[發明專利]一種用于微水頭的水泵水輪機機組

有效

• 申請號: 201310550437.8
• 申請日: 2013-11-08
• 公開（公告）號: CN103590962A
• 公開（公告）日: 2014-02-19
• 發明（設計）人: 游贊培;翁映標;吳國穎
• 申請（專利權）人: 中水珠江規劃勘測設計有限公司
• 主分類號: F03B13/00
• 分類號: F03B13/00;F03B3/12;F03B11/00
• 代理公司: 東莞市華南專利商標事務所有限公司 44215
• 代理人: 雷利平

技術領域

?本申請涉及水泵水輪機技術領域，特別是涉及一種用于微水頭的水泵水輪機機組。

背景技術

從水生態環境方面看，城市景觀水體、生態河流、城市內河涌，由于截流蓄水、開發利用或因網河區聯圍防洪等因素均會造成水體流動性較差，河流動力減弱，有可能變成“死水”而造成水體自凈能力退化，環境惡化而不能滿足生態要求。

從清潔可再生能源方面看，微水頭水能資源（水力發電）是人類到目前為止找到的最好的清潔可再生綠色能源之一，國家的能源“十二五”規劃更是明確把水能資源（水電）開發放在優先位置。一般認為2.50m以下水頭（以下稱微水頭）水能資源，由于其能量密度較低、單點發電（裝機）規模較小，若采用傳統的開發方式與發電設備，雖然技術成熟，但水頭越低經濟性越差，難以承受造價昂貴的土建、淹沒賠償及設備等費用。因此，微水頭水能資源目前基本上處于未開發狀態，也未引起人們的重視。

另外，從水泵抽水的角度看，水泵裝置是耗能設備，就算單點抽水的規模較小，就全國范圍而言，用于抽水的能耗也是巨大的。

因此，充分利用微水頭水能資源和降低水泵能耗是人們亟需解決的技術難題之一。

現有技術中，公開號為CN102966563A的中國發明專利申請公開了一種高效抽水、發電兩用的水輪泵，其結構包括泵體、發電機和泵軸，泵體包括水輪腔及泵腔，泵軸分為第一段軸及第二段軸，泵軸的上端連接發電機；第一段軸上固定有兩個同向的葉輪，泵腔設有第一進水口及第一出水口；第二段軸上固定有專用轉輪，葉輪與專用轉輪的安裝方向相反，泵體上對應專用轉輪設置有導水座，泵體上設置有供水流入泵腔的第二進水口，泵體的底端設置有第二出水口，當要抽水時，可以利用河流或者潮汐泵站提水灌溉農田，當農閑農田不需要水時，又可以連接發電機，利用水能直接帶動發電機發電，其雖然整體結構緊湊、操作方便、減少水流損失、增大水頭比，提高利用效率，使用范圍廣；然而由于以上的技術方案中，水泵和水輪機是分開設置的，導致其整體結構復雜，造價高，不適用于大規模的推廣應用。

現有技術的水泵水輪機的轉輪，一般包括上冠、下環以及設置于上冠和下環之間的葉片，只能應用在水頭范圍為４～６００ｍ的能力密集的抽水蓄能電站上，不能應用在能量不密集的微水頭的水泵水輪機上，其結構較為復雜、體積大且很笨重。

發明內容

本申請的目的在于避免現有技術中的不足之處而提供一種可應用于閘門或者河床，可同時利用微水頭水能資源和水泵能耗，且結構簡單、造價低、無需開發其他額外工程的用于微水頭的水泵水輪機機組。

本申請的目的通過以下技術方案實現：

提供一種用于微水頭的水泵水輪機機組，包括管道，管道內設置有水平同轉軸安裝的發電電動機和水泵水輪機，

發電電動機通過多個固定支臂固定于管道內，位于發電電動機上方的其中一個固定支臂與管道壁的連接處開設有用于穿設發電電動機線纜的線纜穿出口，線纜穿出口連接并網變頻器及保護控制設備；

水泵水輪機包括專用轉輪，所述專用轉輪包括球面形的輪轂和設置于輪轂的葉片，輪轂穿設于轉軸，葉片設置為細長型扭曲狀的葉片、且葉片的葉緣端具有弧形的凹部，葉片的截面弦長從葉根側向葉緣側逐漸增大；

管道的長度與專用轉輪的直徑的比值范圍為0.6至3；

上游的水力帶動水泵水輪機的專用轉輪向一個方向轉動則帶動發電電動機發電，發電電動機帶動所述水泵水輪機的專用轉輪向另一個方向轉動則向上游抽水。

其中，管道的水流出口設置為漸擴漸縮式的水流出口。

其中，管道的水流進口和/或水流出口設置有用于切斷水流的裝置。

其中，用于微水頭的水泵水輪機機組通過固定裝置連接固定于平板閘門或河床上。

其中，水泵水輪機的專用轉輪的工作水頭為0～2.5m。?

其中，固定支臂沿發電電動機的外殼的外周向均勻分布設置。

其中，固定支臂沿發電電動機的外殼的外周向呈等距離環形分布設置。

其中，固定支臂在發電電動機的外殼的外周面上呈螺旋排列。

其中，管道的長度與專用轉輪的直徑的比值范圍為0.6至1.5。