CN102979064A - 一种解决水电站水源不足和提高电站效益的方法及其装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供的一种解决水电站水源不足和提高电站效益的方法及其装置。包括具有减小水流阻力的超级疏水管道的制造、应用超级疏水管道引水、输水、抽送水补充电站水源等多种方式方法及其装置结合，最终实现少投资多产出的提高新建和改造现有水力发电站的经济效益的预定经济目标。非常适合广大山区高水头新旧电站采纳应用，更适宜新老抽水储能电站首选应用。
Description
技术领域：本发明是一种补充电站水源提高发电量之方法，尤其是涉及到一种解决水电站水源不足和提高电站效益的方法及其装置。
技术背景：水力发电一直是我们中国乃至全世界作为可持续发展的绿色能源之一，担负着非常重要的角色，然而在开发建设水力电站之时，由于种种原因造成了电站设计超大，建成之后发现常年水源不足，无法达到预定的发电目的，而造成了设备利用低下的问题，延长了电站投资回收年限。遇到干旱年份更是效益低下，利润全无。为了解决前述难题，便是本发明的宗旨。
技术方案：为了实现解决大中小水力发电站普遍存在水源不足之难题，尤其是解决广大山区高水头水力发电站的枯水期缺水问题及提高原有电站水资源发电效率两大问题，本发明的实施方案是：一、采用超级疏水管道引用周边水补充水源之方法，或采用半山抽取周边水来补充电站水源之方法解决。首先介绍超级疏水管道引水法：所谓超级疏水管道引水法中所采用的超级疏水管道尚未发明出来，现在市场还没有卖，需要自制。具体的制造方法有三种：1、首先将现有的管道经过清洁抛光内表面，然后把内表面处理成纳米级粗糙程度之后，采用灌注已配制好的超级疏水涂料，然后放干让其自然干燥形成膜层即为成品。2、也可以采用吸有超级疏水涂料之软塞通过已处理好的管道内腔进行涂布的方法制成超级疏水管道使用。3、采用经处理成为纳米级粗 糙表面之塑料薄膜或纤维布从超级涂料槽棍面拉过沾涂上超级涂料后让电吹风吹干，然后卷制成软管供输水使用。当超级疏水软硬管道制造出来后即采取以现有高水头水电站为基础，从电站的周边选择引水路线及水源地，进行环山安设硬管为主、软管为转弯连接辅助，连接成一条远距离引水的超级疏水管道引水管道，致电站顶端进水池或直接压力管，然后将水源拦筑小坝，连接通引水管口并安上阀门，防垃圾凸管网。此外周边环山如有多处水源可以引用则按前述方法多安设几条管道或延长加大管道和引水口实现完成联合引水工程。如果周边水源不在原有电站之上，采用管道自流引水无法成功，则可采用电泵抽水上电站之法来实现向缺水电站补水，并提高电站设施利用率和发电量的目的。所谓电泵抽水补水法系采用现有新型无线圈轻型无发热的节能电动机为带动水泵抽水的动力机，配套硬软超级疏水管道向电站抽输水源来完成预定补水提效目的。采用电泵抽水补充原有电站发电量是否有利可图？这是本发明的关键问题。本发明所提议的电泵抽水选择水源点一定要选在原有电站水头的半程以上，特高水头的也要选在三分之一的高程以上，即不少以50米水头之上。所选水源水头越高，水源越丰富其最终效果就越好。即使是新建高水头发电站也是按前述方案引水抽水结合联用其最终发电效益达到最高，包括改造现有的抽水储能电站，新设计建设新的抽水、引水结合的储能发电站均可采用半程抽水、高程管自流引水相结合的方法实现高效发电目的。还有改造原有电站设施，如更换原压力管为超级疏水管，更换新型高效水轮发电机组，在尾水口连接超级疏水管道尾水管提高尾水出水拉力，加上环山引 水、抽水补充之措施即可实现高效利用设备水资源及提高发电量的预定目的。
工作原理：本发明能提高新旧高水头电站发电效果的主要原理有三条：一、因为原电站所用的压力管、引水管都存在有水流与管道之间的沾滞性摩擦阻力，而且是管道越长则阻力越大，现在全部改用超级疏水管道引水输水，减小了阻力达60％以上。二、原有电站出水口因存在空气直接阻碍水轮机叶轮转速的提高，影响了6％发电量，经在电站出水口加接一条拉力尾水管、超级疏水管之后，可加快提高6％左右的发电量。如果尾管以下有10米以上的落差，其所发电量还可相应提高。三、当采用半程或高程抽水包括抽送原电站水库之死水发电、引水向电站补充缺水之后，电站可满负荷发电，其发电量当然就相应提高了。如果是高程自然引流补水发电提效相对较高。但采用半程以上抽水补水发电，必须要减去抽水所耗电源和放水发电时减少的转换损耗电量。所以最后获得的剩余电量才是真实的提效电量。以1000米水头电站为例计算，如在600米之处拉水上1000米处，每立方水需耗电量约1.2千瓦，而每立方水从1000米处放下发电约得2.35千瓦减去1.2千瓦还剩余1.15千瓦，经计算，最终还是有利可图的。这便是采用超级疏水管道、高程引水、半程抽水补充现有电站或新建电站提高发电效益的工作原理。
社会效益：本发明具有提高现有或新建电站的发电效果，如向全国及至全世界推广使用，对水电事业的发展、对环境的保护、减少化石能源用于发电、减少有害气体的排放、提高现有资源的利用率都将具有重要的现实意义。
Claims (3)
1.一种解决水电站水源不足和提高电站效益的方法及其装置，包括利用自制的超级疏水管道方法、应用超级疏水管道高程远距离引水补充电站水源法、应用超级疏水管道替换原有压力输水管的方法，突现新旧电站提高效益的目的，其方案是：为了实现解决大中小水力发电站普遍存在水源不足之难题，尤其是解决广大山区高水头水力发电站的枯水期缺水问题及提高原有电站水资源发电效率两大问题，本发明的实施方案是：一、采用超级疏水管道引用周边水补充水源之方法，或采用半山抽取周边水来补充电站水源之方法解决，首先介绍超级疏水管道引水法：所谓超级疏水管道引水法中所采用的超级疏水管道尚未发明出来，现在市场还没有卖，需要自制，具体的制造方法有三种：1、首先将现有的管道经过清洁抛光内表面，然后把内表面处理成纳米级粗糙程度之后，采用灌注已配制好的超级疏水涂料，然后放干让其自然干燥形成膜层即为成品，2、也可以采用吸有超级疏水涂料之软塞通过已处理好的管道内腔进行涂布的方法制成超级疏水管道使用，3、采用经处理成为纳米级粗糙表面之塑料薄膜或纤维布从超级涂料槽棍面拉过沾涂上超级涂料后让电吹风吹干，然后卷制成软管供输水使用，当超级疏水软硬管道制造出来后即采取以现有高水头水电站为基础，从电站的周边选择引水路线及水源地，进行环山安设硬管为主、软管为转弯连接辅助，连接成一条远距离引水的超级疏水管道引水管道，致电站顶端进水池或直接压力管，然后将水源拦筑小坝，连接通引水管口并安上阀门，防垃圾凸管网，此外周边环山如有多处水源可以引用则按前述方法多安设几条管道或延长加大管道和引水口实现完成联合引水工程。
2.根据权利要求1所述方法及装置，其特征是：如果周边水源不在原有电站之上，采用管道自流引水无法成功，则可采用电泵抽水上电站之法来实现向缺水电站补水，并提高电站设施利用率和发电量的目的，所谓电泵抽水补水法系采用现有新型无线圈轻型无发热的节能电动机为带动水泵抽水的动力机，配套硬软超级疏水管道向电站抽输水源来完成预定补水提效目的，采用电泵抽水补充原有电站发电量是否有利可图？这是本发明的关键问题，本发明所提议的电泵抽水选择水源点一定要选在原有电站水头的半程以上，特高水头的也要选在三分之一的高程以上，即不少以50米水头之上，所选水源水头越高，水源越丰富其最终效果就越好，即使是新建高水头发电站也是按前述方案引水抽水结合联用其最终发电效益达到最高，包括改造现有的抽水储能电站，新设计建设新的抽水、引水结合的储能发电站均可采用半程抽水、高程管自流引水相结合的方法实现高效发电目的。
3.根据权利要求1或2所述方法及装置，其特征是：还有改造原有电站设施，如更换原压力管为超级疏水管，更换新型高效水轮发电机组，在尾水口连接超级疏水管道尾水管提高尾水出水拉力，加上环山引水、抽水补充之措施即可实现高效利用设备水资源及提高发电量的预定目的。
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