一种管道水力发电系统

本发明通常涉及水力发电领域。更具体地，本发明涉及管道水力发电系统。

背景技术：

1、随着地球化石燃料的枯竭，对可再生能源的需求正在增加。此外，希望从不会导致全球变暖的清洁能源中发电。

2、一种流行的可再生能源是水力发电，其通过利用流体(如水)的潜在落差来产生。典型的水力发电系统需要水源，例如在高处堵塞的河流，以产生具有储存势能的水头。管道从较高的位置延伸到较低的位置。涡轮发电机安装在管道的末端，以便从高处排出的水流过涡轮。水驱动涡轮，涡轮又驱动发电机发电。

3、水坝式水力发电安排的问题是，水坝引起的洪水对当地环境有不利影响。洪水破坏了自然景观，并使附近的居民流离失所。

4、为了避免与水坝型水力发电相关的问题，已经提出了一种替代布置，该布置使用管道将水从高点向下输送到较低的点。然后在管道中安装涡轮发电机，由流过管道的水驱动来发电。

5、在创造和发现更好的管道水力发电系统方面已经取得了一些其他的进步和改进。下面描述了相关参考文献的例子，并且每个参考文献的支持教导通过引用结合于此：

6、us8360720b2公开了一种通常为球形的涡轮，该涡轮被构造成在沿任一方向流动的流体的动力下在圆柱形管道内横向旋转，该涡轮与旋转机器或发电机可操作地连接以产生电力。在一个实施例中，球形涡轮的叶片在相对于中心轴的旋转轴线成倾斜角度的平面中弯曲成大约180度的弧。在另一个实施例中，偏转器设置在球形涡轮的上游和圆柱形管道内，以通过遮蔽球形涡轮的一部分来控制通过球形涡轮的流动。球形涡轮的叶片在横截面上是翼型，以优化流体动力流动，最小化气穴现象，并最大化从轴向能量到旋转能量的转换。

7、us20120153623a1公开了一种连接到下水道的发电系统，用于将废水输送到卫生处理站。通过泵送设备将废水通过下水道，同时粉碎废水携带的大部分大物体。废水驱动一个或多个水力涡轮。涡轮可操作地连接到发电机，用于产生电力并通过电力传输系统分配电力。

8、us20120079826a1公开了一种用于能量回收的水循环发电系统，其包括至少一个连接到热交换系统的水循环发电系统，以获得热交换过程所需的水。水循环发电系统包括储存冷却水的水箱、供水管道和回收管道。供水管从水箱中抽水，以向热交换系统提供前端水。回收管道引导从热交换系统排出的工作循环水，并具有安装在其上的水力发电机，该水力发电机由工作循环水驱动，以将其动能转换成电能。因此，当运行循环水流向其回收目的地时，其动能驱动水力发电机产生额外的电力。

9、然而，上述参考文献仍然存在许多缺点和问题，本发明的对象和特征试图解决这些缺点和问题。例如，上述参考文献没有提供任何可行的方法来实现流体的同时流动和涡轮的维护。通常，在现有系统中，流体流动必须完全停止，并且管道必须排空，以便允许技术人员维护或修理涡轮。特别是对于供水管道来说，这是不理想的，因为在供水管道中，连续的供水对于满足公众的日常需求是至关重要的。此外，当设计管道水力发电系统时，上述参考文献没有考虑日常流体流动趋势，因此可能出现这样的情况，即当流体流动激增时，系统不能完全实现水力发电潜力，而当流体流动很少时，系统变得利用不足。因此，在本领域中仍然需要提供一种管道水力发电系统来解决本文所述的一个或多个问题。

技术实现思路

1、为了提供对本发明某些方面的基本理解，下面给出了本发明的简要概述。该概述不是本发明的广泛综述。其唯一目的是以简化的形式呈现本发明的一些概念，作为稍后呈现的更详细描述的序言。

2、本发明的一个目的是提供一种管道水力发电系统，其能够以可持续的、环保的和高效的方式发电。

3、本发明的另一个目的是提供一种管道水力发电系统，其允许流体流动和涡轮的维护同时进行。

4、本发明的另一个目的是提供一种管道水力发电系统，其能够充分利用大的流体流量来发电，并利用小的流体流量的间歇来修理或维护涡轮。

5、因此，这些目的可以通过遵循本发明的教导来实现。本发明涉及一种管道水力发电系统，其包括允许流体从入口流向出口的主通道，以及可旋转地安装在主通道中的涡轮，使得涡轮通过流体的流动而旋转，其中主通道的入口由入口阀调节，主通道的出口由出口阀调节。管道水力发电系统还包括在主通道的入口处从主通道延伸并在主通道的出口处连接回主通道的旁路通道，以及用于调节旁路通道中的流体流量的旁路阀。此外，在运行期间，至少主通道的入口阀和出口阀打开，以允许流体流过主通道，从而使涡轮旋转来发电。此外，在维护期间，主通道的入口阀和出口阀关闭，而旁路通道的旁路阀打开，以引导流体流过旁路通道，从而允许涡轮的维护。

6、通过仔细阅读下文提供的详细描述并适当参考附图，本发明的前述和其它目的、特征、方面和优点将变得更好理解。

技术特征：

1.一种管道水力发电系统(100)，包括：

2.根据权利要求1所述的管道水力发电系统(100)，其中，喷嘴(16)设置在所述主通道(12)中，以增加流体流动的速度。

3.根据权利要求1所述的管道水力发电系统(100)，其中，所述涡轮(8)连接到发电机以产生电力。

4.根据权利要求1所述的管道水力发电系统(100)，其中，所述管道水力发电系统(100)沿着供水管安装。

5.根据权利要求1所述的管道水力发电系统(100)，其中，所述主通道(12)的直径大于所述旁路通道(14)的直径。

6.根据权利要求1所述的管道水力发电系统(100)，还包括压力计，所述压力计用于测量流体的压力。

7.根据权利要求1所述的管道水力发电系统(100)，还包括流量计，所述流量计用于测量流体的流速。

技术总结
本发明涉及一种管道水力发电系统(100)，其包括用于允许流体从入口流向出口的主通道(12)，以及可旋转地安装在主通道(12)中的涡轮(8)，其中主通道(12)的入口由入口阀(2)调节，主通道(12)的出口由出口阀(6)调节。管道水力发电系统(100)还包括在主通道(12)的入口处从主通道(12)延伸并在主通道(12)的出口处连接回主通道(12)的旁路通道(14)，以及用于调节旁路通道(14)中的流体流量的旁路阀(4)。此外，可以控制入口阀(2)、出口阀(6)和旁路阀(4)以允许流体流过主通道(12)来旋转涡轮(8)以发电，或者流过旁路通道(14)以允许维护涡轮(8)。

技术研发人员：依斯瓦迪·宾·佼哈里,莎芭莉亚·宾蒂·朱来
受保护的技术使用者：马来亚大学
技术研发日：
技术公布日：2024/3/5