专利名称：多机高效梯式水利发电站的制作方法
技术领域：
多机高效梯式水利发电站技术领域：
[0001]本实用新型涉及一种发电站，特别是一种适合于峡谷、山区、平原地区等洪水经常泛滥成灾地方建站发电的多机高效梯式水利发电站。背景技术：
[0002]能源是国民经济和社会发展所不可缺少的生产要素和物质基础，随着工业和科技的迅猛发展，能源紧缺的问题日益凸现出来，这种状况将难以满足持续快速增长的能源需求。在各种可用能源中，电能通常是通过其它能源转换而成的，例如风力发电、火力发电和水利发电等等，然而现有的常规发电站已经满足不了现在和将来的国家建设和工业发展需要。水利发电是运用得较多的一种发电方式，现有的水利发电站，大多是利用水位差产生的强大水流所具有的动能进行发电，因此，一般需要在川流筑坝截水以抬高水头，从而形成足够大的落差，落差越大，发电效率也就越高。但是，这种发电站少雨季节只有较小的储存容量，遇到干旱时节更是无法正常发电；而且为保证足够大落差，需要合适的地势或者建筑高大的水坝，容易受到地形的限制或者需要付出巨大的建设资本；再者，在同一水坝下方，通常只设置一级发电机组，水能利用率低，造成了能量浪费。另外，我国每年进入汛期后，洪水都会给国家和个人造成不可估量的生命和财产损失，如果能科学利用洪水资源来提高水利的发电效率，则将会变灾难为财富。
实用新型内容[0003]本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种多机高效梯式水利发电站，其不受气候条件和地理条件的限制，能利用水源进行循环发电，并且具有高输出发电功率。[0004]本实用新型的目的是这样实现的它包括电站基体、基体支柱、回水池、蓄水池、供水泵和发电机组和固定发电机基体，电站基体设置于回水池上方，基体支柱固定回水池内支撑电站基体，电站基体的一侧设置有两个以上的蓄水池，蓄水池呈阶梯状排列至电站基体的顶部，相邻的两个蓄水池均由供水泵和输水管道连通，回水池与位于最底部的一个蓄水池经供水泵和输水管道连通；电站基体的另一侧并列设置由两组以上的发电机组，发电机组由上至下依次布置在同一斜面上，发电机组包括依次相连接的杠杆式水轮机、增速机和发电机，增速机和发电机安装于固定发电机基体上，杠杆式水轮机安装于电站基体上并依次相接；在顶部蓄水池的底部设置有泄流口，位于最上方的杠杆式水轮机安装于泄流口处；[0005]上述多机高效梯式水利发电站中，所述杠杆式水轮机包括水轮主轴、转筒、叶片、 终端挡水板，水轮主轴与转筒固定连接并置于转筒的轴线处，转筒的外部阵列布设有叶片， 在水轮主轴上套设有封闭转筒两端的终端挡水板，终端挡水板外缘与电站基体相结合，终端挡水板的外径大于等于叶片外缘的直径，相邻叶片、转筒和两侧终端挡水板围合成载水的水斗；转筒内布设有杠力空间；[0006]上述多机高效梯式水利发电站中，所述叶片呈弯曲形状；[0007]上述多机高效梯式水利发电站中，所述杠力空间的中间呈拱型；[0008]上述多机高效梯式水利发电站中，在水轮主轴上于终端挡水板的外侧设置有助力装置，助力装置由Z形助力器绕水轮主轴阵列设置组成，Z形助力器内设有载水舱；[0009]上述多机高效梯式水利发电站中，所述终端挡水板与电站基体的结合部均设有相应的密封槽，密封槽内置有密封条；[0010]上述多机高效梯式水利发电站中，在电站基体和终端挡水板的外侧设置有二次挡板，二次挡板内镶嵌有防水橡胶圈，二次挡板由膨胀螺丝固定于电站基体上；[0011]上述多机高效梯式水利发电站中，所述蓄水池的顶部设置有封闭蓄水池的蓄水池平台，蓄水池平台上置有伸入蓄水池内的水位标，蓄水池平台上还安装有水位监视仪和警报装置；[0012]上述多机高效梯式水利发电站中，在杠杆式水轮机和增速机之间连接有离合装置；[0013]上述多机高效梯式水利发电站中，所述供水泵设置于靠近蓄水池底部的位置处。[0014]本实用新型的有益效果在于可收集和存储雨水和洪水等水资源，变害为利，并且使所收集的水资源能往复循环利用，从而保障有足够的水资源来驱动大型发电机组运行， 并通过增速机来实现高输出的发电量；大量的杠力空间能产生大量的力能转换为电能，杠力空间呈拱型状还可减轻水轮机中间负担，水产生的能量分配到发电的一端，而使发电机直接受力，而另一端起到助力作用，使水轮功能发挥至极，获取更多的电能源；水轮机通过杠杆原理带动水轮主轴转动，水轮主轴到水进入水斗内的着力处形成力矩越大，水轮机的效率越高，同时，一次性供水可驱动多台大型发电机组运行发电，以最小的、最低的输入，产生出最大的最高的输出电能，因此，本新型的发电站不必为形成大水头而建设一个很高的水坝，有利于节省建设资本；分两侧分别设置阶梯式蓄水池和发电机组，有利于减少土地使用面积；另外，蓄水池的全封闭结构，可保持动静水份不蒸发，确保大旱特旱十年，每台发电机组正常运行发电，有足够的水源供发电厂使用；本实用新型的结构简单，不受气候条件和地理条件的小织，无论酷热的南方和严寒的北方，无论峡谷、山区、平原均可建站，海岸、湖泊、江、河、洋任选任建。电站除了高效率以外，还可以为火力发电机组提供足够的冷却水 (从基底部回水池中提取)，从而告别了冷却水塔，又告别了耗能的历史。
[0015]
以下结合附图详述本实用新型的具体结构[0016]图1是本实用新型多机高效梯式水利发电站的结构示意图[0017]图2是本实用新型中发电机组的安装连接示意图[0018]图3是如图2所示A-A方向的剖视图[0019]图4是杠杆式水轮机的侧面视图[0020]图5是如图4所示B-B方向的剖视图[0021]图6是助力装置中的助力舱的内部结构示意图[0022]图7是水轮机终端挡水板与电站基体之间密封、稳固结构的示意图[0023]图8是密封条和二次挡板的安装结构示意图[0024]图中1、杠杆式水轮机；2、电站基体；3、蓄水池；4、水位监视仪；5、水位标；6、警报装置；7、蓄水池平台；8、供水泵；9、基体支柱；10、回水池；11、水轮主轴；12、杠力空间； 13、叶片；14、助力装置；15、离合装置；16、增速机；17、发电机；18、固定发电机基体；19、转筒；20、终端挡水板；21、密封槽；22、Z形助力器；23、载水舱；24、密封条；25、二次挡板；26、膨胀螺丝。
具体实施方式
[0025]如图1和图2所示，本实用新型的多机高效梯式水利发电站主要由电站基体2、基体支柱9、回水池10、蓄水池3、供水泵8、发电机组、固定发电机基体18和监测警报装置组成，其中，发电机组包括依次连接的杠杆式水轮机1、增速机16和发电机17。电站基体2设置于回水池10的上方，回水池10内固定有若干用于支撑电站基体2的基体支柱9。电站基体2的一侧设置有多个蓄水池3，所述蓄水池3呈阶梯状排列至电站基体2的顶部，相邻的两个蓄水池3由供水泵8和输水管道连通，回水池10亦通过供水泵8和输水管道与最底部的一个蓄水池3相连通，从而可将回水池10的水资源逐阶向上层的蓄水池3供水。供水泵 8给水方式以低扬程大流量为原则，其设置于靠近蓄水池3底部的位置出，供水泵8的入口和出口分别通过输水管道连接至相邻的池子内。在电站基体2的另一侧并列设置若干大型发电机组，发电机组由上至下依次布置在同一斜面上，发电机组中的杠杆式水轮机1安装于电站基体2上，而增速机16和发电机17则安装于与电站基体2相互连接成一体的固定发电机基体18上。杠杆式水轮机1由上至下依次连接(参见图幻，并使各杠杆式水轮机1 的轴线处在同一倾斜面上。顶部的蓄水池3在其底部位于发电机组一侧开设有泄流口，最上方的杠杆式水轮机1设置于泄流口处以装载充足的水资源。泄流口开始泄流后，水首先驱动最上方的杠杆式水轮机1转动，杠杆式水轮机1转动的同时带动增速机16和发电机17 进行转动，从而实现发电；上一阶的水轮机的转动将水流往下传递，依次驱动各阶的水轮机转动后，实现多台发电机组并联运行发电。优选的，在增速机16和杠杆式水轮机1之间连接有离合装置15，如此可以单机故障单机修理，不影响电站中其它发电机组运行发电。另外，为了降低水资源的蒸发或避免水冻结，在各蓄水池3的顶部设置有封闭蓄水池3的蓄水池平台7。进一步的，蓄水池平台7上置有伸入蓄水池3内的水位标5，蓄水池平台7上还安装有水位监视仪4和警报装置6，当蓄水池4内水位过高或过低时，均能及时报警通知而及时解决处理。[0026]如图4至图6所示，不同于常规的水轮机，本新型中的杠杆式水轮机2由水轮主轴 11、转筒19、叶片13、终端挡水板20和外悬挂的助力装置14组成。水轮主轴11与转筒19 固定连接并置于转筒19的轴线处，转筒19的外部阵列布设有若干叶片13，在水轮主轴11 上套设有封闭转筒19两端的终端挡水板20，终端挡水板20外缘与电站基体2相结合，终端挡水板20的外径大于等于叶片13外缘的直径，相邻叶片13、转筒19和两侧终端挡水板20 围合成载水的水斗，所述水斗的蓄水空间大，可装载足够的水资源发电。另外，转筒19内布设有大量的杠力空间12，以确保水轮机转动时释放出大量的力能来转换大量的电能量。两端的挡板是载水容器，挡板里面是水能，挡板外面可悬挂助力装置14，助力装置14由Z形助力器22绕水轮主轴11阵列设置组成，Z形助力器22内设有载水舱23，载水舱23内有部分水能。助力装置14内的水随着水轮机转动而处于不同位置，如果不需要动时，水能收缩到中心部位，而需要产生力能，水可流向外径释放能量，产生助力作用。顶部蓄水池3内的水经泄流口落入正对泄流口的水斗内，由于水斗偏离水轮机中心，在水本身的重量和水流对叶片13的作用力下，水轮主轴11到水进入水斗内的着力处形成足够大的力矩，驱动水轮机转动。装载有水的水斗转动到开口向下状态时，水斗内的水就会倒出，进入到下一阶的水轮机，依次传递到最底部的水轮机后流回到回水池10内，供水泵8再将回水池10内水逐阶抽送到顶部蓄水池3中，再连续通过顶部蓄水池3的水驱动杠杆式水轮机1转动，以此周而复始，实现水资源的循环利用。优选的，杠力空间12呈拱型状，以减轻水轮机中间负担，水产生的能量分配到发电的一端，而使发电机17直接受力，而另一端起到助力作用，使水轮机功能发挥至极，获取更多的电能源。进一步的，叶片13呈弯曲形状，可延长水在水斗中的存留时间，提高水资源的利用率。[0027]如图7和图8所示，在电站基体2和终端挡水板20的外侧设置有二次挡板25，二次挡板25内镶嵌有防水橡胶圈，二次挡板25由膨胀螺丝沈固定于电站基体2上，可将挡板牢牢固定在水轮机外缘。另外，终端挡水板20与电站基体2的结合部还设有相应的密封槽21，密封槽21内置有密封条对，确保后一台机组安全运行。[0028]使用时，先将收集来的大量洪水蓄存在多个池内沉淀过滤后，把合格的纯净水输送到底部回水池10中，当回水池10水量饱和以后，开始启动与其相连的供水泵8给最下方的蓄水池3供水，最下方的蓄水池3饱和后，再启动与之相连的供水泵8给与之相邻的上一阶蓄水池3供水，随后依次向上抽水直至顶部蓄水池3饱和以后，顶部蓄水池3开始泄流。 泄流而下的水驱动发电站顶端第一台机组开始运行工作，随着发电量增高、电磁感应也就越强，阻力也就越大，水轮机吸水量也就越多，发电量也就越高，以至形成良性循环。顶端第一台机组叶轮半径运行饱和以后，第二台机组水轮机开始旋转，紧接着第二台机组把第一台机组水轮机的水量传递到第三台，依次向下传递到最底部的发电机组后，水又回到回水池内，开始进行第二个循环周期。[0029]值得一提的是，水质是发电站安全运行的关键，当洪水来临时，应及时抢收储备， 提倡多建储备库，确保全年不停产。[0030]以上所描述的仅为本实用新型的较佳实施例，本实用新型不限于上述实施方式， 凡本领域的普通技术人员根据以上描述所做的任何润饰、修改或等同替换，均属于本新型所保护的范围。
权利要求1.一种多机高效梯式水利发电站，其特征在于它包括电站基体、基体支柱、回水池、 蓄水池、供水泵和发电机组和固定发电机基体，电站基体设置于回水池上方，基体支柱固定回水池内支撑电站基体，电站基体的一侧设置有两个以上的蓄水池，蓄水池呈阶梯状排列至电站基体的顶部，相邻的两个蓄水池均由供水泵和输水管道连通，回水池与位于最底部的一个蓄水池经供水泵和输水管道连通；电站基体的另一侧并列设置由两组以上的发电机组，发电机组由上至下依次布置在同一斜面上，发电机组包括依次相连接的杠杆式水轮机、 增速机和发电机，增速机和发电机安装于固定发电机基体上，杠杆式水轮机安装于电站基体上并依次相接；在顶部蓄水池的底部设置有泄流口，位于最上方的杠杆式水轮机安装于泄流口处。
2.根据权利要求1所述的多机高效梯式水利发电站，其特征在于杠杆式水轮机包括水轮主轴、转筒、叶片、终端挡水板，水轮主轴与转筒固定连接并置于转筒的轴线处，转筒的外部阵列布设有叶片，在水轮主轴上套设有封闭转筒两端的终端挡水板，终端挡水板外缘与电站基体相结合，终端挡水板的外径大于等于叶片外缘的直径，相邻叶片、转筒和两侧终端挡水板围合成载水的水斗；转筒内布设有杠力空间。
3.根据权利要求2所述的多机高效梯式水利发电站，其特征在于叶片呈弯曲形状。
4.根据权利要求2所述的多机高效梯式水利发电站，其特征在于杠力空间的中间呈拱型。
5.根据权利要求2所述的多机高效梯式水利发电站，其特征在于在水轮主轴上于终端挡水板的外侧设置有助力装置，助力装置由Z形助力器绕水轮主轴阵列设置组成，Z形助力器内设有载水舱。
6.根据权利要求2所述的多机高效梯式水利发电站，其特征在于终端挡水板与电站基体的结合部均设有相应的密封槽，密封槽内置有密封条。
7.根据权利要求6所述的多机高效梯式水利发电站，其特征在于在电站基体和终端挡水板的外侧设置有二次挡板，二次挡板内镶嵌有防水橡胶圈，二次挡板由膨胀螺丝固定于电站基体上。
8.根据权利要求1所述的多机高效梯式水利发电站，其特征在于蓄水池的顶部设置有封闭蓄水池的蓄水池平台，蓄水池平台上置有伸入蓄水池内的水位标，蓄水池平台上还安装有水位监视仪和警报装置。
9.根据权利要求1所述的多机高效梯式水利发电站，其特征在于在杠杆式水轮机和增速机之间连接有离合装置。
10.根据权利要求1所述的多机高效梯式水利发电站，其特征在于供水泵设置于靠近蓄水池底部的位置处。
专利摘要本实用新型公开了一种多机高效梯式水利发电站，它包括电站基体、基体支柱、回水池、蓄水池、供水泵和发电机组，电站基体设置于回水池上方，基体支柱固定回水池内支撑电站基体，电站基体的一侧设置有呈阶梯状排列至电站基体的顶部的蓄水池，相邻的两个池子问供水泵和输水管道连通；电站基体的另一侧并列设置由两组以上的发电机组，发电机组由上至下依次布置在同一斜面上，发电机组包括依次相连接的杠杆式水轮机、增速机和发电机，杠杆式水轮机安装于电站基体上并依次相接；在顶部蓄水池的底部设置有泄流口，位于最上方的杠杆式水轮机安装于泄流口处。本实用新型不受气候条件和地理条件的限制，能利用水源进行循环发电，并且具有高输出发电功率。
文档编号F03B11/00GK202284516SQ20112040555
公开日2012年6月27日 申请日期2011年10月21日 优先权日2011年10月21日
发明者宁日清 申请人:宁日清