[發明專利]一種渦扇水輪加力發電系統

有效

• 申請號: 201810832754.1
• 申請日: 2018-07-25
• 公開（公告）號: CN109162855B
• 公開（公告）日: 2021-05-04
• 發明（設計）人: 黃飛靈;黃文敏
• 申請（專利權）人: 黃飛靈
• 主分類號: F03B1/02
• 分類號: F03B1/02;F03B1/00;F03B11/02;F03B11/00;F03B13/06
• 代理公司: 廣州嘉權專利商標事務所有限公司 44205
• 代理人: 胡輝

本發明公開了一種渦扇水輪加力發電系統，包括引水管、加壓水箱、高揚程水泵、電磁控制閥、排水管和渦扇水輪發電機，渦扇水輪發電機包括發電機和渦扇水輪，渦扇水輪包括多個發散的葉片，葉片之間形成水斗，渦扇水輪的外周設置有側殼及曲殼，曲殼上間隔設置有水流入口A、水流出口B及加壓口C，加壓口C與加壓水箱連通。渦扇水輪呈豎向設置，水斗內的水經水流出口B流出，在約半周的轉動的過程中，水斗內的水很好的將自身的勢能轉化為動能，增加了重力的部分做功，提高了能源的利用率。同時，加壓水箱內添加有水并形成一定高度的水頭，該水頭持續的作用在渦扇水輪葉片的表面，進而提供一個驅動渦扇水輪轉動的恒定轉矩，達到提高發電的效果。

技術領域

本發明涉及水力發電技術領域，特別是涉及一種渦扇水輪加力發電系統。

背景技術

隨著科學技術日新月異的發展，人們對電力的需求越來越大。相比較而言，燃煤發電會污染環境，核電站存在由地震導致核事故發生的可能，光伏發電易受天氣的影響，導致發電不穩定，風力發電同樣受氣候影響較大，而水力發電最清潔、安全，相對光伏發電和風力發電要更穩定。

然而，目前中國水力發電還不到總發電量的27%，而且需要修筑大壩，而大壩不可能無限制的修高，無論是反擊型或是沖擊型水輪機發電，都是利用水壩抬高水位，產生的水頭壓力（或水頭轉換的沖擊力）帶動水輪旋轉，水輪帶動發電機旋轉發電。發電機的旋轉需要旋轉軸力，旋轉軸力包括做功和不做功兩部分，其中摩擦阻力以及發電機轉子與線圈產生的反向力部分均不做功。大功率發電機不做功部分所占旋轉軸力的比例很大，這就是為什么小水頭大壩無法帶大功率發電機發電的根本原因。為了充分利用水壩產生的水頭推動水輪旋轉并產生旋轉軸力，現有的發電水輪機都是水平安裝，這樣可利用的水頭最大，但是，這也限制了水輪機只能利用水庫水壩產生的水頭的局限性，低水頭的水庫大壩產生的旋轉軸力小，只能帶動小型發電機發電；為了提高水庫大壩的發電效率，設想提供一種可預先抵消發電機不做功部分的旋轉軸力，使得水庫大壩水頭產生位能實現全部做功的辦法——給水輪機葉片提供預壓力即是本發明所要解決的問題。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種水力利用率較高的渦扇水輪加力發電系統。

為解決上述技術問題所采用的技術方案：一種渦扇水輪加力發電系統，包括用于收集水源的引水管、加壓水箱及渦扇水輪發電機，所述渦扇水輪發電機設置在引水管的下游端，所述渦扇水輪發電機包括同軸轉動的發電機和渦扇水輪，所述渦扇水輪在豎向平面內轉動，所述渦扇水輪包括多個呈間隔分布的且由中心向四周發散的葉片，相鄰的葉片之間形成水斗，所述渦扇水輪的外周密封設置有外殼，所述外殼包括緊靠設置在渦扇水輪兩側的側殼以及渦扇水輪外周的曲殼，所述曲殼上間隔設置有水流入口A、水流出口B以及加壓口C，所述水流入口A位于曲殼的上部一側且與引水管連通，所述水流出口B的位于曲殼的下部，所述加壓口C位于曲殼的上部另一側且連通有一個加壓腔，所述加壓腔通過加壓管道與加壓水箱連通，所述加壓管道上設有第一電磁控制閥門，所述加壓水箱連接有排水管，所述排水管上設有第二電磁控制閥門；位于水流入口A和加壓口C之間的曲殼以及位于加壓口C和水流出口B之間的曲殼均至少可覆蓋一個完整的水斗的開口。

進一步地，所述葉片的數量為12個，所述水流入口A和加壓口C的開口寬度均設置在2~3個水斗的寬度之間。

進一步地，所述加壓水箱為高位水箱，所述高位水箱連接有高揚程水泵，所述高揚程水泵把水庫水源泵送至高位水箱內，高位水箱與排水管連接，以控制高位水箱的水位高度，高位水箱通過加壓管道與加壓腔連通。

進一步地，所述加壓水箱為低位針筒式水箱，所述低位針筒式水箱的底部設有伸入至加壓管道內的針管，所述針管的底部通過活塞實現封堵，所述活塞與加壓管道內壁密封連接，所述低位針筒式水箱與加壓管道之間設置有若干個液壓千斤頂，所述液壓千斤頂的頂部抵頂在低位針筒式水箱的底部，所述液壓千斤頂的底部抵頂在加壓管道的頂部，所述加壓管道與針筒式水箱之間連通有補水管道，所述補水管道上設有第三電磁控制閥門。