[發明專利]高壩水電站虹吸式水力發電系統

在審

• 申請號: 201710197548.3
• 申請日: 2017-03-29
• 公開（公告）號: CN106836155A
• 公開（公告）日: 2017-06-13
• 發明（設計）人: 朱安心
• 申請（專利權）人: 朱安心
• 主分類號: E02B9/00
• 分類號: E02B9/00;E02B9/02;F03B13/08
• 代理公司: 上海領洋專利代理事務所(普通合伙)31292
• 代理人: 羅曉鵬

技術領域

本發明涉及高壩水電站水力發電水能利用率研究技術領域，尤其涉及一種高壩水電站虹吸式水力發電系統。

背景技術

高壩水電站是能將水能轉換為電能的綜合工程設施，一般由擋水、泄水建筑物形成的水庫、水電站引水系統、發電廠房及機電設備等組成。通過將高壩水電站水庫的高水位水經引水系統推動水輪連續發電機組產生電能，再經升壓變壓器、開關站和輸電線路輸入電網，以供其他設備使用。

對于高壩水電站，如長江三峽水電站、溪洛渡水電站等超高壩水電站，其具有巨大的水能，但是現有的水力發電系統均存在水能利用率較低的問題。現有的水電站的水力發電系統僅在水道底部配置一臺水力渦輪發電機機組，而機組裝機存在總容量較小的問題，根本無法對水能進行充分的利用，目前，長江三峽水電站水力發電的發電率僅約50％。同時，現有的水力發電系統采用的水力渦輪機在運轉時，水力渦輪機一半的葉片會形成反向水流，從而對渦輪機產生逆勢影響，降低了水力渦輪機的工作效率，影響了整機機組的工作效率。

發明內容

本發明針對現有技術中的高壩水電站采用的水力發電系統存在水能利用率較低，不能充分地將水能轉化為電能等缺陷，目的在于提供一種改進現有的高壩水電站虹吸式水力發電系統，有效地提高現有高壩水電站水能利用率。

實現上述目的的技術方案是：

本發明的高壩水電站虹吸式水力發電系統，具有一固設于所述高壩水電站水庫中的主壩體，所述主壩體一側固設若干用于流入所述高壩水電站水庫高程蓄水的全封閉式進水通道，另一側固設若干用于流出所述高壩水電站水庫高程蓄水實現水力發電的全封閉式出水通道，所述主壩體內設有一可同時與所述高壩水電站水庫、所述出水通道貫通的全封閉式第一中間通道，

所述主壩體內位于所述第一中間通道上方從上而下依次設有一可同時與所述進水通道、所述出水通道貫通的全封閉式第二中間通道和一可同時與所述進水通道、所述出水通道貫通的全封閉式第三中間通道；

所述出水通道具有一可與所述第二中間通道的出水端、所述第三中間通道的出水端均貫通的且固設于所述主壩體側壁的立式全封閉式第一出水通道和一與所述第一出水通道出水端固定連接且可與所述第一出水通道、所述第一中間通道貫通的斜向設置的全封閉式第二出水通道；

所述第一出水通道外表面固設一用于將所述進水通道、所述第二中間通道、所述第三中間通道和所述第一出水通道抽為真空的第一真空泵，利用所述水庫的水壓與抽為真空后的所述進水通道內的壓差將所述水庫中的高程蓄水快速吸入所述進水通道，進而流入所述出水通道實現虹吸式水力發電。虹吸是利用液面高度差的作用力現象，虹吸的實質是因為重力、分子間粘聚力和負壓引流作用力而產生。

所述第二出水通道外表面固設一用于將所述第二出水通道抽為真空的第二真空泵，用于加快流入所述第二出水通道的水流流速，提高水能利用率。

所述第二出水通道內設有若干將流入所述第二出水通道的高程蓄水的動能轉化成電能的連續發電機組。

所述連續發電機組為具有若干均勻分布于所述出水通道內的水力渦輪機的連續發電機組，所述水力渦輪機經由流入所述第二出水通道的高程蓄水帶動產生機械能，進而將所述水力渦輪機產生的機械能轉化為電能。

所述第一中間通道具有二分別設于所述第一中間通道進水端和出水端的用于控制高程蓄水水流啟閉的第一閥門，所述第二中間通道具有二分別設于所述第二中間通道進水端和出水端的用于控制高程蓄水水流啟閉的第二閥門，所述第三中間通道具有二分別設于所述第三中間通道進水端和出水端的用于控制高程蓄水水流啟閉的第三閥門，所述進水通道具有二設于所述進水通道進水端的用于控制高程蓄水水流啟閉的第四閥門，所述第一出水通道具有二設于所述第一出水通道出水端的用于控制高程蓄水水流啟閉的第五閥門；

所述進水通道、所述第一中間通道、所述第二中間通道、所述第三中間通道和所述第一出水通道分別經由所述第四閥門、所述第一閥門、所述第二閥門、所述第三閥門和所述第五閥門實現各自通道的全封閉式狀態。

所述第二出水通道遠離所述主壩體一端的下表面固設一位于所述高壩水電站水庫水面以下的用于維持所述第二出水通道遠離所述主壩體一端使用壽命的緩沖區。

所述緩沖區具有一直接流入流經所述渦輪機的水流的第一緩沖單元、一用于流入經由所述第一緩沖單元緩沖的落水洞口、一與所述第一緩沖單元一體成型且與所述落水洞口貫通的L形第二緩沖單元和一用于流出經由所述第二緩沖單元緩沖的出水口。