[發明專利]一種循環水力發電機組

在審

• 申請號: 201510505564.5
• 申請日: 2015-08-18
• 公開（公告）號: CN105089913A
• 公開（公告）日: 2015-11-25
• 發明（設計）人: 李建芳
• 申請（專利權）人: 李建芳
• 主分類號: F03B13/06
• 分類號: F03B13/06
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明屬于水力發電技術領域，具體涉及到一種循環水力發電機組。

背景技術

水力發電，是將水能轉換為電能的工程建設和生產運行等技術經濟問題的科學技術。水力發電利用的水能主要是蘊藏于水體中的位能。為實現將水能轉換為電能，需要興建不同類型的水電站。

水力發電系(Hydroelectricpower)利用河流、湖泊等位于高處具有勢能的水流至低處，將其中所含勢能轉換成水輪機之動能，再借水輪機為原動力，推動發電機產生電能。利用水力(具有水頭)推動水力機械(水輪機)轉動，將水能轉變為機械能，如果在水輪機上接上另一種機械(發電機)隨著水輪機轉動便可發出電來，這時機械能又轉變為電能。水力發電在某種意義上講是水的位能轉變成機械能，再轉變成電能的過程。因水力發電廠所發出的電力電壓較低，要輸送給距離較遠的用戶，就必須將電壓經過變壓器增高，再由空架輸電線路輸送到用戶集中區的變電所，最后降低為適合家庭用戶、工廠用電設備的電壓，并由配電線輸送到各個工廠及家庭。

水力發電的基本原理是利用水位落差，配合水輪發電機產生電力，也就是利用水來發電。

三峽大壩的位能轉為水輪的機械能，再以機械能推動發電機，而得到電力。科學家們以此水位落差的天然條件，有效的利用流力工程及機械物理等，精心搭配以達到最高的發電量，供人們使用廉價又無污染的電力。

目前，4種類按集中落差的方式分類，有：堤壩式水電廠，引水式水電廠，混合式水電廠，潮汐水電廠和抽水蓄能電廠。

按徑流調節的程度分類，有：無調節水電廠和有調節水電廠。

按照水源的性質，一般稱為常規水電站，即利用天然河流、湖泊等水源發電。

按水電站利用水頭的大小，可分為高水頭(70米以上)、中水頭(15-70米)和低水頭(低于15米)水電站。

按水電站裝機容量的大小，可分為大型、中型和小型水電站。一般將裝機容量在5,000kW以下的稱為小水電站，5,000至100,000kW的稱為中型水電站，10萬kW或以上的稱為大型水電站或巨型水電站。

流程慣常水力發電的流程為：河川的水經由攔水設施攫取后，經過壓力隧道、壓力鋼管等水路設施送至電廠，當機組須運轉發電時，打開主閥(類似家中水龍頭之功能)，后開啟導翼(實際控制輸出力量的小水門)使水沖擊水輪機，水輪機轉動后帶動發電機旋轉，發電機加入勵磁后，發電機建立電壓，并于斷路器投入后開始將電力送至電力系統。如果要調整發電機組的出力，可以調整導翼的開度增減水量來達成，發電后的水經由尾水路回到河道，供給下游的用水使用。

水能是一種取之不盡、用之不竭、可再生的清潔能源。但為了有水力發電效利用天然水能，需要人工修筑能集中水流落差和調節流量的水工建筑物，如大壩、引水管涵等。因此工程投資大、建設周期長。但水力發電效率高，發電成本低，機組啟動快，調節容易。由于利用自然水流，受自然條件的影響較大。水力發電往往是綜合利用水資源的一個重要組成部分，與航運、養殖、灌溉、防洪和旅游組成水資源綜合利用體系。

水力發電是再生能源，對環境沖擊較小。除可提供廉價電力外，還有下列之優點：控制洪水泛濫、提供灌溉用水、改善河流航運，有關工程同時改善該地區的交通、電水力發電力供應和經濟，特別可以發展旅游業及水產養殖。美國田納西河的綜合發展計劃，是首個大型的水利工程，帶動整體的經濟發展。

但當前的水電站還具有如下缺點：

(1)因地形上之限制無法建造太大之容量，單機容量為300MW左右；

(2)建廠期間長，建造費用高；

(3)因設于天然河川或湖沼地帶易受風水之災害，影響其他水利事業。電力輸出易受天候旱雨之影響；

(4)建廠后不易增加容量；

(5)生態破壞：大壩以下水流侵蝕加劇，河流的變化及對動植物的影響等；

(6)需筑壩移民等，基礎建設投資大；

(7)下游肥沃的沖積土因沖刷而減少。

而產生的生態影響也是巨大的。主要體現于：需要淹沒廣泛上游領域的水壩，能夠破壞生物的多樣性、有生產力的低地、沿江河谷森林、濕地和草原，為水力發電而建設的水庫能夠引起周邊地區棲息地的細碎化和導致水土流失的惡化。