪機(jī)8帶動(dòng)壓力容器底部發(fā)電機(jī)9工作發(fā)電；同時(shí)，水在進(jìn)入壓力容器3時(shí)對(duì)壓力容器3內(nèi)空氣進(jìn)行壓縮，當(dāng)壓力容器3內(nèi)氣壓升高至設(shè)定壓力值時(shí)，打開(kāi)排氣閥門(mén)15， 壓力容器3內(nèi)高壓空氣經(jīng)過(guò)排氣管14排出，壓縮空氣通過(guò)排氣汽輪機(jī)16帶動(dòng)排氣發(fā)電機(jī) 17工作發(fā)電。當(dāng)壓力容器3內(nèi)水上升至最高水位時(shí)，關(guān)閉進(jìn)水閥門(mén)5，關(guān)閉排氣閥門(mén)15，打開(kāi)排水閥門(mén)11，壓力容器3內(nèi)的水通過(guò)排水管道10排出，并通過(guò)排水水輪機(jī)12帶動(dòng)排水發(fā)電機(jī)13工作發(fā)電；排水時(shí)壓力容器3內(nèi)產(chǎn)生按進(jìn)水相同方向產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)水流22，旋轉(zhuǎn)水流22 通過(guò)壓力容器底部水輪機(jī)8帶動(dòng)壓力容器底部發(fā)電機(jī)9工作發(fā)電；同時(shí)，水在排出壓力容器 3時(shí)對(duì)壓力容器3內(nèi)空氣進(jìn)行負(fù)壓縮，當(dāng)壓力容器3內(nèi)氣壓降低至設(shè)定壓力值時(shí)，打開(kāi)進(jìn)氣閥門(mén)19，外部空氣經(jīng)過(guò)進(jìn)氣管18進(jìn)入壓力容器3內(nèi)，通過(guò)進(jìn)氣汽輪機(jī)20帶動(dòng)進(jìn)氣發(fā)電機(jī)21 工作發(fā)電。壓力容器3內(nèi)水排空時(shí)系統(tǒng)完成一個(gè)工作循環(huán)。關(guān)閉排水閥門(mén)11，關(guān)閉排氣閥門(mén)15及進(jìn)氣閥門(mén)19，打開(kāi)進(jìn)水閥門(mén)5，將攔河壩2內(nèi)水通過(guò)進(jìn)水管道4引入壓力容器3進(jìn)行下一個(gè)工作循環(huán)。通過(guò)一套或多套以上系統(tǒng)可以將水的位勢(shì)能高轉(zhuǎn)換率、高利用率的轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔堋?br> 權(quán)利要求
1.一種水能綜合發(fā)電系統(tǒng)，包括至少一個(gè)水能綜合發(fā)電裝置，其特征在于，該水能綜合發(fā)電裝置包括密閉壓力容器、密閉壓力容器底部的水力發(fā)電部分、密閉壓力容器頂部的進(jìn)氣管道和排氣管道，其中水力發(fā)電部分由位于容器底部中間的壓力容器底部發(fā)電部分以及位于壓力容器底部邊緣的進(jìn)水、排水發(fā)電部分組成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水能綜合發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，壓力容器底部水輪發(fā)電部分，包括壓力容器底部水輪機(jī)和壓力容器底部發(fā)電機(jī)；該壓力容器底部邊緣位置安裝進(jìn)水管道和排水管道，進(jìn)水管道將有位勢(shì)能水引入壓力容器內(nèi)，排水管道將壓力容器內(nèi)水排出； 進(jìn)水管道、進(jìn)水水輪機(jī)和進(jìn)水發(fā)電機(jī)組成進(jìn)水發(fā)電部分；排水管道、排水水輪機(jī)和排水發(fā)電機(jī)組成排水發(fā)電部分。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水能綜合發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，壓力容器頂部的進(jìn)氣管道和排氣管道，分別與排氣汽輪機(jī)、排氣發(fā)電機(jī)、進(jìn)氣汽輪機(jī)、進(jìn)氣發(fā)電機(jī)連接，組成壓縮空氣發(fā)電部分。
4.利用權(quán)利要求3所述水能綜合發(fā)電系統(tǒng)的方法，其特征在于如下步驟，運(yùn)行時(shí)，首先關(guān)閉壓力容器排水管道，關(guān)閉壓力容器進(jìn)氣管及排氣管，打開(kāi)進(jìn)水管道， 將有位勢(shì)能的水通過(guò)進(jìn)水管道引入該壓力容器內(nèi)，并通過(guò)進(jìn)水水輪機(jī)帶動(dòng)進(jìn)水發(fā)電機(jī)工作發(fā)電；水進(jìn)入壓力容器時(shí)產(chǎn)生按一定方向流動(dòng)的旋轉(zhuǎn)水流，旋轉(zhuǎn)水流通過(guò)壓力容器底部水輪機(jī)帶動(dòng)壓力容器底部發(fā)電機(jī)工作發(fā)電；同時(shí)，水在進(jìn)入壓力容器內(nèi)時(shí)對(duì)壓力容器內(nèi)空氣進(jìn)行壓縮，當(dāng)壓力容器內(nèi)氣壓升高至設(shè)定壓力值時(shí)，打開(kāi)排氣管，壓力容器內(nèi)高壓空氣排出，通過(guò)排氣汽輪機(jī)帶動(dòng)排氣發(fā)電機(jī)工作發(fā)電；當(dāng)壓力容器內(nèi)水上升至最高水位時(shí)，關(guān)閉壓力容器進(jìn)水管道，關(guān)閉壓力容器進(jìn)氣管及排氣管，打開(kāi)排水管道，壓力容器內(nèi)的水通過(guò)排水管道排出，并通過(guò)排水水輪機(jī)帶動(dòng)排水發(fā)電機(jī)工作發(fā)電；排水時(shí)壓力容器內(nèi)產(chǎn)生按相同方向流動(dòng)的旋轉(zhuǎn)水流，該水流通過(guò)壓力容器底部水輪機(jī)帶動(dòng)壓力容器底部發(fā)電機(jī)工作發(fā)電； 同時(shí)，水在排出壓力容器時(shí)對(duì)壓力容器內(nèi)空氣進(jìn)行負(fù)壓縮，當(dāng)設(shè)施內(nèi)氣壓降低至設(shè)定壓力值時(shí)，打開(kāi)進(jìn)氣管路，外部空氣進(jìn)入壓力容器內(nèi)，通過(guò)進(jìn)氣汽輪機(jī)帶動(dòng)進(jìn)氣發(fā)電機(jī)工作發(fā)電；壓力容器內(nèi)水排空時(shí)系統(tǒng)完成一個(gè)工作循環(huán)。
全文摘要
本發(fā)明屬于水能發(fā)電技術(shù)領(lǐng)域，涉及到一種水能綜合發(fā)電系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括密閉壓力容器、密閉壓力容器底部的水力發(fā)電部分和密閉壓力容器頂部的壓縮空氣發(fā)電部分，其中水力發(fā)電部分由位于容器底部中間的壓力容器底部發(fā)電部分以及位于壓力容器底部邊緣的進(jìn)水、排水發(fā)電部分組成。壓力容器頂部安裝進(jìn)氣管和排氣管，分別與排氣汽輪機(jī)、排氣發(fā)電機(jī)、進(jìn)氣汽輪機(jī)、進(jìn)氣發(fā)電機(jī)連接，組成壓縮空氣發(fā)電部分。本發(fā)明大大提高了水的位勢(shì)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔苓^(guò)程中的綜合利用率。
文檔編號(hào)F01D13/00GK102322384SQ20111024751
公開(kāi)日2012年1月18日 申請(qǐng)日期2011年8月24日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月24日
發(fā)明者于俊濤 申請(qǐng)人:大連天潤(rùn)能源技術(shù)開(kāi)發(fā)有限公司