一种水轮发电机蓄能装置的制作方法

1.本发明涉及发电设备技术领域，具体为一种水轮发电机蓄能装置。


背景技术：

2.随着环境污染程度的加重及能源紧缺问题的日益突出，可再生能源的开发利用受到了广泛的关注。然而可再生能源发电的特性对电网系统的电压稳定性、可靠性和电能质量将产生很大的影响。针对这一问题，储能技术因其具有双向功率能力和灵活调节特性等优势，被认为是有效解决该问题的重要途径。
3.抽水蓄能是利用电力负荷低谷期的电能抽水至上蓄水库，在电力负荷高峰期再将上蓄水库蓄存的水放至下蓄水库进行发电，又称蓄能式发电。它可将电网低负荷期的多余电能转换为电网高负荷期的高价值电能，适于调频、调相，可用于稳定电力系统的周波和电压，且宜为事故备用，还可提高电力系统中火电站和核电站的效率。
4.现有抽水蓄能发电装置从上蓄水库到下蓄水库之间设置的都是普通的斜坡形直水道，上蓄水库和下蓄水库在平面上会错开一定距离，其占地面积较大，这种斜坡形直水道长度受限较大，既不便于安装发电装置，也不便于增加发电装置的数量，无法最大限度地提高水流速度和利用水流的冲力进行发电。


技术实现要素：

5.针对现有技术的不足，本发明提供了一种水轮发电机蓄能装置，将机械能量蓄能装置以及蓄能螺旋水道的相结合，实现提高传统水轮机发电机蓄能装置积蓄的能量，更有利于利用水流的动能进行发电，更有利于提高发电效率，从而提高抽水蓄能发电的经济效益。
6.为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种水轮发电机蓄能装置，包括蓄能机构，所述蓄能机构下侧连接有蓄能螺旋水道，所述蓄能螺旋水道上设置有多组水轮发电机组件，所述蓄能螺旋水道底端出水口连接有储水池，所述储水池通过水泵与蓄能机构相连；
7.所述蓄能机构包括储能罐，所述储能罐内顶壁固定连接有弹簧，所述弹簧底端固定连接有封板，所述封板外壁滑动连接在储能罐内壁，所述封板与储能罐内底壁形成蓄能腔，所述蓄能腔和蓄能螺旋水道顶端入水口相连；
8.所述水泵出水口端固定连接有出水管，所述出水管远离水泵一端设置在蓄能腔内。
9.优选的，所述水轮发电机组件包括水轮机本体和发电机本体，所述水轮机本体均设置在蓄能螺旋水道中，所述发电机本体与水轮机本体相连。
10.优选的，所述蓄能腔下侧设置有通管，所述通管管体上设置有第一控制阀，所述通管远离储能罐一端设置在蓄能螺旋水道入水口中。
11.优选的，所述封板与储能罐连接处设置有密封圈。
12.优选的，所述水泵固定连接在储水池一处，所述水泵进水口端固定连接有进水管，所述进水管远离水泵一端设置在储水池内底侧。
13.优选的，所述储水池一侧设置有补水管，所述补水管管体上一处设置有补水阀。
14.优选的，所述储能罐底端固定连接有多个第一支撑架，所述蓄能螺旋水道固定连接在多个第二支撑架上。
15.优选的，所述出水管管体上一处设置有第二控制阀。
16.优选的，所述储能罐顶部设置有开口。
17.工作原理：具体应用时，首先打开第二控制阀以及水泵，水泵工作将储水池内水通过进水管以及出水管泵入到储能罐中的蓄能腔内，此时蓄能腔内加压后，水将封板顶起，从而带动弹簧压缩储存势能，当储能罐中存储能量达到预设值后，此时关闭水泵、设置在出水管上的第二控制阀，完成储能过程；当用户处于用电高峰时，打开设置在通管上的第一控制阀，通过弹簧释放势能带动封板动作将蓄能腔内储存的水通入到蓄能螺旋水道中安装的多组水轮发电机组件通过利用蓄能螺旋水道内水流的冲击力进行发电，且采用螺旋形水道可以缩小水道的占地面积，同时延长水道的行程，使水道内的水流速度更快，更有利于水轮发电机组件进行发电，由于水道行程更长，还便于安装更多组的水轮发电机组件，从而更大限度地利用水流的动能，提高蓄能发电的效率。
18.本发明提供了一种水轮发电机蓄能装置。具备以下有益效果：
19.本发明通过将机械能量蓄能装置以及蓄能螺旋水道的相结合，在释能时利用弹簧的弹性势能增加，同时蓄能螺旋水道为延长相同高度差储能罐和储水池之间水流的行程和速度，从而使水流用于发电的做功距离更长，进一步提高了传统水轮机发电机蓄能装置积蓄的能量，更有利于利用水流的动能进行发电，且蓄能螺旋水道中可以安装多个水轮发电机组件，更有利于提高发电效率，从而提高抽水蓄能发电的经济效益。
附图说明
20.图1为本发明的整体结构示意图；
21.图2为本发明的蓄能机构结构示意图；
22.图3为本发明的储水池结构示意图；
23.图4为本发明的整体结构另一视角示意图；
24.图5为本发明的连接示意图。
25.其中，1、蓄能机构；101、储能罐；1011、开口；102、弹簧；103、封板；104、密封圈；105、蓄能腔；106、通管；2、蓄能螺旋水道；3、水轮发电机组件；301、水轮机本体；302、发电机本体；4、储水池；5、水泵；501、进水管；502、出水管；6、补水管；601、补水阀；7、第一支撑架；8、第二支撑架；9、第一控制阀；901、第二控制阀。
具体实施方式
26.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做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。
27.实施例：
28.如图1-5所示，本发明实施例提供一种水轮发电机蓄能装置，包括蓄能机构1，蓄能机构1下侧连接有蓄能螺旋水道2，蓄能螺旋水道2上设置有多组水轮发电机组件3，蓄能螺旋水道2底端出水口连接有储水池4，储水池4通过水泵5与蓄能机构1相连；
29.其中，蓄能机构1为机械能量蓄能装置，具体为通过弹簧102进行蓄能，在释能时利用弹簧102的弹性势能增加，同时蓄能螺旋水道2为延长相同高度差储能罐101和储水池4之间水流的行程和速度，从而使水流用于发电的做功距离更长，通过将两者相结合，进一步提高了传统水轮机发电机蓄能装置积蓄的能量，更有利于利用水流的动能进行发电，且蓄能螺旋水道2中可以安装多个水轮发电机组件3，更有利于提高发电效率，从而提高抽水蓄能发电的经济效益。
30.其中，蓄能机构1包括储能罐101，储能罐101顶部设置有开口1011，储能罐101内顶壁固定连接有弹簧102，弹簧102底端固定连接有封板103，封板103外壁滑动连接在储能罐101内壁，封板103与储能罐101内底壁形成蓄能腔105，蓄能腔105和蓄能螺旋水道2顶端入水口相连，水泵5出水口端固定连接有出水管502，出水管502远离水泵5一端设置在蓄能腔105内；
31.具体地，通过水泵5向储能罐101中蓄能腔105内泵入水，蓄能腔105内加压后，水将封板103顶起，从而带动弹簧102压缩储存势能，在当需要进行发电时，蓄能腔105中水通入到蓄能螺旋水道2中安装的多组水轮发电机组件3通过利用蓄能螺旋水道2内水流的冲击力进行发电，且采用螺旋形水道可以缩小水道的占地面积，同时延长水道的行程，使水道内的水流速度更快，更有利于水轮发电机组件3进行发电，由于水道行程更长，还便于安装更多组的水轮发电机组件3，从而更大限度地利用水流的动能，提高蓄能发电的效率。
32.其中，水轮发电机组件3包括水轮机本体301和发电机本体302，水轮机本体301均设置在蓄能螺旋水道2中，发电机本体302与水轮机本体301相连；水轮发电机组件3为现有技术，其安装以及工作原理均为本领域技术人员所悉知的，在此不过多赘述。
33.其中，蓄能腔105下侧设置有通管106，通管106管体上设置有第一控制阀9，通管106远离储能罐101一端设置在蓄能螺旋水道2入水口中，出水管502管体上一处设置有第二控制阀901；
34.具体地，当储能罐101中存储能量达到预设值后，此时关闭水泵5、设置在出水管502上的第二控制阀901，完成储能过程，且在储能过程中，设置于通管106上的第一控制阀9处于关闭状态。
35.其中，封板103与储能罐101连接处设置有密封圈104；
36.具体地，密封圈104的设置防止蓄能腔105内水从封板103与储能罐101接缝处流失。
37.其中，水泵5固定连接在储水池4一处，水泵5进水口端固定连接有进水管501，进水管501远离水泵5一端设置在储水池4内底侧，便于对储水池4内部水的泵取。
38.进一步地，储水池4一侧设置有补水管6，补水管6管体上一处设置有补水阀601；
39.具体地，通过开启补水阀601，可通过补水管6向储水池4内进行补水。
40.其中，储能罐101底端固定连接有多个第一支撑架7，蓄能螺旋水道2固定连接在多个第二支撑架8上。
41.综上所述，本发明提出了一种水轮发电机蓄能装置，通过将机械能量蓄能装置以及蓄能螺旋水道2的相结合，在释能时利用弹簧102的弹性势能增加，同时蓄能螺旋水道2为延长相同高度差储能罐101和储水池4之间水流的行程和速度，从而使水流用于发电的做功距离更长，进一步提高了传统水轮机发电机蓄能装置积蓄的能量，更有利于利用水流的动能进行发电，且蓄能螺旋水道2中可以安装多个水轮发电机组件3，更有利于提高发电效率，从而提高抽水蓄能发电的经济效益。
42.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。