[實用新型]一種潮流能發電水輪機

有效

• 申請號: 201320446436.4
• 申請日: 2013-07-25
• 公開（公告）號: CN203441673U
• 公開（公告）日: 2014-02-19
• 發明（設計）人: 劉德民;程宦;袁玲麗;趙永智
• 申請（專利權）人: 東方電氣集團東方電機有限公司
• 主分類號: F03B13/26
• 分類號: F03B13/26;F03B3/18;F03B3/12
• 代理公司: 四川力久律師事務所 51221
• 代理人: 韓洋;熊曉果

技術領域

本實用新型涉及流體機械發電技術領域，具體涉及一種潮流能發電水輪機。

背景技術

我國能源利用結構中的兩大支柱：一是以燃煤為主的火力發電；二是大中型水力發電。而新能源的利用不僅效率較低而且在能源結構中所占的比例很小。隨著社會經濟的飛速發展，我國能源利用的一些矛盾開始凸顯，如能源總量不足、能源結構簡單，以及能源分布在地域上的極度不平衡等。哥本哈根會議，對中國的能源消費提出了更嚴格的要求，必須減少化石能源的消費。為應對全球氣候變暖切實履行我們做出的莊嚴承諾，積極開發和利用各種可再生能源，逐步改善我國能源結構和能源的地域分布、促進國民經濟發展具有重要意義。

我國已經利用的可再生能源主要有水能、風能、太陽能、地熱能和生物質能等。其中水能的開發處于最成熟的位置，尤其是長江三峽、龍灘、溪洛渡、向家壩等巨型電站陸續的建成發電，截至2010年,我國水電裝機達到2億千瓦，中國發電裝機容量達到9.6億千瓦，水電裝機達到總裝機容量的20.8%，大大緩解了我國能源利用的緊張狀態。但我國極大部分的水電資源分布在欠發達的西部地區，而在經濟發達的東部地區和東南沿海，水能資源蘊藏量很少。而且，常規的水能開發會帶來大規模的土建工程、淹沒大量農田、造成大量移民、破壞生態環境等綜合問題，使得水能綜合利用的成本較高。同時，東南沿海等經濟發達地區又是主要的能源消耗地。因此，如何充分利用東南沿海地區豐富的海洋資源優勢，開發綜合利用成本較低的可再生能源，是我國工程技術界面臨的重要課題。所以《國家中長期科學和技術發展規劃綱要2006-2020》，將開發海洋能源作為重大戰略規劃。

面對日益嚴重的能源危機,世界各國都開展了潮流能發電的研究和建設工作。因此開發適合潮流能特點的潮流水輪發電機，對于開發利用海洋資源提高我國的能源總量，豐富我國的能源結構都是大有裨益的。

潮流能發電水輪機能夠將由海洋或河流水面的自然升降造成的水流動能，或者因為太陽能輸入不均而形成海水流動所致的海水流動動能轉化為電能。因此，潮流發電水輪機作為一種利用海洋資源的裝置，具有重要的研究開發意義。然而，由于發展的歷史很短，潮流發電在基礎研究和工業運行等方面尤其在能量轉換裝置的研究上，國際上尚未有大規模開發的技術。

但是，目前的潮流能發電水輪機能量轉換效率低，單機發電功率也很低，所以還沒有大規模的被運用。

另外，目前潮流能發電水輪機的發電機位于水輪機的輪轂內，在水輪機工作時，需要對發電機進行良好的密封，否則發電機容易被海水侵蝕即導致設備損壞，無法正常工作。并且由于發電機放置在輪轂內，導致輪轂內部結構異常復雜。同時槳葉的調節裝置如果也安裝在輪轂內，必然導致輪轂內部結構更加復雜，很難安裝；如果不安裝調節裝置，機組對變工況運行適應性很差。所以這種發電機內置的結構，使得發電機的安裝和維修都非常困難，而且水輪機內部的清理也非常麻煩。

所以，目前亟需一種能量轉換率高、單機發電功率高、發電機的密封容易，并且結構簡單，方便安裝和維修的潮流能發電水輪機。

實用新型內容

本實用新型的目的在于：針對現有水輪機存在的上述不足，提供一種能量轉換率高、結構簡單、發電機的密封容易，并且結構簡單，方便安裝和維修的潮流能發電水輪機。

為了實現上述目的，本實用新型采用的技術方案為：

一種潮流能發電水輪機，包括引水管，所述引水管內設置有葉輪，所述葉輪包括有輪轂和均布在所述輪轂上的葉片，所述輪轂沿其中心軸線布置有傳動軸。在引水管內設置葉輪，在葉輪的輪轂上設置傳動軸，在傳動軸的另一端布置發電機，將發電機布置在水輪機的外部，降低了發電機的密封性要求，同時也使得水輪機內部的結構簡單，便于安裝和維修。

作為本實用新型的優選方案，所述引水管包括有葉輪配合部和收縮管，所述葉輪配合部與所述葉輪間隙配合，所述收縮管朝所述葉輪配合部逐漸收縮，并與所述葉輪配合部的一端部連接。水流從收縮管較大的一端進入，流動過程中與葉輪的葉片相互作用，將水流能量裝換為機械能，傳動軸帶動外置的發電機轉動而發電，而收縮管呈一端大一端小的形狀，水流從收縮管的大端進入，從收縮管的小端流出，增大了葉輪進口動能，最終增大了引水管內流體可利用能量，從而提高了水輪機的能量利用率。