一种水电站余能利用方法和装置.pdf

一种水电站余能利用方法和装置，目的在于提供一种不影响下方位水的势能发电的情况下充分利用水的上方位动能发电的水电站余能利用方法和装置。在下方位水电装置的上方位进水口附近安装一个附加水电机组，该水电机组是一组低水头水轮机发电装置，这种水轮机发电装置主要利用水的动能运转，可以是漏斗式大真空混流或轴流式水轮发电机组；也可以是一种双击式扩展履带式导叶水车式水轮发电机组。在下端或灌溉渠道中则是一种龙车群水轮发电机组。本发明可充分利用水资源的能量，较原有高位水势能发电可增容40％－50％。

1、  一种水电站余能利用方法，其特征在于：在下方位水电装置的上方位进水口附近安装一个附加水电机组，该附加水电机组可以是漏斗式大真空混流或轴流式水轮发电机组；也可以是一种双击式扩展履带式导叶水车式水轮发电机组或是一种龙车群水轮发电机组。

2、  一种水电站余能利用装置，其特征在于：在水轮机6的下部有一个锥形泄水管11，在锥形泄水管11的下方有一个压力管15；锥形泄水管11的上部入口截面积与水轮机6的进水截面积相当，锥形泄水管11的下部出水口截面积大于进水口截面积。

3、  一种水电站余能利用装置，其特征在于：水轮机有一套履带导叶22，该履带导叶22是一种刮板式的类似水车导叶的结构。

4、  一种水电站余能利用装置，其特征在于：水轮机组中有一个以上的水轮，水轮上有龙车式导叶32。

一种水电站余能利用方法和装置
技术领域
本发明涉及一种水电站余能利用方法和装置。主要用于水电站的余能利用和建站扩容。
背景技术
目前，大多数水电站的水力发电机组是利用高位水的势能发电，水轮机一般装于水坝的下方位。而水坝上方位的水的动能没有得到充分利用，造成水资源能源的浪费。亦有部分的水电站的水力发电机组则是装于水坝的上方位，发电后的水仍有大量的势能没有得到充分利用，同样造成水资源能源的浪费。如何开发这部分的余能，是当今一个重要而长期的课题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种不影响水的势能发电的情况下充分利用水的上方位动能或发电后的水的势能发电的水电站余能利用方法和装置。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是；在下方位水电装置的上方位进水口附近(压力前池处或引水管入口处)安装一个附加水电机组，该附加水电机组是低水头水轮机发电装置，这种水轮机发电装置主要利用水的动能运转，可以是漏斗式大真空混流或轴流式水轮发电机组或是一种双击式扩展履带式导叶水车式水轮发电机组。也可以在上方位水电装置的下方位(出水口改良水位处或灌溉渠道可利用的地理位置)安装一个附加水电机组，该附加水电机组是一组低水头龙车群水轮发电机组。
本发明的有益效果是：可充分利用水资源的能量，较原有仅利用一次的水势能发电可增容40％--50％。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步的描述。
图1是本发明的第一实施例结构示意图。
图2是本发明的第二实施例结构示意图。
图3是本发明的第三实施例结构示意图。
图中：1为发电机，2为惯性飞轮组件，3为拦河坝桥面，4为溢水口，5为拦河坝，6为水轮机，7为引水隧道，8为内撑柱，9为压力管，10为闭水闸板，11为锥形泄水管，12为水轮机基础，13为闭水闸板螺旋杆，14为闭水闸板控制机构，15为压力管。
21为水源管，22为履带式导叶，23为导叶转轴，24为发电机，25为惯性飞轮组件，26为传动轴，27为外壳，28为泄水管。
31为导水槽，32为导叶，33为惯性飞轮组件，34为发电机，35为传动轴。
具体实施方式
参见附图1，本发明的第一实施例中，附加发电装置的水轮机6安装于水电站压力前池或引水管入口附近，在水轮机6的下部有一个锥形泄水管11，在锥形泄水管11的下方有一个压力管15。锥形泄水管11的上部入口截面积与水轮机6的进水截面积相当，锥形泄水管11的下部出水口截面积大于进水口截面积。这是根据医用输液滴管注射原理，利用液体的特殊性能进行构思而成。主发电机组在水坝压力管15的下方位(类似输液注射针头)。本发明中的水轮机6则安装在压力前池或隧道入水口前端即上方位(类似输液滴管插头端)，利用水的动能推动水轮机6做功。做功后的水进入锥形泄水管11(类似输液排空调节滴管)，然后进入压力管15(类似注射输液管)，冲动下方位水轮机工作。该装置实际上也与水表的原理相类似：附加水电机组中的水轮机6就象水表，当其向下泄水旋转时通过惯性飞轮组件2带动发电机1工作。发电机1的功率可以设计为主发电机的40％--50％。附加发电机组的工作效率依原机工作的曲线轨迹减小而减小，增加而增加。本实施例的关键是调节好水轮机6与锥形泄水管11的真空间隙，使之不发生水阻和进入空气引起主发电机波动。
参见图2，本发明第二实施例，本实施例中的水轮机是一种双击式扩展履带式导叶水车式水轮机，其水轮机有一套履带导叶22，该履带导叶22是一种刮板式的类似水车导叶的结构，这种结构尤其适用于低水头发电机。当下方位主发电机组工作时，水从水源管1急速下流，其动能带动履带式导叶22运转，由于水往下急泄流时，冲击多块导叶22，形成强大动力，通过传动轴23带动发机24转动发电。
参见附图3，本发明第三实施例，本实施例中的水轮机组中有一个以上的水轮，水轮上有龙车式导叶32，当水流推动导叶32使多个水轮一同转动，通过传动轴35带动发电机34转动发电。
在本发明中，水轮机与发电机的传动可以采用齿轮传动，本发明中提及的惯性飞轮组件主要起方便安装及稳速的作用。
本发明除了整体实施外，还可用于水电站改造，即在原有水电机组的上方位安装一个本发明第一或第二实施例中的任一水轮发电装置均可。其泄水阻力损耗约为5-10％，使原水轮机工作滞后10-20秒，但其较原单机可增容40％--50％。第三实施例可用于原有水电站水轮机装机在上方位的情况，附加余能利用装置的龙车式导叶水轮则在出水口改良水位处或灌溉渠道可利用的地理位置上安装。