CN113250890B - 一种可改善水质的发电装置 - Google Patents
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Abstract
一种可改善水质的发电装置,包括上部水槽、连接管道、抽水管道、落水管道、发电机、换热室、抽水泵、循环泵及多个阀门;上部水槽通过连接管道分别与抽水管道和落水管道的上端连接;在上部水槽与连接管道的连接处,设有第一阀门;在连接管道与抽水管道的连接处,设有第二阀门;在连接管道与落水管道的连接处设有第三阀门;在抽水管道的中部设有换热室,在水温不在预设范围内时,将水流进入换热室进行加热或冷却;在抽水管道的下端,设有抽水泵和供水管,通过第八阀门控制其开闭;落水管道上设有循环泵、第二止回阀以及发电机。本发明在进行抽水发电的同时,利用在发电过程中产生的气泡来增加水中的溶氧量,改善水质,能够有效节省水质改善费用。
Description
技术领域
本发明涉及水力发电技术领域,具体涉及一种可改善水质的发电装置。
背景技术
现有技术中,为了提高抽水发电效率,通常在竖直方向上设置多个具有水轮的发电机,并利用从高处落下的水流进行多段发电。但由于能够在竖直方向上设置的发电机数量有限,其发电量也受到限制,无法大幅提高发电效率。
并且,在蓄水池或湖泊等水流不多的地方,可能会因溶氧量不足而导致水污染。因此,现有技术中,通过设置曝气系统来增加水中的溶氧量,进而保持水质,防止水污染。这种用于保持水质的曝气系统浮在水面上,同时向水中供给氧气和空气来尽可能地产生更多的气泡,以提高溶氧量,从而改善水质。但是,这种曝气系统只能通过在水中产生气泡来提高溶氧量,自身不具备动力源,因此,在改善水质方面需要较多的维护费用。
发明内容
为了解决上述现有技术中存在的问题,本发明提供一种可改善水质的发电装置,该装置能够抽水发电的同时,还能够通过发电时产生的气泡来获得水质改善的效果。
本发明具体采用以下技术方案:
一种可改善水质的发电装置,包括上部水槽、连接管道、抽水管道、落水管道、发电机、换热室、抽水泵、循环泵以及多个阀门,其特征在于:
上部水槽通过连接管道分别与抽水管道的上端和落水管道的上端连接;
在上部水槽与连接管道的连接处,设有第一阀门;
在连接管道与抽水管道的连接处,设有第二阀门;
在连接管道与落水管道的连接处设有第三阀门;
在抽水管道的中部设有换热室,在温度传感器感测到的水的温度不在预设范围内时,将水流进入换热室进行加热或冷却;
在抽水管道的下端,设有抽水泵和供水管,该供水管通过第八阀门控制开闭;
落水管道上设有循环泵、第二止回阀以及发电机。
本发明还进一步采用以下优选技术方案:
第一阀门、第二阀门打开,第三阀门关闭时,通过抽水泵上部水槽蓄水;
第一阀门关闭,第二阀门、第三阀门打开时,抽水管道中的水流直接流向落水管道;
第一阀门、第三阀门打开,第二阀门关闭时,上部水槽中的蓄水流入落水管道中。
换热室的进水口通过第一换热管道与抽水管道连接,且在第一换热管道设有第四阀门;
在抽水管道与第一换热管道的连接处上方的抽水管道上,设有第五阀门;在抽水管道与第一换热管道的连接处的下方的抽水管道上,设有温度传感器;
换热室的出水口通过第二换热管道与抽水管道连接,并且在第二换热管道上设有第六阀门。
温度传感器感测到通过抽水管道的水流温度高于预设温度时,打开第四阀门、第六阀门,关闭第五阀门,使得水流通过换热管道流入换热室进行降温,再流入抽水管道。
在落水管道上还设有辅助管道,该辅助管道上设有去气泡室、第一止回阀以及补气室;
去气泡室设在辅助管道的入水口处,用于去除管道内水中的气泡;
补气室设在辅助管道的出水口处,用于向管道内补充空气;
第一止回阀设在去气泡室与补气室之间。
去气泡室的上方设有压力调节阀,用于调节管道内的压力;
补气室的上方设有补气阀将外部空气引入补气室中。
多个发电机位于辅助管道与落水管道连接处的下方,采用“Z”字形设置方式,在“Z”字形的转弯处设置发电机。
该发电装置还包括下部水槽,其分别与抽水管道的下端和落水管道的下端连接;
下部水槽的一侧下方设有出水口,通过第九阀门控制其开闭状态;
该出水口用于将落水管道中的落水引入湖水或者蓄水池中。
在抽水泵(8)与下部水槽(6)之间,设有底气阀门(308),通过该阀门的开闭情况,确定抽水泵(8)抽取下部水槽(6)内的蓄水还是抽取湖水或蓄水池中的水。
打开第一阀门、第三阀门、第七阀门,关闭第二阀门、第八阀门和第九阀门时,该发电装置仅进行抽水发电;
关闭第七阀门,打开第八阀门打开时,通过水抽泵和供水管将湖水或蓄水池中的水抽入管道内进行发电的同时,进行水质改善工作。
本发明具有以下有益效果:
本发明不仅能够在蓄水池或湖泊中进行抽水发电,还能够利用在发电过程中产生的气泡来增加水中的溶氧量,能够改善水质,能够有效节省水质改善费用。
附图说明
图1是本发明的可改善水质的发电装置的结构示意图。
具体实施方式
下面,结合附图对本发明进行详细说明。
如图1所示,本发明的可改善水质的发电装置包括上部水槽1、连接管道2、抽水管道3、落水管道4、发电机5、下部水槽6、换热室7、抽水泵8、循环泵9以及多个阀门。
上部水槽1通过连接管道2分别与抽水管道3的上端和落水管道4上端连接。并且,在上部水槽1与连接管道2的连接处,设有第一阀门201;在连接管道2与抽水管道3的连接处,设有第二阀门202;以及在连接管道2与落水管道4的连接处设有第三阀门203。具体地,当第一阀门201、第二阀门202打开,第三阀门203关闭时,能够通过抽水管道3向上部水槽1蓄水;当第一阀门201关闭,第二阀门202、第三阀门203打开时,抽水管道3中的水流可直接流向落水管道4;当第一阀门201、第三阀门203打开,第二阀门202关闭时,上部水槽1中的蓄水可流入落水管道4中。
其中,在抽水管道3上设有温度传感器301,用于检测通过抽水管道3的水流的温度;同时还设有换热室7,在温度传感器301感测到的水的温度不在预设范围内时,将水流进入换热室7进行加热或冷却,使得抽水管道3内的水流始终保持一定温度。换热室7通过换热管道与抽水管道3连接;其中,换热室7的进水口通过第一换热管道303与抽水管道3连接,且在第一换热管道303设有第四阀门304;在抽水管道3与第一换热管道303的连接处上方的抽水管道3上,设有第五阀门305;在抽水管道3与第一换热管道303的连接处的下方的抽水管道3上,设有温度传感器301。换热室7的出水口通过第二换热管道306与抽水管道3连接,并且在第二换热管道306上设有第六阀门307。当温度传感器301感测到通过抽水管道3的水流温度高于预设温度时,打开第四阀门304、第六阀门307,关闭第五阀门305,使得水流通过换热管道流入换热室303进行降温,再流入抽水管道3,以避免水流在循环过程中出现过热的情况。需要说明的是,换热室7中可设置现有技术中任意一种换热设备,或具有与换热设备相似功能结构的装置。
在抽水管道3的下端,设有抽水泵8和第七阀门308,且在第七阀门308和抽水泵8之间,还设有供水管310,通过第八阀门309控制开闭。当第七阀门308关闭,第八阀门309打开时,通过水抽泵9和供水管310将湖水或蓄水池中的水抽入管道内。
在落水管道4上,分别设有辅助管道401、循环泵9以及发电机5。具体地,从辅助管道401的入水口到出水口,依次设有去气泡室402、第一止回阀403以及补气室404。其中,管道中的水流通过流入去气泡室402,可去除水中含有的气泡,使得水流能够在管道内更加通畅地循环;压力调节阀405位于去气泡室402的上方,能够调节管道内的压力,以避免管道内的压力过高而阻碍水流流动。第一止回阀403能够防止水流在管道内出现回流现象。相同地,补气室404通过向管道内补充空气,避免管道内出现真空状态进而阻碍水流流动;并且在补气室404的上方,设有能够将外部空气引入补气室404内的补气阀407。
循环泵9安装在落水管道4上,且位于辅助管道401的两端与落水管道4的连接处之间,使得管道内的水能够循环。并且在循环泵9与辅助管道401的入水口之间,设有第二止回阀406。
多个发电机5位于辅助管道401与落水管道4连接处的下方。具体地,多个发电机5在落水管道4的设置方式采用“Z”字形设置方式,在“Z”字形的转弯处设置发电机5。相比于现有技术中在竖直方向上设置多个发电机,采用“Z”字形设置方式可有效延长落水管道4的长度,增加可设置的发电机5数量,从而能够提高发电效率。
下部水槽6位于抽水管道3和落水管道4的最下方,下部水槽6的一侧下方设有出水口601,通过第九阀门602控制其开闭状态,该出水口601用于将落水管道4中的落水引入湖水或者蓄水池中。
在本发明的一个实施例中,进行发电时可循环利用下部水槽6和上部水槽1内的蓄水,即,通过打开第七阀门308,关闭第八阀门309和第九阀门601来将下部水槽6内的抽入抽水管道3中,进而储存到上部水槽1,再关闭第二阀门202、打开第一阀门201和第三阀门203来使上部水槽1内的蓄水流入落水管道4内,驱动发电机5进行发电。
在本发明的另一实施例中,进行发电的同时,需要改善水质时,可通过关闭第七阀门308,打开第八阀门309打开时,通过水抽泵9和供水管310将湖水或蓄水池中的水抽入管道内进行发电,即,通过供水管310引入湖水或蓄水池中的蓄水,通过出水口601将已改善水质的水引入湖水或蓄水池中。
本发明不仅能够在蓄水池或湖泊中进行抽水发电,还能够利用在发电过程中产生的气泡来增加水中的溶氧量,能够改善水质,能够有效节约水质改善费用。
申请人结合说明书附图对本发明的实施例做了详细的说明与描述,但是本领域技术人员应该理解,以上实施例仅为本发明的优选实施方案,详尽的说明只是为了帮助读者更好地理解本发明精神,而并非对本发明保护范围的限制,相反,任何基于本发明的发明精神所作的任何改进或修饰都应当落在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种可改善水质的发电装置,包括上部水槽(1)、连接管道(2)、抽水管道(3)、落水管道(4)、发电机(5)、换热室(7)、抽水泵(8)、循环泵(9)以及多个阀门,其特征在于:
上部水槽(1)通过连接管道(2)分别与抽水管道(3)的上端和落水管道的(4)上端连接;
在上部水槽(1)与连接管道(2)的连接处,设有第一阀门(201);
在连接管道(2)与抽水管道(3)的连接处,设有第二阀门(202);
在连接管道(2)与落水管道(4)的连接处设有第三阀门(203);
在抽水管道(3)的中部设有换热室(7)和温度传感器(301),在温度传感器(301)感测到的水的温度不在预设范围内时,将水流进入换热室(7)进行加热或冷却;
在抽水管道(3)的下端,设有抽水泵(8)和供水管(310),该供水管(310)通过第八阀门(309)控制开闭;
落水管道(4)上设有循环泵(9)、第二止回阀(406)以及发电机(5);
在落水管道(4)上还设有辅助管道(401),该辅助管道(401)上设有去气泡室(402)、第一止回阀(403)以及补气室(404);
去气泡室(402)设在辅助管道(401)的入水口处,用于去除管道内水中的气泡;
补气室(404)设在辅助管道(401)的出水口处,用于向管道内补充空气;
第一止回阀(403)设在去气泡室(402)与补气室(404)之间。
2.根据权利要求1所述的可改善水质的发电装置,其特征在于:
第一阀门(201)、第二阀门(202)打开,第三阀门(203)关闭时,通过抽水泵(8)上部水槽(1)蓄水;
第一阀门(201)关闭,第二阀门(202)、第三阀门(203)打开时,抽水管道(3)中的水流直接流向落水管道(4);
第一阀门(201)、第三阀门(203)打开,第二阀门(202)关闭时,上部水槽(1)中的蓄水流入落水管道(4)中。
3.根据权利要求1所述的可改善水质的发电装置,其特征在于:
换热室(7)的进水口通过第一换热管道(303)与抽水管道(3)连接,且在第一换热管道(303)设有第四阀门(304);
在抽水管道(3)与第一换热管道(303)的连接处上方的抽水管道(3)上,设有第五阀门(305);
在抽水管道(3)与第一换热管道(303)的连接处的下方的抽水管道(3)上,设有温度传感器(301);
换热室(7)的出水口通过第二换热管道(306)与抽水管道(3)连接,并且在第二换热管道(306)上设有第六阀门(307)。
4.根据权利要求3所述的可改善水质的发电装置,其特征在于:
温度传感器(301)感测到通过抽水管道(3)的水流温度高于预设温度时,打开第四阀门(304)、第六阀门(307),关闭第五阀门(305),使得水流通过换热管道流入换热室(7 )进行降温,再流入抽水管道(3)。
5.根据权利要求1所述的可改善水质的发电装置,其特征在于:
去气泡室(402)的上方设有压力调节阀(405),用于调节管道内的压力。
6.根据权利要求1所述的可改善水质的发电装置,其特征在于:
补气室(404)的上方设有补气阀(407)将外部空气引入补气室(404)中。
7.根据权利要求1所述的可改善水质的发电装置,其特征在于:
多个发电机(5)位于辅助管道(401)与落水管道(4)连接处的下方,采用“Z”字形设置方式,在“Z”字形的转弯处设置发电机(5)。
8.根据权利要求1-4任意一项所述的可改善水质的发电装置,其特征在于:
该发电装置还包括下部水槽(6),其分别与抽水管道(3)的下端和落水管道(4)的下端连接;
下部水槽(6)的一侧下方设有出水口(601),通过第九阀门(602)控制其开闭状态;
出水口(601)用于将落水管道(4)中的落水引入湖水或者蓄水池中。
9.根据权利要求8所述的可改善水质的发电装置,其特征在于:
在抽水泵(8)与下部水槽(6)之间,设有第七阀门(308),通过该阀门的开闭情况,确定抽水泵(8)抽取下部水槽(6)内的蓄水还是抽取湖水或蓄水池中的水。
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