一种大坝水利发电尾水数次利用装置的制作方法

1.本发明涉及水力发电技术领域，具体涉及一种大坝水利发电尾水数次利用装置。


背景技术：

2.大坝用于防洪，抬高蓄储水位，产生很高水势能及水位差，以及推动主水轮机组发电，而发电后尾水水位相差大(如白鹤滩大坝，尾水水位落差近200米)，对于尾水的传统处理方式是，依附着在混凝土大坝预留洞口直接倾斜泄下，只用了一次，就放弃了从涵道中激流直下流失了。
3.如何充分利用近200米高水势能，单位时间内几十吨水狂泄直下，被人们忽视了，如何利用尾水发电是新课题。它潜藏着巨大的清洁能源发电能力。它投资少，投资效益高，为社会效益贡献大。


技术实现要素：

4.本发明提供一种大坝水利发电尾水数次利用装置，目的在于为了充分利用高水位的水势能数次利用；为了大坝在规划的有限年限内，安全稳定的发挥应该的作用。
5.为实现上述目的，本发明采用以下技术方案实现：
6.一种大坝水利发电尾水数次利用装置，包括开设于大坝坝体内的水输入管道、设置在水输入管道末端的主水轮机、与主水轮机连接的主发电机，还包括栈涵道，与大坝预留尾水出口相连接，栈涵道通过若干混凝土平台支撑，每个混凝土平台上通过弹片安装有齿轮箱、中小型水轮发电机组，混凝土平台底部设置有防震结构。
7.作为上述方案的优选，所述栈涵道采用钢质结构，沿主发电机尾水轴线制造，其截面分段缩小，栈涵道上预留有溢水出口、若干的天窗口，栈涵道内设有紧急阀门、阻止尾水阀门、泄流阀门。
8.作为上述方案的优选，所述栈涵道内安装有活动调节板，活动调节板中间采用锣栓安装在栈涵道底部预埋桩上，上、下两端焊接有扣件，并通过钢链与涵道四周侧预埋桩相扣；其与栈涵道内壁之间呈夹角设置，上下两端均与栈涵道内壁留有出水间隙。
9.作为上述方案的优选，所述栈涵道内安装有异形增阻板，呈蚌壳状，围绕水轮机四周，通过螺栓镶嵌在栈涵道内壁上。
10.作为上述方案的优选，所述栈涵道尾端通过门架安装有尾水出水管，尾水出水管的直径呈逐段缩小趋势，尾水出水管末端安装有副水轮机及副发电机。
11.作为上述方案的优选，所述栈涵道出水口上端预埋有工字钢，工字钢上安装有电动葫芦。
12.作为上述方案的优选，所述栈涵道上方分段安装封闭覆盖，左右安装有安全护栏。
13.作为上述方案的优选，所述混凝土平台侧面设置有预埋手扶梯。
14.作为上述方案的优选，所有水轮发电机在栈涵道内呈矩阵式分布，通过轴承座固定安装在混凝土平台上，水轮发电机轴向一端与齿轮箱相连，齿轮箱通过基座固定安装在
混凝土平台上，轴承座及基座与混凝土平台之间均安装有弹片。
15.作为上述方案的优选，还包括视频监控系统、直流电系统、照明系统、温控系统、震动感应系统、电子流速仪、水压表报警系统。
16.由于具有上述结构，本发明的有益效果在于：
17.本技术利用大坝尾水水位落差大、单机发电动率高的特点，人工制造钢质栈涵道，与大坝预留尾水出口连接，并按阶梯式高度浇筑若干个混凝土墩平台来承担钢质涵道重量，同时在涵道内分段落、根据水势能选择性安装数组小于主发电机功率的中、小功率水轮发电机，充分利用较高的尾水水位势能发电，使其累计功率可以提高5％～10％发电功率，甚至更高；使大坝尾水得到重复数次利用，提高了水资源利用率，提高了投资回报率。
附图说明
18.为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍。
19.图1为本发明的整体结构示意图；
20.图2为本发明栈涵道的俯视结构示意图；
21.图3为本发明栈涵道的剖视结构示意图；
22.图4为本发明增阻板的安装示意图；
23.图5为本发明混凝土平台的剖视结构示意图；
24.图6为本发明混凝土平台的俯视结构示意图。
具体实施方式
25.下面将结合本发明的附图，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
26.如图1至图6所示，本实施例提供一种大坝水利发电尾水数次利用装置，包括开设于大坝坝体14内的水输入管道13(接通蓄水15)、设置在水输入管道13末端的主水轮机11、与主水轮机11连接的主发电机12，还包括栈涵道3，与大坝预留尾水出口10相连接，栈涵道3通过若干混凝土平台6支撑，每个混凝土平台6上通过弹片23安装有齿轮箱7、中小型水轮发电机组4，混凝土平台6底部设置有防震结构30。
27.在本实施例中，所述栈涵道3采用钢质结构，沿主发电机12尾水轴线制造，其截面分段缩小，栈涵道3上预留有溢水出口9、若干的天窗口8(可随时关闭，便于安装、维修水轮机)，栈涵道3内设有紧急阀门16、阻止尾水阀门5、泄流阀门17。
28.在本实施例中，所述栈涵道3内安装有活动调节板18(在栈涵道3中间，设计一个不锈钢式调节板)，用于调节流水截面(类似于都江堰鱼嘴分水原理)，调节水量和流量，同时也便于水轮机维修保养人员进出。活动调节板18中间用锣栓安装在栈涵道3底部预埋桩21上。上、下两端有焊接几个扣件，用钢链子与涵道四周侧预埋桩相扣；其与栈涵道3内壁之间有一定夹角度，上下两端均与栈涵道3内壁留有出水间隙。
29.在本实施例中，所述栈涵道3内安装有异形增阻板19，采用不锈钢材料，呈蚌壳状，分几段安装在水轮机四周，通过螺栓镶嵌在栈涵道3内壁上，以减小管道内截面积，进而增
加阻力、增加压强，满足发电功率需要。
30.在本实施例中，所述栈涵道3尾端通过门架安装有尾水出水管2，尾水出水管2的直径呈逐段缩小趋势，以使压强逐渐增大，进而带动发电机发电，尾水出水管2末端安装有副水轮机及副发电机1(副发电机采用大功率发电机)。
31.在本实施例中，所述栈涵道3出水口上端预埋有工字钢，工字钢上安装有电动葫芦21，以方便人员上、下进出栈涵道3维修用。
32.在本实施例中，所述栈涵道3上方分段安装封闭覆盖(需要时随人工操作封闭)，便于安维修；左右安装有安全护栏20；局部有预埋安全锁扣。
33.在本实施例中，所述混凝土平台6侧面设置有预埋手扶梯61，混凝土平台6底部设置有防震结构30，以避免混凝土结构在地震作用下发生倒塌破坏，进而延长混凝土平台6的寿命；本实施例中的防震结构30可采用现有技术，如中国专利cn201621488226.1“一种高延性混凝土组合抗震墙”说明书中公开的土木工程抗震结构。
34.在本实施例中，所有水轮发电机在栈涵道3内呈矩阵式分布(根据水轮机型号(卧)立式水轮机不同形势安装数组发电机组，发电机组从上至下功率从大至小)，通过轴承座固定安装在混凝土平台6上，水轮发电机轴向一端与齿轮箱相连，齿轮箱通过基座固定安装在混凝土平台6上，轴承座及基座与混凝土平台6之间均安装有弹片23(弹片可采用弹簧钢板，与混凝土平台6的钢筋相焊接一起)，以减缓、降低因尾水巨大冲击、震动产生的共振频率。
35.在本实施例中，还包括视频监控系统、直流电系统(用于远程控制阻止尾水阀门5及泄流阀门17的开闭)、照明系统22(用于涵道内的临时照明)、温控系统(用于监测发电机轴温度)、振动感应系统(用于监测混凝土平台6的震动评率)、电子流速仪(用于监测水流量)、水压表报警系统。
36.上述结构的工作原理：
37.利用大坝尾水水位落差大、单机发电动率高的特点，人工制造钢质栈涵道3，与大坝预留尾水出口10连接，并按阶梯式高度浇筑若干个混凝土平台6来承担钢质涵道重量，同时在混凝土平台6下方设置防震结构30，在涵道内分段落、根据水势能选择性安装数组小于主发电机12功率的中、小功率水轮发电机，充分利用较高的尾水水位势能发电，使其累计功率可以提高5％～10％发电功率，甚至更高；使大坝尾水得到重复数次利用，提高了水资源利用率，提高了投资回报率；
38.为了降低水水轮机、发电机工作过程产生震动引起的共振概率，极大降低几个水轮发电机共振概率，在水轮发电机轴承座及齿轮箱基座与混凝土平台之间均安装有弹片。
39.以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。