本发明涉及一种增压不耗能高效清洁新能源高压水力发电系统，关键涉及水循环增压不耗能的增压装置和其它类型的装置，还涉及水轮发电机、水泵或水泵水轮机、配套设备设施及配件。其特点是：水循环增压不耗能降低发电耗水率高压水力发电系统的工作原理，采用水循环增压不耗能增压装置产生的高压水流驱动水轮发电机做功发电，发电排出来的水经水泵或水泵水轮机再输送至水增压装置增压，达到水循环增压实现高压水力发电。本系统的核心技术是采用各种增压装置使水增压不耗能。采用气水增压装置增压不耗能的技术原理，在气水增压装置的增压器中，在喷嘴之下的空间是水，水不被压缩。在喷嘴之上的空间是空气，而空气所占的空间在不同容量的增压器中比上层蓄水的容积至少小10倍20倍或30倍以上，随着上层的蓄水经锥形喷嘴喷入增压器，喷嘴之上的空气被压缩容积缩小而对水产生压强提高水的压力。空气容积每压缩10m3，对水可产生1mpa的压力。在运行时，蓄水量保持稳定，喷出多少水补充多少，确使气压维持在高压状态，在高压状态空气压强下，使水压提高，并维持稳定状态，实现气水增压。同时由于空气被压缩，容积缩小，因此，占用增压器的空间也大大减小，可减小增压装置的体积。除了气水增压外，本增压装置随着机组容量增大，上层蓄水量增大，对空气压缩的倍数增大而对水产生的压强倍数增大而压力增大；随着机组容量增大增压器的级数也随着增加其产生的压强压力也随着增加，达到按需要设置的压力，达到高压水力发电；还有喇叭锥形增压等增压装置的增压技术原理，利用增压装置蓄水的自身压强作为喷嘴喷水增压的原动力；利用增压装置蓄水本身的压强在各级增压器中的增压作用；利用蓄水从锥形喷嘴的大截面积进水，从小截面积的喷口喷入各级增压器的增压作用；利用增压装置下部的锥形喷管大截面积进水，从喷口小截面积喷入水轮机的增压作用；利用随着机组容量增大，蓄水量增大，既可增大喷嘴喷水的原动力又可增加各级增压器的增压作用；利用随着机组容量增大，增压器级数增多的增压作用。利用上述不耗能的增压装置增压达到增压不耗能产生高压水流驱动水轮发电机发电，达到高压水力发电。
实现高压水力发电的核心作用，关键是水增压装置所产生的高压水流可达到9mpa以上的水压。可实现耗0.1m3水发一度电；采用增压不耗能的高压水力发电的能量转换不遵循能量守恒定律；其建设投资低于2000元/kw，发电成本低于0.10元/kw；建设周期不超过一年，投资回收期不超过二年；比筑坝式水力发电、抽水蓄能发电、燃煤发电、核能发电、光伏发电、风力发电的建设投资小、施工周期短；可实现哪里需要电就在哪里建站发电，可实现按需要按计划发电。可替代依靠水资源落差和抽水形成落差的发电方式；可用于燃煤发电高污染高能耗的改造；可推广增大此系统的发电量，避免或减轻核能发电放射性的影响和太阳能板生产的高污染高能耗；适用于海岛舰船发电。采用水循环增压不耗能的高压水力发电，没有环境污染，是节能节水环保可再生的高效清洁新能源。
技术背景主要涉及增压不耗能高效清洁新能源高压水力发电系统、水增压不耗能的增压装置及其所产生的高压水流可达到9mpa以上的技术背景，还涉及各发电行业的技术背景。
涉及水循环增压不耗能高效清洁新能源高压水力发电系统的技术背景，涉及不耗能水增压装置的技术背景以及所产生的高压水流可达到9mpa以上的技术背景，经查询未查询到相同和类似的
背景技术：
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涉及各发电行业的技术背景燃煤发电所占比例较大，70％左右。水力发电的比例19％左右。核能发电、光伏发电、风能发电的比例很小。燃煤发电对环境污染影响较大，水力发电有较大的优势，但目前水力发电是依靠水资源自然落差的发电方式，其发电的水头水压难以提高，而发电的耗水率较高。
涉及水力发电的技术背景我国十二大水电能源基地已建和待建的金沙江流域的溪洛渡、虎跳峡等12个水电站；雅砻江流域的二滩、两河口等11个水电站；大渡河流域的龚嘴、独松等16个水电站；乌江流域的普定、思林等11个水电站；红水河流域的鲁布革、桥巩等11个水电站；澜沧江流域的小湾、溜简江等14个水电站；黄河上游的拉西瓦、乌金峡等14个水电站；还有长江上游的石硼、朱楊溪等水电站，绝大部分都建在交通不便、疏电距离远、建设难度大、建设投资大、建设工期长、地形险峻的高山深谷中。其原因就是依靠其水资源和自然落差建站发电【1】，不但建设投资大，建设工期长，所发的电是远距离西电东送，不能实现哪里需要电，就在哪里建站发电。
背景技术筑坝式水力发电采用的水轮发电机，常用的有混流式水轮发电机、轴流式水轮发电机、水斗式水轮发电机、斜流式水轮发电机，还有贯流式水轮发电机、双击式水轮发电机；抽水蓄能电站常采用可逆式水轮发电机。山峡电站的水轮发电机单机容量达到70万kw。我国天湖水电站的发电水头达到了1026m，水压约10mpa，奥地利莱塞克水电站的发电水头达到1771m，水压约17.7mpa。
涉及水力发电耗水率的技术背景发电耗水率是衡量水力发电经济性的一个最重要的指标【2】。根据十二大水电能源基地【3】大渡河流域的16个大型水电站，红水河流域的10个大型水电站，葛洲坝水电站和三峡水电站28个大型水电站的发电水头的平均耗水率为4.22m3/kw·h。农村小水电站至2003年，全国已有1500多个县开发了农村小水电，建成农村水电站达4.8万余座，总装机容量达到3080万千瓦，年发电量1100亿度，占全国水电总装机容量和年发电量的40％【4】，但由于农村小水电站采用小型水轮机，小型水轮机分500kw以下和500～10000kw两类，装机容量1001～12000kw为小水电站，101～1000kw为小小水电站，100kw以下为微型水电站。正由于装机容量小，发电水头低，发电耗水率高。7米水头发电耗水率为58.91m3/kw·h，14米水头发电耗水率为29.25m3/kw·h，28米水头发电耗水率为14.02m3/kw·h，59.28米水头发电耗水率为6.8m3/kw·h，说明目前依靠水资源自然落差发电的发电耗水率高，发电的能量转换难以提高。
筑坝式水电站建设投资大，淹没耕地面积大，迁移人口难度大，例如山峡水电站，建设投资1975亿元，总装机容量2250万kw，每千瓦建设投资8777.8元，淹没耕地27.82千公顷，迁移人口超过110万人，移民难度可想而知。
抽水蓄能电站是靠抽水形成落差发电，主要是为了蓄能和调峰，但依靠抽水形成落差的发电方式，其能量转换约73％。建设投资也很大，例如长江龙山抽水蓄能电站总投资超过100亿元，安装6台35万kw机组，每千瓦投资超过4800元。这种发电方式也可更新。
燃煤发电，占我国总发电量的70％左右，但燃煤发电产生的二氧化碳、氮氧化物、二氧化硫、粉煤粉、污水对环境的影响较大，尤其是全国近三千台自备燃煤发电小机组高能耗高排放的环保问题急待解决。燃煤发电对环境的污染，影响燃煤发电的发展。
燃煤发电热量损失严重，燃煤发电100万千瓦机组每秒钟需32.29m3的水冷凝乏汽，而每秒钟损失1091895kj热量，每发一度电只需7316kj热量，100万千瓦机组每小时损失的热量可发537291.14kw的电，其热量损失造成每小时少发电达53.72％，这就是先进的超超临界机组发电效率低于45％的主要原因，这个主要因素未解决之前，燃煤发电煤耗高、排放高、能耗高、发电效率低的现状难改变。
燃煤发电的供水成本比本系统供水成本高得多。100万千瓦机组每小时供水3000m3以上，供水的水压在28mpa左右，供水耗能、供水成本比本系统供水耗能供水成本高得多。燃煤发电的供水设备采用高压水泵或水泵汽轮机供水。
核能发电，发电效率约33％，核电站的建设投资【6】，第二代压水堆核电站建设投资每千瓦2000美元左右，而ap1000反应堆核电站的建设成本更高。核能发电的热量损失比燃煤发电更严重，因为每发一度电其乏汽冷凝的量几乎比燃煤发电多1倍，其热量损失超过60％，先进的ap1000核能发电机组也避免不了这种热量损失。核能发电严重的热量损失问题在未解决之前，用其它方式是难以提高发电效率的。核能发电的放射性废水【7】、放射性废气、放射性固体废物的放射性、尤其放射性废物的运输、储存及其隐患都是难解决的问题。
光伏发电光伏发电的太阳能电池板的生产具有高污染、高耗能的缺点，生产一块1m×1.5m的太阳能板必需燃烧超过40公斤的煤或其它燃料，尤其是大量出口，等于污染了中国。太阳照射的能量分布密度小，需占用巨大的土地面积，更不足的是有太阳才能发电，发电不稳定，不能按需要不能按计划发电。并且建设投资高，每千瓦约8000元。
风力发电风力发电是有风才能发电，风力发电不稳定，风力发电功率小，发电有效时间短，年发电平均约1200多小时。风力发电每千瓦造价8000～9000元，海上风力发电造价更高。
增压不耗能高效清洁新能源高压水力发电系统，采用水循环增压不耗能高效清洁新能源高压水力发电的技术方案：主要解决水增压不耗能、提高水压降低发电耗水率，达到高压水力发电，达到节能节水成为可再生的高效清洁新能源。该系统发电采用水循环增压，发电首次用水和补充用水，可采用污水站处理过的水、公园和游乐园使用后排出的水、农村小水沟的水和灌溉后剩余的水或收集地面雨水等，将上述水作为资源再循环增压发电；增压装置的供水，小机组用水量小，可采用水泵供水。随着机组容量增大，可采用水泵水轮机或高压水泵水轮机供水。采用高压水泵水轮机供水的目的，可采用高压水流驱动水泵的水轮机，可降低水泵水轮机本身的耗水率，降低水泵水轮机供水的运行成本；采用扬程低流量大的水泵水轮机，适合本系统扬程低、流量大的供水要求；本系统采用水增压不耗能的增压装置包括，单级、双级或多级气水增压装置，单级、双级或多级喇叭锥形增压装置和圆锥体增压装置或其它增压装置。气水增压装置和喇叭锥形增压装置，均根据机组容量和所需水压确定增压级数，圆锥体增压装置根据机组流量、水压的要求确定圆锥体增压装置的尺寸；每种增压装置都从实验模型过渡到应用。本系统采用背景技术水力发电常用的水轮发电机及其配套的设备设施及配件。本系统采用背景技术抽水常用的水泵或水泵水轮机及其配套的设备设施及配件抽水供水。采用本系统示范时，由于小机组耐受水压有限，3200kw机组的示范水压不能超过6mpa，6000kw机组的示范水压在6mpa左右；12000kw机组的示范水压在8mpa以内；30000kw机组的示范水压在10mpa以内。10万kw以下机组根据所能承受的水压确定蓄水量和增压器的级数。大于10万kw的机组可按下表中的相关参数供各增压装置制定方案时参考。
增压不耗能高效清洁新能源高压水力发电系统，实现增压不耗能的实施方式，选择气水增压装置、喇叭锥形增压装置、圆锥体增压装置作实验模型，根据实验模型得出的结果再过渡到应用的实施方式。采用三种增压装置作为增压模型实例，其目的，一方面是观察是否可达到不耗能增压，另一方面也是为了进行比较优选。
增压不耗能高效清洁新能源高压水力发电系统，采用圆锥体增压模型增压，按照拟定的增压不耗能的技术原理，选择圆锥体增压装置作为实验模型，并以此模型作为对照比较增压效果，进行优选，见实例一。
实例一、其特征在于：圆锥体增压实验模型的上部为圆柱体，下部为锥形喷管。上部圆柱体直径为200mm，圆柱体高度为2250mm，在圆柱体标高2190mm至2140mm段设置液位计。在圆柱体顶端平封，在平封盖上设置进水管及法兰，法兰与水泵送水管连接。并在平封盖上设置排气阀。圆柱体下部为锥形喷管，锥形喷管深度为600mm。锥形喷管大口直径为200mm，其截面积为0.0314m2，锥形喷管的喷口直径为30mm，其喷口截面积为0.00071m2，比锥形喷管进水截面积小44.32倍。在锥形喷嘴的喷口与直径为30mm的钢管焊接，在钢管上设置压力表，在压力表后面的钢管内设置流量调节阀。圆锥体增压模型蓄水量为0.077m3。采用水泵供水，待水位到位时观察水压。以实例一作为升压模型升压的对照比较。选择圆锥体增压装置不耗能增压的技术原理，利用增压装置蓄水自身压强对喷嘴喷水的增压作用；利用锥形喷管进水截面积比喷口截面积大44.23倍的喷水增压作用；利用随着机组容量增大其蓄水量增大而自身压强增大的增压作用；利用上述不耗能的方式提高水压，实现增压不耗能。
增压不耗能高效清洁新能源高压水力发电系统，采用喇叭锥形增压模型增压，按照拟定的增压不耗能的技术原理，选择喇叭锥形增压装置作为实验模型，并与实例一比较增压作用，以便优选。见实例二。
实例二、其特征在于：喇叭锥形增压装置实验模型的上部圆柱体为二级喇叭喷管增压器，下部为锥形喷管。上部圆柱体的二级喇叭喷管增压器从下至上分别为一级喇叭喷管增压器和二级喇叭喷管增压器。二级喇叭喷管增压器的圆柱体直径为200mm，圆柱体高度为1250mm。在圆柱体标高1190mm至1240mm段设置液位计。圆柱体顶端平封，在平封盖上设置进水管及法兰，与水泵送水管以法兰连接。并在平封盖上设置排气阀。在圆柱体下口设置喇叭喷管，其大口直径为200mm，截面积为0.0314m2。喇叭喷管大口与圆柱体下口焊接，再与二级增压器圆柱体上口焊接。喇叭喷管深度为150mm，喇叭喷管的喷口直径为50mm，其截面积为0.00196m2，比进水口截面积小16倍。
一级增压器的圆柱体直径为200mm，圆柱体高度为1000mm，圆柱体上口与二级增压器圆柱体下口焊接。一级增压器的喇叭喷管大口直径为200mm，与一级圆柱体下口焊接，再与下部的锥形喷管上口焊接。一级喇叭喷管深度为150mm，其喷管的喷口直径为50mm，其截面积为0.00196m2，比进水口截面积小16倍。
增压模型下部的锥形喷管大口为200mm，(其截面积为0.0314m2)，锥形喷管上口与一级增压器的圆柱体下口焊接。锥形喷管的深度为600mm，锥形喷管的喷口直径为30mm，其截面积为0.00071m2，比进水口截面积小44.2倍。锥形喷管的喷口与直径为30mm的钢管焊接，在钢管上设置压力表，在压力表后面设置流量调节阀。喇叭锥形增压模型蓄水量为0.077m3，采用水泵供水，待水位到位时观察水压，与实例一的水压比较。
选择喇叭锥形增压装置不耗能增压的技术原理，每级喇叭增压器既是蓄水容器，也是带着喇叭喷嘴喷水的增压器；利用蓄水自身压强作为喇叭喷嘴喷水的原动力；利用喇叭喷嘴进水截面积比喷口截面积大16倍的喷水增压作用，并且是连续二级的喷水增压作用；利用下部锥形喷管进水截面积比喷口截面积大44.23倍的喷水增压作用；利用随着机组容量增大蓄水量增大喷水原动力增大的增压作用；利用随着机组容量增大蓄水量增大自身压强增大的增压作用；利用随着机组容量增大，增压器级数增多的增压作用。利用上述不耗能的多种方式提高水压，达到增压不耗能。
增压不耗能高效清洁新能源高压水力发电系统，采用气水增压模型增压，按照拟定的增压不耗能的技术原理，选择气水增压装置作为实验模型，并与实例一、实例二的增压作用作比较，以便优选。见实例三。
实例三、其特征在于：气水增压装置实验模型的上部为蓄水容器，中部为气水增压器，下部为锥形喷管。
上部的蓄水容器为圆柱体，圆柱体直径为200mm，圆柱体高度为1250mm，在圆柱体标高1190mm至1240mm段设置液位计，圆柱体顶端平封，在平封盖上设置进水管及法兰，与水泵送水管以法兰连接。并在平封盖上设置排水阀。圆柱体下口与气水增压器圆柱体上口焊接。
中部的气水增压器为圆柱体，圆柱体直径为200mm，高度为1000mm。在圆柱体标高940mm至990mm段设置液位计，在液位计左侧，在圆柱体标高980mm处设置压力表。在圆柱体内设置漏斗锥形喷嘴。漏斗锥形喷嘴的漏斗大口直径为200mm，大口与增压器圆柱体上口焊接，再与蓄水容器下口焊接。漏斗深度为150mm，漏斗下口直径为100mm，漏斗下口与锥形喷嘴大口(直径为100mm)焊接，锥形喷嘴深度为750mm，喷嘴的喷口直径为50mm，其喷水进水截面积比喷口截面积大16倍。
下部的锥形喷管，大口直径为200mm，其大口与气水增压器下口焊接。锥形喷嘴深度为600mm，喷嘴的喷口直径为30mm，其喷水进水截面积比喷口截面积大44.23倍。喷口与直径为30mm的钢管焊接，在钢管上设置压力表，在压力表之后设置流量调节阀。气水增压装置的模型蓄水0.077m3；采用水泵供水，待水位到位时观察水压，与实例一、实例二的水压比较。
选择气水增压装置增压不耗能的技术原理，利用气水增压装置蓄水自身压强作喷嘴喷水的原动力；利用漏斗锥形喷嘴进水截面积比喷嘴喷口截面积大16倍的喷水增压作用；利用蓄水自身压强在各级增压器的增压作用；利用增压装置下部锥形喷管进水面积比喷管喷口截面积大42.23倍的喷水增压作用；利用随着机组容量增大蓄水量增大对喷嘴喷水原动力增大的增压作用；利用随着机组容量增大、蓄水量增大自身压强增大的增压作用。利用随着机组容量增大，气水增压器的增压级数增多的增压作用；更重要的是利用气水的增压作用。气水增压作用的技术原理，在气水增压器内，在喷嘴喷口之下是水，在喷嘴喷口之上的空间是空气，而空气所占的空间，在不同容量的增压器中，比上层蓄水的容器至少小10倍20倍或30倍以上。在增压器内随着喷嘴喷水的喷入，水位的上升，使喷口之上的空气被压缩，容积缩小对水产生压强，空气容积每缩小10倍，对水可产生1mpa的压力。在运行时蓄水容器喷出多少水补充多少水，使蓄水容器中的水保持恒定，确使气压保持在高压稳定状态，在高压空气压强下使水压提高并维持稳定状态，实现气水增压。利用上述不耗能的方式提高水压，达到增压不耗能。
增压不耗能高效清洁新能源高压水力发电系统，可采用圆锥体增压装置增压。根据圆锥体增压模型实例一说明，采用圆锥体增压装置可以达到增压不耗能。现将模型尺寸放大，过渡到应用。达到提高水压、降低发电耗水率。采用圆锥体增压装置增压，见实例四。
实例四、其结构特征在于：圆锥体增压装置上部为圆柱体，其直径为800mm，圆柱体高5000mm，在圆柱体标高4440mm至4490mm段设置液位计。圆柱体顶端平封。在平封盖上设置直径为100mm的进水管，与同直径的水泵供水管以法兰连接。在顶盖上再设置排气阀。圆柱体下部的锥形喷管，其大口直径为800mm，其截面积为0.5024m2，其大口与上部的圆柱体下口焊接。锥形喷管深度为2400mm，锥形喷管的喷口直径为50mm，其喷口截面积为0.00196m2，比喷管进水截面积小256倍。锥形喷管的喷嘴与直径为50mm的无缝钢管焊接，在无缝钢管上设置压力表。在压力表后面设置流量调节阀，在流量调节阀后面设置流量计，钢管与发电机组的水轮机进水管以法兰连接。圆柱体采用3mm厚钢板，锥形喷嘴采用4mm厚钢板，焊缝采用双斜面焊接。圆锥体增压装置蓄水2.8m3，按流量供水，运行时流量、水压稳定，操作环节少，每班不超过6人。
增压不耗能高效清洁新能源高压水力发电系统，可采用喇叭锥形增压装置增压。根据喇叭锥形增压模型实例二的结果说明，采用喇叭锥形增压装置可达到水增压不耗能。比实例一增压效果较好。但实例一结构简单制造成本较低。将实例二模型的尺寸放大，以便过渡到应用，见实例五。
实例五、其结构特征在于：喇叭锥形增压装置上部为蓄水容器，中部为三级喇叭锥形增压器，下部为锥形喷管。上部蓄水容器为圆柱体，直径为1100mm，高度为1500mm，在圆柱体标高1440mm至1490mm段设置液位计。圆柱体顶端平封，在平封盖上设置进水管，在进水管的进水端设置法兰，与水泵供水管以法兰联接。并在平盖上设置排气阀。
中部由三级喇叭锥形增压器组成，从下至上分别为一、二、三级增压器。均为圆柱体，直径均为1100mm，在三级增压器内部分别设置喇叭锥形喷管。三级增压器内部设置的喇叭锥形喷管大口直径为1092mm，与三级圆柱体上口焊接，并与蓄水容器下口焊接。喇叭锥形喷管深度为1600mm，喷口直径为650mm，喷管下端以三角支点与圆柱体内壁焊接支撑。
中部二级增压器内部设置的喇叭锥形喷管大口直径为1092mm，与二级圆柱体上口焊接，并与三级增压器圆柱体下口焊接。喇叭锥形喷管深度为1800mm，喷口直径为600mm，喷管下端以三角支点与二级增压器圆柱体内壁焊接支撑。中部一级增压器内部设置的喇叭锥形喷管大口直径1092mm，与一级增压器圆柱体上口焊接，再与二级增压器圆柱体下口焊接。喇叭锥形喷管深度为2000mm，喷口直径为550mm。喷管下端以三角支点与一级增压器圆柱体内壁焊接支撑。
下部的锥形喷管大口直径为1100mm，与一级增压器圆柱体下口焊接。锥形喷管深度为2500mm，喷口直径为50mm，与直径为50mm的无缝钢管焊接，在无缝钢管上设置压力表和调节阀，在调节阀后面再设置流量计。钢管口与水轮发电机的水轮机进水管口以法兰联接。上述所有焊口均采用双斜面焊接。增压装置的尺寸，增压器的级数按照机组的容量和水压的要求设置，可实现按计划按需要确定。
增压不耗能高效清洁新能源高压水力发电系统，采用气水增压装置增压。根据气水增压实验模型实例三的结果说明，采用气水增压装置增压，可达到增压不耗能，比实例二增压效果较好。将实验模型尺寸放大，以便过渡到应用。见实例六。
实例六、其结构特征在于：气水增压装置上部为蓄水容器，中部为四级增压器，下部为锥形喷管。气水增压装置上部的蓄水容器为圆柱体，直径为1100mm，高度为1700mm，在圆柱体标高1640mm至1690mm段设置液位计。在液位计右侧、在其圆柱体标高1690mm处设置直径为150mm的进水管，进水管与水泵供水管以法兰连接。蓄水容器顶端平封，在平封盖上设置排气阀。蓄水容器下部的锥体深度为1500mm，其锥体下口直径为565mm，在下口设置同直径的法兰。
气水增压装置的中部设置四级增压器，从下至上分别为一、二、三、四级增压器。每级增压器内部设置漏斗锥形喷嘴或锥形喷嘴。每级增压器上部为圆柱体。在圆柱体一定标高段设置液位计、压力表。增压装置上部的蓄水容器、中部的四级增压器和下部的锥形喷管均以法兰连接。
增压装置的第四级增压器，其圆柱体直径为900mm，圆柱体高度为1500mm，圆柱体上口直径为565mm，设置同直径的法兰与蓄水容器下口法兰连接。在圆柱体标高1440mm至1490mm段设置液位计，在液位计左侧、在圆柱体标高1480mm处设置压力表。在增压装置内部设置漏斗状锥形喷嘴，其漏斗大口直径为565mm，与第四级增压器圆柱体上口焊接。漏斗深500mm，漏斗下口直径为400mm。其锥形喷嘴上口直径为400mm，与漏斗下口焊接。锥形喷嘴长度为1000mm，其锥形喷嘴的喷口直径为290mm。第四级增压器下部锥体深度为1100mm，其下口直径为485mm，设置同直径的法兰。
气水增压装置的第三级增压器，上部圆柱体直径为700mm、圆柱体高度为2800mm，圆柱体上口直径为485mm，设置同直径的法兰。在圆柱体标高2740mm至2790mm段设置液位计，在液位计左侧、在圆柱体标高2780mm处设置压力表。在增压器内部设置漏斗状锥形喷嘴，其漏斗大口直径为485mm，与圆柱体上口焊接，再与第四级增压器锥体下口法兰连接。漏斗深度为400mm，漏斗下口直径为330mm。其锥形喷嘴长度为1300mm，喷嘴的喷口直径为260mm。增压器下部的锥体深度为700mm，锥体下口直径为405mm，设置相同直径的法兰。
气水增压装置的第二级增压器，上部圆柱体直径为700mm，圆柱体高度为1200mm，圆柱体上口直径为405mm，设置同直径的法兰。在圆柱体标高1140mm至1190mm段设置液位计，在液位计左侧，在圆柱体标高1180mm处设置压力表。在增压器内部设置漏斗状锥形喷嘴，其漏斗大口直径为405mm，与第二级圆柱体上口焊接，再与第三级增压器锥体下口法兰连接。漏斗深度为330mm，漏斗下口直径为300mm，其锥形喷嘴长度为1200mm，喷嘴的喷口直径为230mm。增压器下部的锥体深度为1000mm，锥体下口直径为345mm，设置相同直径的法兰。
气水增压装置的第一级增压器，上部圆柱体直径为600mm，圆柱体高度为1800mm，圆柱体上口直径为345mm，设置相同直径的法兰。在圆柱体标高1740mm至1790mm段设置液位计，在液位计左侧，在圆柱体标高1780mm处设置压力表。在增压器内部设置锥形喷嘴，锥形喷嘴大口直径为345mm，与第一级增压器圆柱体上口焊接，再与第二级增压器锥体下口法兰连接。锥形喷嘴长度为1700mm，其喷嘴的喷口直径为200mm，增压器的锥体深度为700mm，锥体下口直径为305mm，设置相同直径的法兰。
气水增压装置下部的锥形喷管深度为900mm，锥形喷管的喷口直径为100mm，并与相同直径的无缝钢管焊接。在无缝钢管上设置压力表、流量调节阀门、流量计，钢管与发电机组的水轮机进水管以法兰联接。气水增压装置以四角钢架支撑固定。
可采用单锥形、双锥形、多锥形、单喇叭锥形、双喇叭锥形、多喇叭锥形或组合型增压装置增压。可采用大于流量10倍、20倍或100倍以上的蓄水量自身压强产生的高压水流用于发电的各种装置或同类型的其它装置。
可采用3200kw机组作示范，采用水泵供水的耗电180kw·h左右，其耗电率低于6％。用高压水流驱动水泵水轮机供水，耗水率在6％左右，供水运行成本更低。每班用人不超过6人，大机组也没有必要增加跟班人数。
采用增压不耗能的增压装置是本系统的核心技术，降低发电耗水率是本系统的关键作用，在43m扬程供水，蓄水量在60m3以上，增压器不低于6级的高压水力发电耗水率可降到0.1m3/kw·h，比7m水头的发电耗水率58.91m3/kw·h低589.1倍，比28m水头发电耗水率14.0m3/kw·h低140倍，以本系统不增压相比，降低耗水率至少100倍，采用水循环增压不耗能降低发电耗水率高压水力发电系统发电可降低发电耗水率至少100倍。
增压不耗能高效清洁新能源高压水力发电系统，采用的水轮发电机，是背景技术水力发电常用的水轮发电机，包括水斗式水轮发电机(水头可达1700m，水压可达17mpa)、混流式水轮发电机(水头可达700m，水压可达7mpa)。在农村偏远无电网地区，用电量小，可采用轴流式水轮发电机、斜流式水轮发电机、贯流式水轮发电机、斜击式水轮发电机、双击式水轮发电机、可逆式水轮发电机，也可采用高压复击式水轮发电机和其它水轮发电机及配套的设备设施配件。
增压不耗能高效清洁新能源高压水力发电系统，采用水泵或水泵水轮机是背景技术抽水常用的各种型号、各种规格的水泵或水泵水轮机及配套设备设施。
增压不耗能高效清洁新能源高压水力发电系统，采用的电气控制设备，调速器、主变压器、厂用变压器及其配件，是背景技术水力发电常用设备设施及备件。
增压不耗能高效清洁新能源高压水力发电系统，采用水循环增压发电，耗水率低，可实现0.1m3水发一度电，发电用水量很少。发电首次用水和补充用水，可采用污水站处理后的水、公园游乐园用过的水、农村小水沟的水、灌溉剩余的水或收集地面雨水于第一水池中作为资源供本系统循环增压发电。将水增压装置、水轮发电机设置在水池旁，将水泵或水泵水轮机设置在与水增压装置对应的第二水池中，水泵或水泵水轮机从第二水池将水输送到水增压装置中增压，所产生的高压水流驱动水轮发电机做功发电，发电后的水排入第一水池，经隔墙过滤器进入第二水池，使水循环增压发电。采用本系统发电可达到节能节水环保可再生的高效清洁发电，是节能节水环保可再生的高效清洁新能源。
本系统启动时，先启动水泵或水泵水轮机，1-2分钟时再启动水轮发电机，30-50分钟可达到额定运行。停机时，增压装置的水可保持运行状态的水位，一方面是为了防止增压装置系统无水氧化，另一方面也是便于启动，开机停机方便。
各发电行业影响发展主要因素和优势的比较，及其实施本发电系统的必要性。
增压不耗能高效清洁新能源高压水力发电系统的增压装置已具备工业示范条件，通过与水轮发电机生产厂家从技术方面进行了沟通和协商，由于小型水轮发电机承受水压有限，3200千瓦水斗式水轮发电机可承受5.6mpa的水压(560m水头)，设计流量0.78m3/s，水轮机出力3770kw，发电机出力3394kw。实例五或实例六的水压可达到或超过5.6mpa，可用于3200kw机组示范。
采用增压不耗能高效清洁新能源高压水力发电系统的优势及必要性，该系统的气水增压装置、喇叭锥形增压装置、锥体增压装置采用不耗能的方式增压，可达到增压不耗能；采用增压不耗能产生的高压水力发电，水压可达到9mpa以上。其能量转换不遵循能量守恒定律；其高压水力发电，可降低发电耗水率至少100倍；可实现耗0.1m3水发一度电，可实现哪里需要电就在哪里建站发电，可实现按需要按计划发电；建设投资成本每千瓦低于2000元，生产成本每千瓦低于0.10元；建设周期不超过一年，收回投资成本不超过一年；发电不需要原料，不消耗资源，节约能源。长期以来，能源一直是我国经济发展中的热点和难点问题。随着国际能源的风云变幻，中国正面临着世界各国战略部署所带来的挑战，这是我国国民经济发展的一个瓶颈问题，也是对我国和平崛起的严峻考验。研发示范推广应用水循环增压不耗能降低发电耗水率高压水力发电系统及核心技术是国情需要；采用本系统发电，可实现节能节水环保可再生的高效清洁发电，即将成为节能节水环保可再生的高效清洁新能源。是国内国际实现高效清洁发电的需要。
筑坝式水力发电、抽水蓄能发电的概况及优势筑坝式水力发电、抽水蓄能电站是再生能源，是清洁能源。但我国十二大水电能源基地已建或待建的水电站由于依靠水资源的自然落差而大部分建在输电距离远、交通不便的高山深谷中，输电距离远，形成西电东送的格局。筑坝式水电站建设投资大，虽然各电站投资差距较大，据2006年8月26日新华网信息，筑坝式水力发电的建设投资每千瓦约8000元，山峡电站每千瓦投资8777.8元。淹没耕地27.82千公顷，移民超过110万人，其难度可想而知。抽水蓄能电站，其能量转换约73％，每发一度电，赔本27％。建设投资每千瓦超过4800元.筑坝式水力发电建设周期超过10年。
燃煤发电概况燃煤发电100万千瓦机组每小时损失的热量可发537291.14度电，100万千瓦机组每小时的热量损失可减少发电量53.7％，并且每小时还需要116244m3的循环水用于乏汽的冷凝，而且这一冷凝过程还需要八大系统设备设施及其运行时的耗能才能完成，即是目前100万千瓦先进的超超临界机组的实际运行也是这样；燃煤发电产生的二氧化碳、二氧化硫、氮氧化物、粉煤灰、废水对环境污染的影响很严重，是难解决的问题，尤其是全国近三千台自备燃煤发电小机组的高污染高排放高能耗更是难解决的问题。燃煤发电建设投资4000元/kw左右，小机组更贵。建厂周期4年左右。提高燃煤发电效率、解决燃煤发电环境污染在短期内难以实现。
核能发电概况核能发电的热量损失比燃煤发电更严重，其热量损失在60％以上，核能发电效率更低约33％左右，先进的ap1000可达35％。核能发电产生的放射性废气、放射性废水、放射性固体废物的处理、运输、储存及其隐患都是难解决的问题。核能发电第二代压水堆建设投资每千瓦2000美元，先进的ap1000核电站建设投资更高。提高核能发电效率在短期之内难实现，核能发电的放射性影响及潜在危害在短期内难以解决。
光伏发电概况光伏发电的太阳能电池板的生产具有高污染、高能耗的缺点，生产一块1m×1.5m的太阳能板必须燃烧超过40公斤的煤或其它燃料，尤其大量出口，等于污染了中国。太阳照射的能量分布密度小需占用巨大的土地面积，更不足的是有太阳才能发电，发电不稳定，不能按需要不能按计划发电。并且建设投资高，每千瓦约8000元。
风力发电概况风力发电是有风才能发电，风力发电不能按需要按计划发电。风力发电功率小，发电有效时间短，年平均发电约1200多小时。风力发电每千瓦建设投资8000～9000元，海上风力发电建设投资更高。
增压不耗能高效清洁新能源高压水力发电系统的应用
采用增压不耗能高效清洁新能源高压水力发电系统发电，可改变我国历年来形成的西电东送远程输电的格局。用电量最大的主要是人口密集地区、工农业发达地区、沿海地区、各个城市等。我国十二大水能源基地的水电站大部分都建在偏远的高深深谷中，历年来都是西电东送，送到最需要电的地区、城市，形成了西电东送的格局。水循环增压不耗能降低发电耗水率高压水力发电系统适合哪里需要电就在哪里建站发电，可在人口密集地区、工农业发达地区、沿海地区、各个城市当地建站发电，不需要远距离输电，可改变历年来形成的西电东送远程输电的格局。
增压不耗能高效清洁新能源高压水力发电系统的高压水力发电，是节水节能环保可再生的高效清洁新能源，在燃煤发电高排放高污染高耗能的改造应用，可从根本上解决燃煤发电产生二氧化碳、二氧化硫、氮氧化物、粉煤灰和废水等对环境污染的环保问题；可解决燃煤发电用煤的资源问题和运输问题。
逐渐增加本系统的发电量，可避免或减轻核能发电的放射性影响，可避免或减轻光伏发电太阳能板生产的高污染高耗能的影响。
增压不耗能高效清洁新能源高压水力发电系统在改造抽水蓄能电站的应用本系统适合哪里需要电就在哪里建站发电，什么时候需要电就在什么时候发电，可按需要按计划发电，开机停机方便，不但可起到抽水发电的调峰作用，还能克服抽水蓄能发电能效低的缺点，可将抽水蓄能电站改造成水循环增压不耗能降低发电耗水率的高压水力发电。
增压不耗能高效清洁新能源高压水力发电系统在海岛建站发电的应用。目前海岛的供电发电主要有两种方式。一种是联网供电，一种是海岛发电。海岛联网供电，例如舟山群岛的舟山主网通过海底电缆与大陆电网相连的海底电缆工程，建设费用惊人，联网一期工程设计输电量60万千瓦，实际投资25亿元，并且，运行维护困难。海缆故障判别与定位、封堵与打捞、电缆头接续等抢修关键技术被国外垄断，工程采用的充油式海缆只能由耐克森公司修复，国内尚无具备海缆抢修技术和能力的单位，一旦出现海缆损坏事故，两端的油罐通过海缆中心的油道不断向外冒油，以防止海缆水渗入导致整根海缆报废，需要尽快找到故障点实施封堵与打捞。由此可见，海岛联网供电的实施和应用是一个难解决的问题。
海岛采用海岛发电独立电网供电，在无主网支撑的情况下孤岛运行，由于风力发电、光伏发电的波动性和随机性，均需要配置一定容量的储能系统及燃料发电机组，以保证供电的可靠性。燃料发电一般采用柴油发电机，一般柴油发电机的发电量与风力发电和光伏发电两者总量的配置约1∶1，还需配置储能系统，储能系统与发电量的配置约1∶1。
海岛供电不论采用联网供电或采用柴油、风力、光伏混合发电的供电方式。都存在一定的难题和不足。采用水循环增压不耗能高压水力发电系统发电可让海岛实现高效清洁发电。
增压不耗能高效清洁新能源高压水力发电系统在舰船发电的应用。目前我国舰船发电主要是燃油发电。我国舰船的核能发电虽然起步晚，但发展速度惊人，国外最大的核航母排水量只有10.2万吨，而我国的双体航母排水量可达到18万吨。我国的海洋超大型浮体2400m～3200m长。但舰船发电，不是燃油发电就是核能发电。柴油发电机的发电油耗232.6g/kw·h(0.28升/kw·h)，按6.10元/升计算，发电成本1.71元/kw·h。核能发电效率约33％。即使采用ap-1000核能机组的发电效率35％左右，但ap-1000核能发电机组的造价投资每千瓦超过2000美元。采用水循环增压不耗能高压水力发电系统在舰船发电的应用具有显著的优势，再考虑到续航力，其优势更大。
增压不耗能的增压装置在高层商住楼供水和改造高压泵站供水节能的应用，高层商住楼已逐渐普及，高层高住楼数量庞大，数量庞大的高层商住楼的供水均采用高压泵站供水，耗能很大。采用增压不耗能增压装置供水，至少节能80％，建设成本低于高压泵站供水的建设成本。
增压不耗能增压装置可在所有需要提高水压的各行各业的应用
参考文献：
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5.水电能资源开发利用第114页、116页、127页；张超编著化学工业出版社发行2005年1月
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8.新华网2006年8月26日。