[發(fā)明專利]一種提高水電站技術(shù)供水可靠性的系統(tǒng)及方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811377072.2
• 申請日: 2018-11-19
• 公開（公告）號: CN109268194A
• 公開（公告）日: 2019-01-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張建元;王偉;雒青;常東鋒;黃嘉駟;張學(xué)延
• 申請（專利權(quán)）人: 西安西熱節(jié)能技術(shù)有限公司
• 主分類號: F03B11/00
• 分類號: F03B11/00;F03B11/08;F03B13/00;E02B9/00
• 代理公司: 西安智大知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所 61215
• 代理人: 何會(huì)俠

本發(fā)明公開了一種提高水電站技術(shù)供水可靠性的系統(tǒng)及方法，該系統(tǒng)包括由穩(wěn)壓水池、循環(huán)水泵、第一閥門、冷卻設(shè)備、第二閥門和開式換熱器組成的閉式冷卻系統(tǒng)，由引水隧道、壓力鋼管取水閥門、濾水器、第三閥門、噴淋裝置、沉沙池、穩(wěn)壓水池、第五閥門、冷卻設(shè)備、第六閥門和排水裝置組成的開式冷卻系統(tǒng)，以及由壓力鋼管取水閥門、濾水器、第三閥門、噴淋裝置、開式換熱器、沉沙池、第四閥門和排水裝置組成的散熱系統(tǒng)；本發(fā)明還公開了該系統(tǒng)的工作方法；本發(fā)明適用于水質(zhì)較差或水質(zhì)隨季節(jié)變化比較明顯的水電站，能夠解決因水中泥沙、懸浮物較多而造成的冷卻設(shè)備堵塞問題，同時(shí)消除了可能出現(xiàn)的堵塞問題轉(zhuǎn)移現(xiàn)象，顯著提高了水電站技術(shù)供水系統(tǒng)的可靠性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于水電站技術(shù)供水系統(tǒng)領(lǐng)域，具體涉及一種可以提高水電站技術(shù)供水可靠性的系統(tǒng)及方法，能夠解決開式系統(tǒng)可能造成的冷卻設(shè)備堵塞問題，同時(shí)可以消除堵塞問題轉(zhuǎn)移現(xiàn)象。

背景技術(shù)

水電站通過將高位水源引入廠房推動(dòng)水輪發(fā)電機(jī)進(jìn)行發(fā)電，然后將水排至低位尾水隧洞中，是一種清潔能源發(fā)電技術(shù)。至2017年底，我國水電裝機(jī)3.41億千瓦，約占全部電力裝機(jī)的19.2％，2017年水電發(fā)電量11945億千瓦時(shí)，約占全部發(fā)電量的18.5％。水電站技術(shù)供水系統(tǒng)的主要作用是冷卻機(jī)組配套的各種機(jī)電設(shè)備，主要包括發(fā)電機(jī)空氣冷卻器、發(fā)電機(jī)推力軸承和導(dǎo)軸承、水輪機(jī)導(dǎo)軸承、主變壓器等，從而保障其安全穩(wěn)定運(yùn)行。

水電站一般建設(shè)在地勢落差較大的山地、河流區(qū)域，其技術(shù)供水系統(tǒng)的水源一般為用于發(fā)電的自然水，根據(jù)電站水質(zhì)條件的不同，采用的冷卻方式可以分為開式系統(tǒng)和閉式系統(tǒng)。當(dāng)河流水質(zhì)條件較好時(shí)，經(jīng)常采用開式系統(tǒng)，即從引水隧洞取水經(jīng)過一定過濾處理后直接用于設(shè)備冷卻，或取水后先通往沉沙池進(jìn)行沉淀然后用于設(shè)備冷卻，該系統(tǒng)設(shè)備較少、運(yùn)行成本低；當(dāng)河流水質(zhì)條件比較差時(shí)，譬如泥沙和白色污染較多(尤其是在汛期)，為防止冷卻設(shè)備堵塞、保證機(jī)組正常發(fā)電，可采用閉式系統(tǒng)，即冷卻水通過循環(huán)泵、散熱器、穩(wěn)壓水箱等設(shè)備構(gòu)成閉合回路，河水不直接與冷卻設(shè)備接觸，該系統(tǒng)設(shè)備較多、運(yùn)行成本高，并且對空間位置有特殊的要求。

授權(quán)專利CN206591566U提出了一種水電站開閉式結(jié)合的技術(shù)供水系統(tǒng)，該專利可以在水質(zhì)隨季節(jié)變化時(shí)切換運(yùn)行方式，但是換熱器的堵塞問題并沒有得到根本解決，只是由冷卻設(shè)備轉(zhuǎn)移至了外置換熱器。授權(quán)專利CN207652235提出了一種串并聯(lián)運(yùn)行的技術(shù)供水系統(tǒng)，主要目的是節(jié)約整體冷卻水用量。授權(quán)專利CN102518094A提出了一種多泥沙河流水電站水輪發(fā)電機(jī)組技術(shù)供水系統(tǒng)，該方法要求配備地下水源泵站，在水質(zhì)較差時(shí)利用地下水對設(shè)備進(jìn)行冷卻。

國內(nèi)很多已建成的水電站都采用了開式技術(shù)供水系統(tǒng)，為降低冷卻水中的泥沙和白色污染含量，一般會(huì)在水電站高位處設(shè)置沉沙池。隨著時(shí)間積累以及上游河流污染加重，經(jīng)過沉沙池的冷卻水仍然會(huì)造成冷卻設(shè)備堵塞，同時(shí)沉沙池的打撈清掃工作十分頻繁，增加了系統(tǒng)的維護(hù)難度。現(xiàn)有的升級改造思路是將開式系統(tǒng)改造為閉式系統(tǒng)，其中將閉式系統(tǒng)的散熱器置于尾水隧洞之中，但是對于已建成的電站，需要對本體混凝土結(jié)構(gòu)進(jìn)行開挖，施工風(fēng)險(xiǎn)較大；此外可能會(huì)造成系統(tǒng)與尾水隧洞的連接處漏水，并且散熱器只能在機(jī)組大修時(shí)才能進(jìn)行維護(hù)，一旦散熱器出現(xiàn)問題將造成機(jī)組停機(jī)。

發(fā)明內(nèi)容

為解決由于水中泥沙、漂浮物過多造成冷卻設(shè)備堵塞的問題，本發(fā)明的目的在于提供一種提高水電站技術(shù)供水系統(tǒng)可靠性的系統(tǒng)及方法，該系統(tǒng)方法消除了閉式冷卻系統(tǒng)中可能出現(xiàn)的堵塞問題轉(zhuǎn)移現(xiàn)象，與將外置換熱器置于尾水隧道中相比，極大的降低了施工風(fēng)險(xiǎn)和維護(hù)難度，該方法充分利用水電站原有設(shè)備基礎(chǔ)，具有施工難度小、投資成本低、維護(hù)方便的優(yōu)勢。

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：