CN216428193U - 一种桥式混合发电及抽水蓄能电站 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种桥式混合发电及抽水蓄能电站，包括上水库、堤坝、发电机组、引水道和河道，所述引水道设置在堤坝上，所述上水库通过引水道与河道相连通，所述发电机组设置在引水道内；所述河道内设置有升力型水能风能发电机组，所述堤坝上还设置有溢洪道，所述溢洪道连通于升力型水能风能发电机组与引水道之间的河道，所述溢洪道内设置有可逆式抽水蓄能机组。与现有技术相比，本实用新型通过设置升力型水能风能发电机组，充分利用上水库流向河道的水再发电，提高了发电量。其次，使发电站或水库具有了抽水蓄能的效果，保障电网的安全稳定经济运行。第三，充分利用了原有发电站或水库，不需要重新挖掘上水库和下水库，不需要重新建立堤坝。

Description

一种桥式混合发电及抽水蓄能电站

技术领域

本实用新型涉及水能风能技术领域，尤其是涉及一种桥式混合发电及抽水蓄能电站。

背景技术

抽水蓄能技术是目前技术最成熟的、应用最广泛的大规模储能技术，具有规模大、寿命长、运行费用低等优点，是世界上最为重要的储能手段。它承担着电网中重要的调峰、调频、调相及事故备用等任务，对我国间歇性可再生能源消纳具有重要的战略意义。水能是一种取之不尽、用之不竭、可再生的清洁能源，利用水能发电具有能源可再生、发电成本低、无污染的优点。目前通常通过建立水电站来利用水能。它的基本生产过程是：从河流高处或其他水库内引水，利用水的压力或流速冲动水轮机旋转，将重力势能转变成机械能，然后水轮机带动发电机旋转，将机械能转变成电能。电站一般主要由挡水建筑物(坝)、泄洪建筑物(溢洪道或闸)、引水建筑物(引水渠或隧洞，包括调压井)及电站厂房(包括尾水渠、升压站)四大部分组成。但水力发电受限于水库或河流内的水量，当进入枯水期和平水期时会严重影响电站发电。

实用新型内容

本实用新型提供一种桥式混合发电及抽水蓄能电站，提高了发电量。其次，使发电站或水库具有了抽水蓄能的效果，减轻风电间歇性出力对电网的不利影响，保障电网的安全稳定经济运行。

本实用新型提供一种桥式混合发电及抽水蓄能电站，包括上水库、堤坝、发电机组、引水道和河道，所述引水道设置在堤坝上，所述上水库通过引水道与河道相连通，所述发电机组设置在引水道内；所述河道内设置有升力型水能风能发电机组，所述堤坝上还设置有溢洪道，所述溢洪道连通于升力型水能风能发电机组与引水道之间的河道，所述溢洪道内设置有可逆式抽水蓄能机组。

优选的，所述溢洪道与升力型水能风能发电机组之间设置有引水槽，所述引水槽在升力型水能风能发电机组处设有将水抽入引水槽的水泵，所述引水槽与河道之间设置有阀门。

优选的，所述升力型水能风能发电机组为多个，多个升力型水能风能发电机组间隔设置在河道上。

优选的，所述引水道在上水库处的入口处设有拦污栏，所述拦污栏还设置在溢洪道靠近上水库的孔口处。

优选的，所述升力型水能风能发电机组包括发电平台，所述发电平台的下端设有第一船体和第二船体，所述第一船体和第二船体之间形成有流水通道，所述流水通道内至少设有一个螺旋桨旋转机构，所述螺旋桨旋转机构连接有转向机构，所述发电平台内设有发电机，所述螺旋桨旋转机构通过转向机构与发电机连接，所述流水通道内设有驱动件和挡水板，所述驱动件通过驱动挡水板调节流水通道的水位。

优选的，所述转向机构包括：转向轴、第一锥齿轮和第二锥齿轮，所述转向轴与发电平台转动连接，所述螺旋桨旋转机构驱动第一锥齿轮旋转，所述第二锥齿轮与转向轴固定连接，所述第一锥齿轮和第二锥齿轮相啮合，所述转向轴与发电平台转动连接，所述转向轴与发电机连接。

优选的，所述螺旋桨旋转机构包括：至少两个发电叶片、叶片轮毂、长轴和固定杆，所述发电叶片设于叶片轮毂的外表面，所述长轴与叶片轮毂固定，所述长轴沿第一船体的长度方向设置，所述长轴与固定杆转动连接，所述长轴与第一锥齿轮固定。

优选的，所述螺旋桨旋转机构为两个以上时，所述转向轴分别通过传动机构与发电机的输入轴连接。

优选的，所述发电平台的上端设有风力发电装置。

优选的，所述转向轴的外侧有保护筒，所述保护筒和发电平台固定连接，所述保护筒与转向轴转动连接。

与现有技术相比，本实用新型通过设置升力型水能风能发电机组，充分利用上水库流向河道的水再发电，提高了发电量。其次，使发电站或水库具有了抽水蓄能的效果，可提高风电和太阳能资源等可再生能源的利用和消纳，促进我国可再生能源的发展，减少化石燃料的消耗，减轻风电间歇性出力对电网的不利影响，保障电网的安全稳定经济运行。第三，充分利用了原有发电站或水库，不需要重新挖掘上水库和下水库，不需要重新建立堤坝，节约了大量的土地资源，节约了大量的建筑材料和成本，节约大量的人力和物力，不会有移民安置，对生态环境影响小。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例一的结构示意图；

图2为图1的另一个视角的结构示意图；

图3为本实用新型实施例二的结构示意图；

图4为图3的左视图；

图5为图4的前视图；

图6为本实用新型的升力型水能风能发电机组的剖视示意图；

图7为图6的部分结构示意图。

附图标记：

1.上水库，2.堤坝，3.发电机组，21.引水道，4.河道，5.升力型水能风能发电机组，22.溢洪道，6.可逆式抽水蓄能机组，7.引水槽，8.水泵，9.阀门，100.拦污栏，51.发电平台，52.第一船体，53.第二船体，200.流水通道，54.转向机构，55.驱动件，56.挡水板，57.风力发电装置，58.螺旋桨旋转机构，541.转向轴，542.第一锥齿轮，543.第二锥齿轮，544.保护筒，581.发电叶片，582.叶片轮毂，583.长轴，584.固定杆。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型中的附图，对本实用新型中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

实施例一

参照附图1和附图2，本实施例提供了一种桥式混合发电及抽水蓄能电站，包括上水库1、堤坝2、发电机组3、引水道21和河道4，引水道21设置在堤坝2上，上水库1可以使用原发电站的水库，也可以直接利用现有水库作为上水库1。上水库1通过引水道21与河道4相连通，发电机组3设置在引水道21内；河道4内设置有升力型水能风能发电机组5，堤坝2上还设置有溢洪道22，溢洪道22连通于升力型水能风能发电机组5与引水道21之间的河道4，溢洪道22内设置有可逆式抽水蓄能机组6。升力型水能风能发电机组5用于蓄水或发电，在丰水期，升力型水能风能发电机组5利用河道4内的流水发电，在平水期或枯水期，白天通过升力型水能风能发电机组5截断河道4将水蓄在河道4内，形成下水库，晚上通过可逆式抽水蓄能机组6将下水库内的水抽回上水库1，以备白天发电。

引水道21在上水库1处的入口处设有拦污栏100，拦污栏100还设置在溢洪道22靠近上水库1的孔口处。

参照附图6，升力型水能风能发电机组5包括发电平台51，发电平台51的下端设有第一船体52和第二船体53，第一船体52和第二船体53之间形成有流水通道200，流水通道200与河道4相连通，流水通道200内至少设有一个螺旋桨旋转机构53，螺旋桨旋转机构53连接有转向机构54，发电平台51内设有发电机，螺旋桨旋转机构53通过转向机构54与发电机连接，流水通道200内设有驱动件55和挡水板56，驱动件55通过驱动挡水板56调节流水通道200的水位。需要发电时，打开挡水板56，流水驱动螺旋桨旋转机构53工作，从而带动发电机发电；需要蓄水时，关闭挡水板56截断河道4，将挡水板56前方的河道4变成下水库。在此需要说明的是：如果挡水板56前方的河道4处连接有小溪沟、低洼地，当水涨起来，这些地方也可以蓄水，从而扩大下水库的容量。

参照附图7，转向机构54包括：转向轴541、第一锥齿轮542和第二锥齿轮543，转向轴541与发电平台51转动连接，螺旋桨旋转机构53驱动第一锥齿轮542旋转，第二锥齿轮543与转向轴541固定连接，第一锥齿轮542和第二锥齿轮543相啮合，转向轴541垂直于发电平台51，且与发电平台51转动连接，转向轴541与发电机连接。

螺旋桨旋转机构53包括：至少两个发电叶片531、叶片轮毂532、长轴533和固定杆534，发电叶片531设于叶片轮毂532的外表面，长轴533与叶片轮毂532固定，长轴533沿第一船体52的长度方向设置，长轴533与固定杆534转动连接，具体为固定杆534的一端固定在防水壳上，长轴533与防水壳转动连接，固定杆534的另一端固定在第一船体52和第二船体53之间的连接板上，长轴533与第一锥齿轮542固定。具体的，螺旋桨旋转机构53采用3个发电叶片531。

螺旋桨旋转机构53为两个以上时，转向轴541分别通过传动机构与发电机的输入轴连接，传动机构为带轮机构或齿轮机构或链轮机构。

发电平台51的上端设有风力发电装置57，风力发电装置57利用河道的风能发电。

转向轴541的外侧有保护筒544，保护筒544和发电平台51固定连接，保护筒544与转向轴541转动连接。设置保护筒544避免转向轴541与水接触，利于保护转向轴541。

本实施例还包括分别设置在第一船体52的前端和第二船体53的前端的锚绳，方便牵引固定第一船体52和第二船体53，此外，本实施例还包括分别设置在第一船体52的后端和第二船体53的后端的支撑杆，支撑杆倾斜设置，能有效防止船体后移。此外，本实施例还包括分别设置在第一船体52和第二船体53上并且能够朝下伸出的升降杆，升降杆朝下伸出插入河道底部即可固定船体，升降杆可以是液压升降杆的形式或齿轮齿条升降机构或其他任意合适的升降机构。此外，本实施例还包括分别设置在第一船体52和第二船体53的底部的固定板，固定板通过升降驱动机构(例如液压缸或齿轮齿条升降机构或其他任意合适的升降机构)连接于第一船体52和第二船体53，固定板向下插入河道底部，使得船体更好固定。

实施例二

本实施例与实施例一基本相同，不同之处在于：

参照附图3-5，溢洪道22与升力型水能风能发电机组5之间设置有引水槽7，引水槽7在升力型水能风能发电机组5处设有将水抽入引水槽7的水泵8，引水槽7与河道4之间设置有阀门9，该设置能进一步扩大下水库的蓄水容量。

升力型水能风能发电机组5为多个，多个升力型水能风能发电机组5间隔设置在河道4上，该设置使相邻两个升力型水能风能发电机组5之间的河道4变成蓄水池，能进一步扩大下水库的蓄水容量。当河道4下游处的升力型水能风能发电机组5蓄水时，河道4上游的升力型水能风能发电机组5可以正常发电。通过该结构设计，梯级蓄水，逐级引水，满足上水库1的用水需求。

本实用新型中，丰水期时，打开上水库1的闸门，上水库1的水从引水道21进入河道4，发电机组3发电，挡水板56打开，水流驱动螺旋桨旋转机构53工作，发电机发电。当然也可以打开溢洪道22，使可逆式抽水蓄能机组6发电，增加发电量。平水期和枯水期，白天时候，电力系统处于用电高峰时，打开上水库1的闸门，上水库1的水从引水道21进入河道4，发电机组3发电，挡水板56关闭，将水蓄在挡水板56前方的河道4内形成下水库。晚上时候，电力富余时，再通过可逆式抽水蓄能机组6将下水库的水沿溢洪道22抽回进上水库1，以备白天发电用，从而实现了抽水蓄能循环。本实用新型通过设置升力型水能风能发电机组5，充分利用上水库1流向河道4的水发电，提高了发电量。其次，使发电站或水库具有了抽水蓄能的效果，可提高风电和太阳能资源等可再生能源的利用和消纳，促进我国可再生能源的发展，减少化石燃料的消耗，减轻风电间歇性出力对电网的不利影响，保障电网的安全稳定经济运行。第三，充分利用了原有发电站或水库，不需要重新挖掘上水库1和下水库，不需要重新建立堤坝2，节约了大量的土地资源，节约了大量的建筑材料和成本，节约大量的人力和物力，不会有移民安置，对生态环境影响小。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种桥式混合发电及抽水蓄能电站，其特征在于，包括上水库、堤坝、发电机组、引水道和河道，所述引水道设置在堤坝上，所述上水库通过引水道与河道相连通，所述发电机组设置在引水道内；所述河道内设置有升力型水能风能发电机组，所述堤坝上还设置有溢洪道，所述溢洪道连通于升力型水能风能发电机组与引水道之间的河道，所述溢洪道内设置有可逆式抽水蓄能机组。

2.根据权利要求1所述的桥式混合发电及抽水蓄能电站，其特征在于，所述溢洪道与升力型水能风能发电机组之间设置有引水槽，所述引水槽在升力型水能风能发电机组处设有将水抽入引水槽的水泵，所述引水槽与河道之间设置有阀门。

3.根据权利要求2所述的桥式混合发电及抽水蓄能电站，其特征在于，所述升力型水能风能发电机组为多个，多个升力型水能风能发电机组间隔设置在河道上。

4.根据权利要求1所述的桥式混合发电及抽水蓄能电站，其特征在于，所述引水道在上水库处的入口处设有拦污栏，所述拦污栏还设置在溢洪道靠近上水库的孔口处。

5.根据权利要求1所述的桥式混合发电及抽水蓄能电站，其特征在于，所述升力型水能风能发电机组包括发电平台，所述发电平台的下端设有第一船体和第二船体，所述第一船体和第二船体之间形成有流水通道，所述流水通道内至少设有一个螺旋桨旋转机构，所述螺旋桨旋转机构连接有转向机构，所述发电平台内设有发电机，所述螺旋桨旋转机构通过转向机构与发电机连接，所述流水通道内设有驱动件和挡水板，所述驱动件通过驱动挡水板调节流水通道的水位。

6.根据权利要求5所述的桥式混合发电及抽水蓄能电站，其特征在于，所述转向机构包括：转向轴、第一锥齿轮和第二锥齿轮，所述转向轴与发电平台转动连接，所述螺旋桨旋转机构驱动第一锥齿轮旋转，所述第二锥齿轮与转向轴固定连接，所述第一锥齿轮和第二锥齿轮相啮合，所述转向轴与发电平台转动连接，所述转向轴与发电机连接。

7.根据权利要求6所述的桥式混合发电及抽水蓄能电站，其特征在于，所述螺旋桨旋转机构包括：至少两个发电叶片、叶片轮毂、长轴和固定杆，所述发电叶片设于叶片轮毂的外表面，所述长轴与叶片轮毂固定，所述长轴沿第一船体的长度方向设置，所述长轴与固定杆转动连接，所述长轴与第一锥齿轮固定。

8.根据权利要求7所述的桥式混合发电及抽水蓄能电站，其特征在于，所述螺旋桨旋转机构为两个以上时，所述转向轴分别通过传动机构与发电机的输入轴连接。

9.根据权利要求5所述的桥式混合发电及抽水蓄能电站，其特征在于，所述发电平台的上端设有风力发电装置。

10.根据权利要求8所述的桥式混合发电及抽水蓄能电站，其特征在于，所述转向轴的外侧有保护筒，所述保护筒和发电平台固定连接，所述保护筒与转向轴转动连接。

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