CN111188718A - 一种点冲式水轮循环转换双向发电装置及调控方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种点冲式水轮循环转换双向发电装置，包括由若干发电机组形成的发电机组阵列，每个所述的发电机组包括一个水轮、二个驱动轮，每个所述的驱动轮通过变速箱连接一个发电机；所述的水轮包括圆柱形的筒体、固定设置在筒体中心的转轴，所述的转轴连接驱动轮，所述的筒体四周设置有若干叶片，所述的筒体内设置若干均匀分布将隔挡片的筒体内的空间均匀分隔为若干小腔室，每个小腔室对应设置一个注水口，小腔室内填充设置质量相等的水。本发明还公开前述发电装置的调控方法。本发明能造福社会，降低大区域供电所具有的风险及损失，社会效益和经济价值巨大。

Description

一种点冲式水轮循环转换双向发电装置及调控方法
技术领域
本发明涉及发电装置，特别涉及多层点冲式水轮机驱动发电机组的结构，以及调控方法。
背景技术
随着地球资源消耗，寻求替代能源已经成为非常紧迫的任务。目前世界上普遍使用的发电方式主要有以下几种：
一是煤炭火力发电，煤炭是目前最大的供电能源，因不可再生和环境污染问题而倍受质疑；
二是核能发电，核电虽然清洁，但有高辐射风险、高成本的特点，因而推行停滞不前；
三是风能、太阳能、潮汐和地热发电等新能源发电，这些能源形式随着技术的进步得到了进一步推动，但因受地域、气候、光照和其他环境条件的约束，都存在一定的局限性。
四是水力发电，水力是目前大力推广且使用范围很广的供电清洁能源，但同样受到地理和自然环境的制约，其工程造价昂贵，应用受限。
发明内容
本发明的目的是针对背景技术中存在的缺点和问题加以改进和创新，提供一种不受地域气候环境条件限制、建设成本低、高效率的发电装置及发电调控方法。
本发明的技术方案是构造一种点冲式水轮循环转换双向发电装置，包括由若干发电机组形成的发电机组阵列，每个所述的发电机组包括一个水轮、分别设置在水轮两边且与水轮固定轴连的二个驱动轮，每个所述的驱动轮通过变速箱连接一个发电机；
所述的水轮包括圆柱形的筒体、固定设置在筒体中心的转轴，所述的转轴连接驱动轮，所述的筒体四周设置有若干叶片，所述的筒体内设置若干均匀分布将隔挡片的筒体内的空间均匀分隔为若干小腔室，每个小腔室对应设置一个注水口，小腔室内填充设置质量相等的水；
所述的发电机组阵列在垂直方向上至少具有六层，每层设置中央水池和位于中央水池周围的齿形防漏墙，除最高层外，防漏墙伸进中央水池的部分被分隔为上部和下部，所述发电机组设置在防漏墙伸进中央水池的部分内的上部；
所述这的发电机组还包括水管，最高处的发电机组中的水管一端连接上层中央水池，另一端垂直偏心对着水轮的叶片，最高处下方的发电机组中的水管包括三通阀，所述三通阀的两端分别连通上一层中央水池、上二层中央水池，第三端连接的水管垂直偏心对着水轮的叶片，所述水轮的正下方设置集水槽，集水槽底部连通下一层中央水池，所述三通阀位于防漏墙伸进中央水池的部分的下部，所述三通阀的控制逻辑是：可切换本层中央水池或上层中央水池内的水流向下层水轮；
位于水轮上方的水管上还设置有冲水控制装置，包括控制阀、转速测量装置和冲水控制器，所述的冲水控制器根据转速测量装置得到的数据控制控制阀的开关。
还包括连接发电机组的变电装置，顶层的中央水池还设置连接底层中央水池的循环管和水泵。
在其中一个实施例中，每个所述的小腔室内填充的水量为1/3体积。
在其中一个实施例中，所述的小腔室数量为八个。
在其中一个实施例中，上下相邻的发电机组交错设置。
本发明的另一技术方案是构造一种发电调控方法，利用前述发电装置，对于单个发电机组，正常工作时，上一层中央水池的水通过水管流下，冲击水轮的叶片，使叶片加速旋转，并带动发电机发电，转速测量装置对水轮转速进行测量，当水轮转速达到设置值时，关闭控制阀停止对水轮冲水；
水轮在自身结构的作用下继续旋转发电，且转速逐渐下降，当转速下降到设定值时，打开控制阀开始对水轮冲水，所冲的水由水轮下的集水槽收集并流入下一层中央水池；
当最上层中央水池减少到设定值时，开启水泵，将最底层中央水池内的水输送到最上层中央水池，形成循环；
发电机组所发的电通过变电装置输出；
检修一个中央水池时，人工调节三通阀，断开出水段与该中央水池的连接，并导通出水段与上一层中央水池，利用上一层中央水池内的水冲击水轮。
本发明的优点和有益效果：
一是基础工程建设周期短，投资运营成本低，风险小，效益高；二是不受任何地理气候环境限制，结构简单易安置，操作维保方便；三是可根据不同用电需求设置不同发电机机型和基站；四是可持续提供长久稳定的清洁电能，而且零污染。本发明能造福社会，降低大区域供电所具有的风险及损失，社会效益和经济价值巨大。
附图说明
图1是实施例的整体结构示意图。
图2是图1中A-A剖视图。
图3是一个发电机组的结构示意图（运行方式）。
图4是发电机组的立体结构示意图。
图5是水轮的结构示意图。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的首选实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容更加透彻全面。
需要说明的是，当元件被认为是“设置”在另一个元件上，它可以是直接设置或连接在另一个元件上或者可能同时存在居中元件。
除非另有定义，本文中所使用的所有的技术和科学术语与本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施目的，不是旨在限制本发明。
实施例1
如图1-5所示，一种点冲式水轮循环转换双向发电装置，包括由若干发电机组1形成的发电机组阵列，每个所述的发电机组1包括一个水轮2、分别设置在水轮2两边且与水轮2固定轴连的二个驱动轮3，每个所述的驱动轮3通过变速箱4连接一个发电机5；
所述的水轮2包括圆柱形的筒体21、固定设置在筒体21中心的转轴22，所述的转轴22连接驱动轮3，所述的筒体21四周设置有若干叶片23，所述的筒体21内设置若干均匀分布的隔挡片24将筒体21内的空间均匀分隔为八小腔室25，每个小腔室25对应设置一个注水口26，小腔室25内填充1/3体积的水27；
所述的发电机组阵列在垂直方向上有六层，每层设置中央水池6和位于中央水池6周围的齿形防漏墙7，除最高层外，防漏墙7伸进中央水池6的部分被分隔为上部8和下部9，所述发电机组1设置在防漏墙7伸进中央水池6的部分内的上部8；
如图3所示，所述这的发电机组1还包括水管10，最高处的发电机组中的水管10一端连接上层中央水池6，另一端垂直偏心对着水轮2的叶片23，最高处下方的发电机组1中的水管10包括三通阀11，所述三通阀11的两端分别连通上一层中央水池6-1、上二层中央水池6-2，第三端连接的水管垂直偏心对着水轮2的叶片23，所述水轮2的正下方设置集水槽12，集水槽12底部连通下一层中央水池6-3，所述三通阀位于防漏墙伸进中央水池的部分的下部9，所述三通阀的控制逻辑是：可切换本层中央水池或上层中央水池内的水流向下层水轮，即要么将本层中央水池内的水导向下层，要么将上一层中央水池内的水导向下层；
位于水轮2上方的水管10上还设置有冲水控制装置，包括控制阀13、转速测量装置14和冲水控制器，所述的冲水控制器根据转速测量装置14得到的数据控制控制阀13的开关，所述的转速测量装置14测量水轮2的转速，在水轮2转速达到设定值时关闭控制阀13停止冲水，使其自转，在水轮转速降低到设定值时打开进行冲水，加速水轮旋转。水轮旋转即可发电。
还包括连接发电机组的变电装置，将发电机组产生的电量转变成可供使用的电能。
顶层的中央水池还设置连接底层中央水池的循环管和水泵，将底层中央水池的水输送到顶层中央水池形成循环，顶层的中央水池还设置外部输水管，用于补充水量的正常损耗。
为了便于垂直布置水管，相邻上下的发电机组可以交错分布。
实施例2
一种发电调控方法，利用前述发电装置，对于单个发电机组，正常工作时，上一层中央水池的水通过水管流下，冲击水轮的叶片，使叶片加速旋转，并带动发电机发电，转速测量装置对水轮转速进行测量，当水轮转速达到设置值时，关闭控制阀停止对水轮冲水；
水轮在自身结构的作用下继续旋转发电，且转速逐渐下降，当转速下降到设定值时，打开控制阀开始对水轮冲水，所冲的水由水轮下的集水槽收集并流入下一层中央水池；
当最上层中央水池减少到设定值时，开启水泵，将最底层中央水池内的水输送到最上层中央水池，形成循环；
发电机组所发的电通过变电装置输出；
检修一个中央水池时，人工调节三通阀，断开出水段与该中央水池的连接，并导通出水段与上一层中央水池，利用上一层中央水池内的水冲击水轮。
本发明所用到的变电装置、转速测量装置、冲水控制器及相关的自动控制技术都是现有成熟技术，在实施本发明时，本领域技术人员可以根据本发明记载的功能选择正确的电子电路，而无需付出创造性劳动。
本发明人为设计多层蓄水池，通过蓄水池的水压点冲水轮，带动发电机进行发电，由于蓄水池内的水循环流动，本发明就可持续稳定输出电能。
本发明所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行的描述，并非对本发明构思和范围进行限定，在不脱离本发明设计思想的前提下，本领域中工程技术人员对本发明的技术方案做出的各种变型和改进，均应落入本发明的保护范围，本发明请求保护的技术内容，已经全部记载在权利要求书中。

Claims (5)

1.一种点冲式水轮循环转换双向发电装置，其特征在于：包括由若干发电机组形成的发电机组阵列，每个所述的发电机组包括一个水轮、分别设置在水轮两边且与水轮固定轴连的二个驱动轮，每个所述的驱动轮通过变速箱连接一个发电机；
所述的水轮包括圆柱形的筒体、固定设置在筒体中心的转轴，所述的转轴连接驱动轮，所述的筒体四周设置有若干叶片，所述的筒体内设置若干均匀分布将隔挡片的筒体内的空间均匀分隔为若干小腔室，每个小腔室对应设置一个注水口，小腔室内填充设置质量相等的水；
所述的发电机组阵列在垂直方向上至少具有六层，每层设置中央水池和位于中央水池周围的齿形防漏墙，除最高层外，防漏墙伸进中央水池的部分被分隔为上部和下部，所述发电机组设置在防漏墙伸进中央水池的部分内的上部；
所述这的发电机组还包括水管，最高处的发电机组中的水管一端连接上层中央水池，另一端垂直偏心对着水轮的叶片，最高处下方的发电机组中的水管包括三通阀，所述三通阀的两端分别连通上一层中央水池、上二层中央水池，第三端连接的水管垂直偏心对着水轮的叶片，所述水轮的正下方设置集水槽，集水槽底部连通下一层中央水池，所述三通阀位于防漏墙伸进中央水池的部分的下部，所述三通阀的控制逻辑是：可切换本层中央水池或上层中央水池内的水流向下层水轮；
位于水轮上方的水管上还设置有冲水控制装置，包括控制阀、转速测量装置和冲水控制器，所述的冲水控制器根据转速测量装置得到的数据控制控制阀的开关；
还包括连接发电机组的变电装置，顶层的中央水池还设置连接底层中央水池的循环管和水泵。
2.根据权利要求1所述的点冲式水轮循环转换双向发电装置，其特征在于：每个所述的小腔室内填充的水量为1/3体积。
3.根据权利要求1所述的点冲式水轮循环转换双向发电装置，其特征在于：所述的小腔室数量为八个。
4.根据权利要求1所述的点冲式水轮循环转换双向发电装置，其特征在于：上下相邻的发电机组交错设置。
5.一种发电调控方法，其特征在于：利用权利要求1所述的点冲式水轮循环转换双向发电装置，对于单个发电机组，正常工作时，上一层中央水池的水通过水管流下，冲击水轮的叶片，使叶片加速旋转，并带动发电机发电，转速测量装置对水轮转速进行测量，当水轮转速达到设置值时，关闭控制阀停止对水轮冲水；
水轮在自身结构的作用下继续旋转发电，且转速逐渐下降，当转速下降到设定值时，打开控制阀开始对水轮冲水，所冲的水由水轮下的集水槽收集并流入下一层中央水池；
当最上层中央水池减少到设定值时，开启水泵，将最底层中央水池内的水输送到最上层中央水池，形成循环；
发电机组所发的电通过变电装置输出；
检修一个中央水池时，人工调节三通阀，断开出水段与该中央水池的连接，并导通出水段与上一层中央水池，利用上一层中央水池内的水冲击水轮。
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