专利名称：一种电能生产方法
一种电能生产方法本发明涉及一种电能生产方法，特别是运用抽水蓄能原理，水力再生特性发电的 电能生产方法。现有的电能生产方法主要有水电、火电、核电、风电、太阳能发电、潮汐能发电等电 能生产方法，但这些电能生产方法都具有局限性。水电建设需要选择建坝良址，但适合建坝 的良址有限，因此不能普及建设，这就限制了这种清洁能源的发展。火电、核电需要消耗矿 石燃料，在产电过程中还会有废气、废渣的出现，污染了环境，且矿石燃料属于一次性能源 终有用完之日。而潮汐能、风能、太阳能发电受天时地利影响较多，既不能正常发电也不能 普及建设。本发明的目的是要提供一种可普及建设，不使用矿石燃料，生产过程无废气废渣 排放，不受天时地利影响的电能生产方法。本发明的目的是这样实现的间距10米平地建起两座高60米的钢结构或钢筋混 凝土结构的圆筒形建筑，然后将每个圆筒建筑分成四部分。1米至10米是泄水管仓，两个 泄水管仓中间位置是发电仓，在发电仓内安装一部水轮发电机，与水轮平行位置的壳罩两 侧设有2个圆孔。水轮下是排水孔，排水孔与一根排水管相通。10米至30米是储水仓，仓 底呈漏斗状，漏斗嘴伸入泄水管仓，漏斗嘴下对接泄水钢管，泄水钢管下口穿过仓壁进入发 电仓，从壳罩两侧的圆孔伸入壳罩呈正反方向对准水轮。在储水仓顶板上与漏斗嘴相对应 的位置安装一台电动绞车，绞车钢丝绳穿过顶板，绳下悬挂一个与漏斗嘴相同形状尺寸的 活塞，绞车放下活塞就可塞堵漏斗嘴，提起即可泄水。2个储水仓之间用一根钢管相联接， 使2个储水仓的水位保持一致。30米至40米是泄水管仓，泄水管仓之间是发电仓，在发电 仓内安装一部与1米至10米发电仓内水轮发电机相同功率的水轮发电机。水轮发电机壳 罩两侧与水轮平行的位置设有2个圆孔。水轮下是排水孔，排水孔分别与2根排水管相接， 2根排水管下口分别伸入1米至10米的储水仓内。40米至60米是储水仓，储水仓底呈漏 斗状，漏斗嘴伸入下面的泄水管仓。漏斗嘴下对接2根泄水钢管，泄水钢管下口穿过仓壁伸 入发电仓，从壳罩两侧的圆孔伸入壳罩呈正反方向对准水轮。储水仓顶板与漏斗嘴相对应 的位置安装一台电动绞车，绞车钢丝绳穿过顶板绳下悬挂一个与漏斗嘴相同形状尺寸的活 塞，放下活塞就可塞堵漏斗嘴，提起即可放水。四个储水仓储水量相同，泄水钢管直径相同， 绞车功率相同。圆筒建筑外侧是2个深10米的地下水库，2个地下水库与1米至10米发电 仓下的排水管相通。在地下水库上与圆筒建筑间距5米建设安装钢结构或钢筋混土结构的 65米高发电塔，两塔顶平台上分别安装2台水轮发电机，2台发电机功率数相加之和与圆筒 建筑之间的水轮发电机功率数相同。发电塔水轮发电机壳罩一周与水轮平行的位置等距分 布6个圆孔，水轮下设有排水孔，排水孔与2根排水管相通，2根排水管下口分别伸入下面的 储水仓中。围绕2个发电塔一周分别安装6台功率相同的水泵，12台水泵用电功率数之和 与发电塔上2台水轮发电机发电功率数之和相同，与储水仓之间水轮发电机发电功率数相 同，这样4台水轮发电机发电功率数之和是12台水泵用电功率数的3倍。水泵扬程130米 是发电塔65米高度的2倍，吸程10米，水泵泵水流量与泄水钢管泄水流量相同，水泵吸水 管伸入地下水库，扬水管比发电塔高5米然后向下弯曲从壳罩上的12个圆孔伸入壳罩对准水轮。其电能生产方法是这样完成的同时启动12台水泵，吸水管从地下水库内抽水，水在 水泵的泵压下在扬水管内生成向上的动能，达到70米高时，转弯向下，从扬水管口直接喷 射到水轮上推动水轮转动并同时带动发电机发电。由于水泵额定扬程是130米，实际扬程 是70米，所以其泵水流量仍可完成其额定流量，这样水泵抽水所用的电能就以水在扬水管 中生成的动能形式，从管口喷出传递到水轮上，推动水轮转动，同时带动发电机发电，这样 又将水泵泵水动能转换成电能。从扬水管口喷出的水推动水轮作功后从水轮下的排水孔分 别排入两根排水管，从两个排水管排入40米至60米的2个储水仓内，12台水泵抽水所用电 能以水的重量形式在储水仓中蓄集。当储水仓蓄满后，启动电动绞车将活塞提升，水在重力 加速度下泄压进泄水钢管，从其下口喷射到水轮上，推动水轮转动同时带动发电机发电。由 于水泵泵水流量与泄水钢管泄水流量相同，所以40米至60米的储水仓内始终保持满仓水 位，水轮发电机始终满负荷运转。水推动水轮发电机作功后从水轮下的排水孔排入排水管， 然后从2个排水管分别排入10米至30米的2个储水仓中。由于10米至30米的储水仓之 间有一根钢管相通，所以两储水仓水位保持一致，这样12台水泵抽水所用电能又以水的重 量形式在10米至30米的储水仓中蓄集起来。当储水仓达到满仓水位时，启动电动绞车将 活塞提升，水在重力加速度下泄压进泄水钢管从其下口喷射到水轮上，推动水轮转动同时带动发电机发电。由于泄水钢管泄水流量与水泵泵水流量相同，所以10米至 30米的储水仓内始终可保持满仓水位，水轮发电机可满负荷运转。这样经过发电塔上2台 水轮发电机利用水泵泵水动能一步发电，40米至60米储水仓储水泄水二步发电，10米至30 米储水仓储水泄水三步发电后，4台水轮发电机总发电量是12台水泵抽水用电量的3倍， 4台水轮发电机所发电能除一部分转给12台水泵继续抽水用电外，剩余电能就可供给其它 用户使用。水推动水轮发电机作功后从排水孔排入排水管，然后又从其2个管口分别排入2 个地下水库，然后水又被12台水泵重新抽取，如此往复，只要保障12台水泵正常持续抽水， 就可使这一发电过程稳定运转下去。下面根据附图及具体实施例对本发明作进一步的说明。
图1是一电能生产装置的平面图。在图1中，圆筒建筑1、2间距10米，高60米，将1、2每个圆筒建筑分成四部分。1 米至10米是泄水管仓3、4，泄水管仓3、4之间的位置是发电仓118，在发电仓118中安装水 轮发电机16，壳罩17的两侧与水轮13平行的位置设有2个圆孔9、10，水轮13下是排水孔 14，排水孔14与排水管15相通。10米至30米是储水仓55、54，储水仓55、54底部呈漏斗 状，漏斗嘴5、6伸入泄水管仓4、3，漏斗嘴5、6对接2根泄水钢管7、8，其下口 11、12进入发 电仓118，从壳罩17两侧的圆孔9、10穿过进入壳内呈正反方向对准水轮13。在储水仓顶 板46、50上，与漏斗嘴5、6相对应的位置安装电动绞车47、57，绞车钢丝绳48、52穿过顶板 46、50绳下悬挂活塞49、53，活塞49、53外形尺寸与漏斗嘴5、6形状尺寸相同。启动电动绞 车47、57就可将活塞49、53提升，露出漏斗嘴5、6放水，反之就可用活塞49、53堵塞漏斗嘴 5、6。30米至40米是泄水管仓126、127，泄水管仓126、127之间是发电仓128，在发电仓128 中安装一台水轮发电机66，水轮发电机66发电功率与水轮发电机16发电功率相同，水轮 发电机壳罩65两侧与水轮67平行的位置设有2个圆孔63、70，水轮67下方是排水孔68， 排水孔68与排水管61、71对接，其下口 129、130伸入储水仓55、54中。储水仓55、54之间 有一根钢管60将2个储水仓55、54联接使其串通，保持水位一致。40米至60米是储水仓59、73，储水仓59、73底部呈漏斗状，漏斗嘴77、78伸入泄水管仓126、127中，漏斗嘴77、78 对接两根泄水钢管62、72，泄水钢管下口 64、69穿过仓壁进入发电仓128中，从壳罩65两侧 的2个圆孔63、70穿过进入壳内呈正反方向对准水轮67。储水仓59、73顶板131、132与 漏斗嘴77、78相对应的位置安装电动绞车58、76，绞车钢丝绳57、75穿过顶板131、132绳 下悬挂活塞56、74，活塞56、74外形尺寸与漏斗嘴77、78形状尺寸相同，放下活塞56、74就 可堵塞漏斗嘴77、78，提升就可露出漏斗嘴77、78放水。在圆筒建筑1、2外侧地下是深10 米的地下水库18、19，地下水库18、19与排水管15的两个管口 140、141相通。在地下水库 18,19与圆筒建筑1、2间距5米建设安装高65米的发电塔44、45，在发电塔44、45的平台 88,87上分别安装一台水轮发电机89、90，壳罩91、92固定在平台88、87上，水轮94、93下 方的平台88,87上设有排水孔95,96,排水孔95,96对接排水管85、86，其下口 121、125伸 入储水仓59、73中，与水轮94、93平行的位置等距分布在壳罩91、92上12个圆孔108、107、 106、113、114、115、120、122、124、100、101、102。围绕发电塔 44、45 分别安装 6 台功率相同 的水泵32、33、34、35、36、37、38、39、40、41、42、43，其用电功率数之和与水轮发电机89、90 功率数之和相同，与水轮发电机16、66发电功率数相同。水泵扬程130米，是发电塔44、45 塔高的2倍，吸程10米，水泵吸水管20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、31伸入地下水 库 18、19，扬水管 134、135、136、137、138、139、79、80、81、82、83、84 向上比发电塔 44,45 高 5 米然后管口 103、104、105、110、111、112、119、121、123、99、98、97 向下弯曲分别从壳罩 91、 92上等距分布的6个圆孔伸入壳内对准水轮94、93。以上两组泄水钢管7、8、62、72直径相 同，泄水流量与12台水泵泵水流量相同，两组储水仓55、54、59、73储水量相同，水轮发电 机16、66，89、90发电功率数相加之和，是12台水泵用电功率的3倍。其电能生产方法是这 样完成的同时启动水泵 32、33、34、35、36、37、38、39、40、41、42、43，吸水管 20、21、22、23、 24、25、26、27、28、29、30、31从地下水库8、19中抽水，水在水泵的泵压下在扬水管134、135、 136、137、138、139、79、80、81、82、83、84中生成向上的动能，由于水泵额定扬程是130米，实 际扬程是70米，所以水泵在70米高度仍可完成其额定流量，这样水从12个管口喷射到水 轮94、93上，推动水轮94、93转动，同时带动发电机89、90发电，又将水的动能转换成电能。 水推动水轮94、93作功后从排水孔95、96排入排水管85、86，从其下口 133、125排入储水 仓59、73中，12台水泵抽水所用电能以水的重量形式在储水仓59、73中储存起来。当水满 仓时，启动电动绞车58、76将活塞56、74提升，露出漏斗嘴77、78，水在重力加速度下泄压 进泄水钢管62、72，从其下口 64、69喷射到水轮67上，推动水轮67转动并同时带动发电机 66发电。水推动水轮67作功后从其下方的排水孔68分别排入排水管61、71，并从其下口 129、130排入储水仓55、54中。这样储水仓59、73泄水发电后的水在储水仓55、54中又被 再次蓄集，仓满后也贮存起与储水仓59、73同等重量的水，同时也具备了与储水仓59、73蓄 水发电的同等条件。启动电动绞车47、57，将活塞49、53提升露出漏斗嘴5、6、，水在重力加 速度下泄压进泄水钢管7、8，从其下口 11、12喷射到水轮13上，水轮13转动同时带动发电 机16.发电。因水轮发电机16、66、89、90发电功率数之和是12台水泵用电功率数的3倍， 且推动水轮发电机作功的水流量相同，所以4台水轮发电机的总发电量是12台水泵用电量 的3倍。这样水轮发电机16、66、89、90所发电能除一部分转给12台水泵继续抽水用电外， 剩余电能就可供给其它用户使用。水推动水轮13作功后从其下方的排水孔14排入排水管 15，从其两端管口 140、141分别排入地下水库18、19，然后又被12台水泵重新抽取，如此往复，该电能生产装置在运行期间只要保障12台水泵正常持续抽水，即可使该电能生产装置 稳定运行下去。 转动并同时带动发电机66发电。水推动水轮67作功后从其下方的排水孔68分 别排入排水管61、71，并从其下口 129、130排入储水仓55、54中。这样储水仓59、73泄水 发电后的水在储水仓55、54中又被再次蓄集，仓满后也贮存起与储水仓59、73同等重量的 水，同时也具备了与储水仓59、73蓄水发电的同等条件。启动电动绞车47、57，将活塞49、53 提升露出漏斗嘴5、6、，水在重力加速度下泄压进泄水钢管7、8，从其下口 11、12喷射到水轮 13上，水轮13转动同时带动发电机16发电。因水轮发电机16、66、89、90发电功率数之和 是12台水泵用电功率数的3倍，且推动水轮发电机作功的水流量相同，所以4台水轮发电 机的总发电量是12台水泵用电量的3倍。这样水轮发电机16、66、89、90所发电能除一部 分转给12台水泵继续抽水用电外，剩余电能就可供给其它用户使用。水推动水轮13作功 后从其下方的排水孔14排入排水管15，从其两端管口 140、141分别排入地下水库18、19， 然后又被12台水泵重新抽取，如此往复，该电能生产装置在运行期间只要保障12台水泵正 常持续抽水，即可使该电能生产装置稳定运行下去。
权利要求
一种电能的生产方法由以下要素构成圆筒建筑1、2，发电塔44、45，水泵32、33、34、35、36、37、38、39、40、41、42、43，地下水库18、19，发电仓128、118构成，其特征在于圆筒建筑1、2高60米，间距10米，1米至10米是泄水管仓4、3，10米至30米是储水仓55、54，30米至40米是泄水管仓126、127，40米至60米是储水仓59、73；发电塔44、45建在地下水库18、19上，与圆筒建筑1、2间距5米，塔高65米，比圆筒建筑1、2高5米，发电塔44、45的平台88、87上安装水轮发电机89、90；水泵32、33、34、35、36、37、38、39、40、41、42、43围绕在发电塔44、45一周安装在地下水库18、19之上，水泵扬程130米是发电塔44、45高度的2倍，吸程10米；发电仓128、118分别位于圆筒建筑1、2的泄水管仓126、127中间的位置和泄水管仓55、54中间的位置。
2.根据权利要求1所述的泄水管仓，其特征在于在泄水管仓4、3、126、127中分别安 装相同直径的泄水钢管7、8、62、72。
3.根据权利要求2所述的泄水钢管，其特征在于泄水钢管7、8上口与漏斗嘴5、6对 接，下口 11、12进入发电仓118从水轮发电机16的壳罩17两侧的圆孔9、10穿过进入壳内 呈正反方向对准水轮13 ；泄水钢管62、72上口与漏斗嘴77、78对接，下口 64、69进入发电 仓128从水轮发电机66的壳罩两侧的圆孔63、70穿过进入壳内呈正反方向对准水轮68。
4.根据权利要求1所述的储水仓，其特征在于储水仓55、54、59、73储水量相同，底部 呈漏斗状，漏斗嘴5、6、77、78分别伸入下方的泄水管仓4、3、126、127中。
5.根据权利要求1所述的水轮发电机，其特征在于水轮发电机89、90发电功率数之 和与水泵32、33、34、35、36、37、38、39、40、41、42、43用电功率之和相同，与水轮发电机16、 66发电功率数相同，4台水轮发电机发总发电量是水泵用电量的3倍。
6.根据权利要求1所述的水泵，其特征在于水泵32、33、34、35、36、37、38、39、40、41、 42、43 功率相同，水泵吸水管 20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、31 伸入地下水库 18,19 中，扬水管 133、134、135、136、137、138、79、80、81、82、83、84 向上比发电塔 44、45 高 5 米，然 后向下弯曲，12 个管口 103、104、105、110、111、112、119、121、123、99、98、97 分别从壳罩 91、 92 一周的 12 个圆孔 108、107、106、113、114、115、120、122、124、100、101、102 伸入壳内对准 水轮94、93。
7.根据权利要求6所述的圆孔，其特征在于:12个圆孔、108、107、106、113、114、115、 120、122、124、100、101、102的分布位置是与水轮94,93平行等距分布在壳罩91、92 —周。
8.根据权利要求1所述的发电仓，其特征在于发电仓128、118中安装功率相同的水 轮发电机16、66，水轮发电机16、66的壳罩17、65的两侧与水轮13、67平行的位置各有两个 相对称的圆孔9、10、63、70。
9.根据权利要求1所述的储水仓，其特征在于在储水仓55、54，59、73中设置与漏斗 嘴5、6，77、78相同形状尺寸的活塞49、53，56、74，活塞49、53，56、74依靠安装在顶板46、 50，131、132的电动绞车47、57，58、76拉动钢丝绳48、52，57、75上下升降起放水发电和堵塞 漏斗嘴5、6、77、78的作用。
10.根据权利要求1所述的发电仓，其特征在于在发电仓16下有根排水管15，水轮13 下的排水孔14与排水管15相通，排水管15的2个管口 140、141与地下水库18、19相通。
11.根据权利要求1所述的发电仓、储水仓，其特征在于发电仓水轮发电机66的水轮 67下方有一个排水孔68，排水孔68与2根排水管61、71相接，排水管61、71的下口 129、130分别伸入储水仓55、54中，储水仓55、54之间有一根钢管60联接，可使储水仓55、54保持水位一致。
12.根据权利要求5所述的水轮发电机，其特征在于在水轮94、93下方设有排水孔 95、96，排水孔95,96与排水管85,86联接，排水管85,86的下口 133、125伸入储水仓59,73中。
13.根据权利要求1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12所述的电能生产装置，其运行方法的 特征在于水轮发电机89,90利用水泵32、33、34、35、36、37、38、39、40、41、42、43泵水产生 的动能推动水轮94、93转动，同时带动发电机89、90发电，发电后的水通过排水管85、86排 入储水仓59、73中，并在储水仓59、73中储集，同时也将12台水泵抽水所用电能在储水仓 59、73中以水的重量形式储集起来；当储水仓59、73水满仓时启动电动绞车58、76，将活塞 56、74提升，露出漏斗嘴77、78，水在重力加速度下泄压进泄水钢管62、72，从其下口 64、69 喷出推动水轮67转动，同时带动发电机66发电；水推动水轮66作功后从排水孔68分别排 入两根排水管61、71，从其下口 129、130排入储水仓55、54中，又将12台水泵抽水所用电能 在储水仓55、54中储集起来，当水满仓时启动电动绞车47、57，将活塞49、53提升，露出漏斗 嘴5、6，水在重力加速度下泄压进泄水钢管7、8，从其下口 11、12喷出推动水轮13转动，同 时带动发电机16发电；水推动水轮发电机16作功后从排水孔14排入排水管15，又从其两 个管口 140、141排入地下水库18、19，然后水又被12台水泵重新抽取。
14.根据权利要求13所述的电能生产装置的运行方法，其特征在于水泵32、33、34、 35、36、37、38、39、40、41、42、43泵水流量与推动水轮发电机89、90发电的泵水流量相同，与 储水仓59、73，55、54泄水发电流量相同。
全文摘要
本发明公开了一种电能生产方法，它是利用抽水蓄能原理，水力再生特性，水泵泵水动能对现有电能进行复制倍增，使其具有了不依靠河流、不需建坝也可生产清洁电能的功能，该技术不用矿石燃料，节能减排，只要有一定量的水建成即可连续发电，适建范围广。
文档编号F03B13/06GK101929417SQ20091001625
公开日2010年12月29日 申请日期2009年6月23日 优先权日2009年6月23日
发明者宁延国 申请人:宁延国