CN207634234U - 基于水介质的稳定蓄能发电装置 - Google Patents

基于水介质的稳定蓄能发电装置 Download PDF

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詹昌海
桑鑫华
崔健平
王垚婷
孙俊雯
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Abstract

本实用新型公开了一种基于水介质的稳定蓄能发电装置。本实用新型储水箱的顶部设置有气管通孔，气管的一端通过气管通孔与储水箱密闭相连，另一出口端始终在水面之上。储水箱通过连接管道与泵涡轮连接。泵涡轮通过联轴器与交流电动机/发电机连接。泵涡轮与交流电动机/发电机均固定设置在底座上。泵涡轮通过三通管分别与第一单向阀、第二单向阀相互连接；第二单向阀用于保证水只能从储水箱经过出水管道流出，而第一单向阀用于保证水只能经过进水管道进入储水箱。第二单向阀通过出水管道与第二电动阀相连接，第一单向阀通过进水管道与第一电动阀相连接。本实用新型能够很好的解决白天和晚上的电力供应与需求上存在十分显著的供需矛盾。

Description

基于水介质的稳定蓄能发电装置
技术领域
本实用新型提供一种基于水介质的稳定蓄能发电装置。
背景技术
当前，电力供应存在十分明显的供需矛盾。在白天，工厂、企业、居民用电量居高不下，电力供应不足，导致很多企业常常拉闸限电，其实质就是白天电力需求量大与电力供应不足之间的矛盾；在晚上，工厂、企业、居民用电量则骤然下降，而限于目前的技术水平，电力供应无法得到有效减控，其实质就是晚上电力供应充足与用电量骤减之间的矛盾。总之，目前白天和晚上的电力供应与需求上存在十分显著的供需矛盾。
目前为了解决上述矛盾，很多学者提出了不少方法。比如在海边港湾地区修建堤坝，安装低水头水泵水轮机，涨潮时蓄能，退潮时利用水位差发电，或者将多余电能通过水泵抽水增加水位差。在陆地上有水源的适宜地区修建水坝，晚上利用水泵抽水增加水库水位，将多余电能耗掉；白天利用水轮机发电，补充电力供应不足的局面。但是不难发现，无论采用哪一种方案，都对港湾修建堤坝或陆地修建水库的地理形貌提出了更高要求，即一定要在适宜的地区才能修建并完成蓄能发电。
发明内容
本实用新型的目的是针对现有技术的不足，提供一种基于水介质的稳定蓄能发电装置。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案如下：
一种基于水介质的稳定蓄能发电装置，包括储水箱、泵涡轮、交流电动机/发电机、第一单向阀、第二单向阀、第一电动阀、第二电动阀、气管、连接管道、联轴器、底座、三通管、出水管道和进水管道。
储水箱的顶部设置有气管通孔，气管的一端通过气管通孔与储水箱密闭相连，另一出口端始终在水面之上，即始终与大气相通，从而保证泵能够顺利从储水箱抽水。
储水箱通过连接管道与泵涡轮连接。泵涡轮通过联轴器与交流电动机/发电机连接。泵涡轮与交流电动机/发电机均固定设置在底座上。泵涡轮通过三通管分别与第一单向阀、第二单向阀相互连接；第二单向阀用于保证水只能从储水箱经过出水管道流出，而第一单向阀用于保证水只能经过进水管道进入储水箱。第二单向阀通过出水管道与第二电动阀相连接，第一单向阀通过进水管道与第一电动阀相连接。
储水箱的体积大小要根据实际水源地情形决定。理论上，储水箱越大，蓄能发电量也就越大；反之越小。在近海海底，由于水位相对较深，可安装大型储水箱；而在陆地上的湖泊或者水库，由于水位相对较浅，可安装中小型储水箱。储水箱的制造材质可以是锻钢，也可以是钢筋混凝土。储水箱的顶部安装气管，装气管的孔径大小并无严格要求，为了降低成本，孔径大小越小越好；并且要保证气管的出口始终在水面之上，即始终与大气想通，这样做的目的是为了保证泵能够顺利从储水箱抽水。
本实用新型工作过程如下：
将本实用新型放置于水下，保证与储水箱相连的气管的另一出口端始终在水面之上即始终与大气相通，从而保证泵能够顺利从储水箱抽水。
在夜间，由于工厂、企业、家庭用电的骤减，存在大量的电量待消耗。此时，第二单向阀和第二电动阀呈现打开状态，而第一单向阀和第一电动阀则呈现关闭状态。因此，将多余的电量接入交流电动机/发电机；此时交流电动机/发电机实际上仅仅充当电动机的作用，通过联轴器带动泵涡轮主动旋转；泵涡轮旋转对水做功充当工作机，泵涡轮抽取储水箱内的水通过第二单向阀和第二电动阀输送至储水箱的外部。在该过程中，将消耗掉多余的电能；最终结果就是储水箱内部呈现空腔状态。当将储水箱内的水抽取完毕后，第二单向阀和第二电动阀关闭。
在白天，由于工厂、企业、家庭用电的骤增，现有电力供应严重不足，此时需要补充额外能源，以满足供电需求。由于该装置放置于水下，进水管道进口处的水体具有一定压力。此时，打开第一单向阀和第一电动阀，储水箱外部的水将进入泵涡轮。此时水流对泵涡轮做功，泵涡轮此时充当原动机。泵涡轮在水流作用下被动旋转，泵涡轮的输出轴通过联轴器与交流电动机/发电机相连接，从而带动交流电动机/发电机旋转发电。此时交流电动机/发电机实际上仅仅充当发电机的作用。当储水箱内充满水时，即气管内的自由液面与储水箱外部自由液面处于同一水平面时，此时水不再流入储水箱，交流电动机/发电机将不再发电。
上述过程是白天和夜晚交替出现的，是周而复始的周期性重复过程。
本实用新型有益效果如下：
本实用新型以水为工作介质，只要有水源即可完成稳定蓄能发电，而对地理形貌无特殊要求。该装置可安装在海底或者陆上湖泊、水库的底部。且本装置工作过程是白天和夜晚交替出现的，是周而复始的周期性重复过程。能够很好的解决白天和晚上的电力供应与需求上存在十分显著的供需矛盾。
附图说明
图1为本实用新型整体结构图；
图2为本实用新型局部结构图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说。
如图1-2所示，一种基于水介质的稳定蓄能发电装置，包括储水箱1、泵涡轮2、交流电动机/发电机3、第一单向阀4、第二单向阀5、第一电动阀6、第二电动阀7、气管8、连接管道9、联轴器10、底座11、三通管12、出水管道13和进水管道14。
储水箱1的顶部设置有气管通孔，气管8的一端通过气管通孔与储水箱1密闭相连，另一出口端始终在水面之上，即始终与大气相通，从而保证泵能够顺利从储水箱1抽水。
储水箱1通过连接管道9与泵涡轮2连接。泵涡轮2通过联轴器10与交流电动机/发电机3连接。泵涡轮2与交流电动机/发电机3均固定设置在底座11上。泵涡轮2通过三通管12分别与第一单向阀4、第二单向阀5相互连接；第二单向阀5用于保证水只能从储水箱1经过出水管道13流出，而第一单向阀4用于保证水只能经过进水管道14进入储水箱1。第二单向阀5通过出水管道13与第二电动阀7相连接，第一单向阀4通过进水管道14与第一电动阀6相连接。
储水箱1的体积大小要根据实际水源地情形决定。理论上，储水箱1越大，蓄能发电量也就越大；反之越小。在近海海底，由于水位相对较深，可安装大型储水箱1；而在陆地上的湖泊或者水库，由于水位相对较浅，可安装中小型储水箱1。储水箱1的制造材质可以是锻钢，也可以是钢筋混凝土。储水箱1的顶部安装气管8，装气管8的孔径大小并无严格要求，为了降低成本，孔径大小越小越好；并且要保证气管8的出口始终在水面之上，即始终与大气想通，这样做的目的是为了保证泵能够顺利从储水箱1抽水。
本实用新型工作过程如下：
将本实用新型放置于水下，保证与储水箱1相连的气管的另一出口端始终在水面之上即始终与大气相通，从而保证泵能够顺利从储水箱1抽水。
在夜间，由于工厂、企业、家庭用电的骤减，存在大量的电量待消耗。此时，第二单向阀5和第二电动阀7呈现打开状态，而第一单向阀4和第一电动阀6则呈现关闭状态。因此，将多余的电量接入交流电动机/发电机3；此时交流电动机/发电机3实际上仅仅充当电动机的作用，通过联轴器10带动泵涡轮2主动旋转；泵涡轮2旋转对水做功充当工作机，泵涡轮2抽取储水箱1内的水通过第二单向阀5和第二电动阀7输送至储水箱1的外部。在该过程中，将消耗掉多余的电能；最终结果就是储水箱1内部呈现空腔状态。当将储水箱1内的水抽取完毕后，第二单向阀5和第二电动阀7关闭。
在白天，由于工厂、企业、家庭用电的骤增，现有电力供应严重不足，此时需要补充额外能源，以满足供电需求。由于该装置放置于水下，进水管道14进口处的水体具有一定压力。此时，打开第一单向阀4和第一电动阀6，储水箱1外部的水将进入泵涡轮2。此时水流对泵涡轮2做功，泵涡轮2此时充当原动机。泵涡轮2在水流作用下被动旋转，泵涡轮2的输出轴通过联轴器10与交流电动机/发电机3相连接，从而带动交流电动机/发电机3旋转发电。此时交流电动机/发电机3实际上仅仅充当发电机的作用。当储水箱1内充满水时，即气管8内的自由液面与储水箱1外部自由液面处于同一水平面时，此时水不再流入储水箱1，交流电动机/发电机3将不再发电。
上述过程是白天和夜晚交替出现的，是周而复始的周期性重复过程。

Claims (3)

1.基于水介质的稳定蓄能发电装置，其特征在于该发电装置能够白天和夜晚交替进行周而复始的周期性重复蓄能发电，包括储水箱(1)、泵涡轮(2)、交流电动机/发电机(3)、第一单向阀(4)、第二单向阀(5)、第一电动阀(6)、第二电动阀(7)、气管(8)、连接管道(9)、联轴器(10)、底座(11)、三通管(12)、出水管道(13)和进水管道(14)；
储水箱(1)的顶部设置有气管通孔，气管(8)的一端通过气管通孔与储水箱(1)密闭相连，另一出口端始终在水面之上，即始终与大气相通，从而保证泵能够顺利从储水箱(1)抽水；
储水箱(1)通过连接管道(9)与泵涡轮(2)连接；泵涡轮(2)通过联轴器(10)与交流电动机/发电机(3)连接；泵涡轮(2)与交流电动机/发电机(3)均固定设置在底座(11)上；泵涡轮(2)通过三通管(12)分别与第一单向阀(4)、第二单向阀(5)相互连接；第二单向阀(5)用于保证水只能从储水箱(1)经过出水管道(13)流出，而第一单向阀(4)用于保证水只能经过进水管道(14)进入储水箱(1)；第二单向阀(5)通过出水管道(13)与第二电动阀(7)相连接，第一单向阀(4)通过进水管道(14)与第一电动阀(6)相连接。
2.根据权利要求1所述的基于水介质的稳定蓄能发电装置，其特征在于储水箱(1)的制造材质为锻钢或钢筋混凝土。
3.根据权利要求1所述的基于水介质的稳定蓄能发电装置，其特征在于该蓄能发电装置放置于水下工作，且工作时与储水箱(1)相连的气管的另一出口端始终在水面之上即始终与大气相通，从而保证泵能够顺利从储水箱(1)抽水。
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