專利名稱：由重力流虹吸流串并聯(lián)組成的大中型水循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種由重力流虹吸流串并聯(lián)組成的大中型水循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)，它由一級(jí)重力流水力發(fā)電裝置與并聯(lián)多路的多級(jí)虹吸流水力發(fā)電裝置的級(jí)聯(lián)和一個(gè)管渠泵水裝置組成。屬水力發(fā)電技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
《多級(jí)虹吸水力發(fā)電裝置組成的水循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)》的發(fā)明，開創(chuàng)了水循環(huán)發(fā)電的先河。但還存在不足之處主要是虹管的高度不能超過10米，虹管的直徑也不能做得很大，級(jí)數(shù)也不能無(wú)限止的多。因此，一個(gè)《多級(jí)虹吸水力發(fā)電裝置組成的水循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)》所能發(fā)的電不可能很多，所發(fā)電量就不能滿足用電單位的需求。對(duì)水循環(huán)發(fā)電這項(xiàng)技術(shù)來說，還有待于進(jìn)一步的開發(fā)和完善。為了滿足用電單位大功率的高壓電氣設(shè)備和低壓電氣設(shè)備用電的用電需求，就必須研究出能發(fā)不同電壓的大中型水循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服《多級(jí)虹吸水力發(fā)電裝置組成的水循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)》存在的不足，本發(fā)明提出了一種由重力流虹吸流串并聯(lián)組成的大中型水循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)。本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的一種由重力流虹吸流串并聯(lián)組成的大中型水循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)，它由一級(jí)重力流水力發(fā)電裝置與并聯(lián)多路的多級(jí)虹吸流水力發(fā)電裝置級(jí)聯(lián)和一個(gè)管渠泵水裝置組成。重力流水力發(fā)電裝置由一個(gè)高位儲(chǔ)水池、引水管道、水輪發(fā)電機(jī)與一個(gè)串化并儲(chǔ)水池中的一個(gè)密封的串化并分路儲(chǔ)水池組成。高位儲(chǔ)水池的長(zhǎng)寬高要比引水管道的直徑大很多；引水管道的高度、管徑及水輪發(fā)電機(jī)的大小可根據(jù)當(dāng)?shù)赜秒娏康囊髞碓O(shè)定，重力流水力發(fā)電裝置所發(fā)的電，可作為大功率高壓電氣設(shè)備的用電或并網(wǎng)供電。重力流水力發(fā)電裝置流出的水進(jìn)入到一個(gè)密封的串化并分路儲(chǔ)水池，這個(gè)密封的串化并分路儲(chǔ)水池的出水口處開有N+1個(gè)管道孔(N為并聯(lián)多路的路數(shù))，N+1表示要多開一個(gè)管道孔。每個(gè)管道孔的直徑要略大于并聯(lián)多路的多級(jí)虹吸流水力發(fā)電裝置虹管的直徑，在每個(gè)管道孔出口處要安裝一個(gè)控制水閥，控制水閥的直徑也要略大于并聯(lián)多路的多級(jí)虹吸流水力發(fā)電裝置虹管的直徑，并要與串化并儲(chǔ)水池中的N個(gè)串化并啟動(dòng)虹吸的低位儲(chǔ)水池相聯(lián)，N個(gè)串化并啟動(dòng)虹吸的低位儲(chǔ)水池要做成可封閉的，其長(zhǎng)寬高要比虹管的直徑大很多，可儲(chǔ)較多的水。對(duì)于串化并儲(chǔ)水池中的第N+1個(gè)串化并啟動(dòng)虹吸的低位儲(chǔ)水池不需要做成可封閉的，它不要與并聯(lián)多路的多級(jí)虹吸流水力發(fā)電裝置的虹管相聯(lián)，它是暢開的。N+1個(gè)串化并啟動(dòng)虹吸的低位儲(chǔ)水池的高度要略低于串化并儲(chǔ)水池。N個(gè)串化并啟動(dòng)虹吸的低位儲(chǔ)水池又要與N個(gè)多級(jí)虹吸流水力發(fā)電裝置虹管入口相聯(lián)。為確保并聯(lián)多路的多級(jí)虹吸流水力發(fā)電裝置每一路在啟動(dòng)時(shí)是相互獨(dú)立的，在N個(gè)串化并啟動(dòng)虹吸的低位儲(chǔ)水池內(nèi)要安裝一個(gè)溢流管道，主要防止N個(gè)串化并啟動(dòng)虹吸的低位儲(chǔ)水池內(nèi)的水在啟動(dòng)后會(huì)溢出來(N為并聯(lián)多路的路數(shù))，在N個(gè)串化并啟動(dòng)虹吸的低位儲(chǔ)水池內(nèi)安裝一個(gè)限止水位升高的溢流管道，這個(gè)溢流管道要與第N+1個(gè)串化并啟動(dòng)虹吸的低位儲(chǔ)水池接通，讓多余的水通過溢流管道流到第N+1個(gè)的串化并啟動(dòng)虹吸的低位儲(chǔ)水池里,并在這個(gè)串化并啟動(dòng)虹吸的低位儲(chǔ)水池內(nèi)安裝一個(gè)電動(dòng)水泵抽水,把水抽到高位儲(chǔ)水池，以保障并聯(lián)多路的多級(jí)虹吸流水力發(fā)電裝置各路的正常啟動(dòng)。并聯(lián)多路的多級(jí)虹吸流水力發(fā)電裝置由虹管、水輪發(fā)電機(jī)和配套的儲(chǔ)水池組成，虹管的高度(控制在10米以內(nèi))、管徑及水輪發(fā)電機(jī)的大小可根據(jù)當(dāng)?shù)赜秒娏康囊髞碓O(shè)定，并聯(lián)多路的路數(shù)可以根據(jù)總流量小于重力流水力發(fā)電裝置的流量來設(shè)定，還可根據(jù)所需用電的多少來設(shè)定多級(jí)虹吸流水力發(fā)電裝置級(jí)數(shù)。并聯(lián)多路的多級(jí)虹吸流水力發(fā)電裝置所發(fā)的電一般是低壓電，所發(fā)的電量一部分用于水循環(huán)系統(tǒng)水泵的供電，另一部分電可作為低壓電氣設(shè)備的用電。并聯(lián)多路的多級(jí)虹吸流水力發(fā)電裝置虹管的出水口要與下一級(jí)虹吸流水力發(fā)電裝置的儲(chǔ)水池相聯(lián)；每一級(jí)虹管的入水口要高于虹管的出水口，每一級(jí)虹管的出水口處都有一個(gè)控制水量的水閥，并讓排出的水直接流入到下一級(jí)的儲(chǔ)水池內(nèi)，依次類推。。。直至最 后一級(jí)虹吸流水力發(fā)電裝置虹管排出的水直接流入到一個(gè)管渠泵水裝置的管渠內(nèi)。一個(gè)管渠泵水裝置由儲(chǔ)水的管渠和多臺(tái)電動(dòng)水泵組成，這個(gè)管渠的儲(chǔ)水量要大于由重力流虹吸流串并聯(lián)組成的大中型水循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)的用水量。多臺(tái)電動(dòng)水泵的抽水流量要大于重力流水力發(fā)電裝置發(fā)電時(shí)水的最大流量，多臺(tái)電動(dòng)水泵的揚(yáng)程和吸程也要達(dá)到能把水抽到重力流水力發(fā)電裝置的高位儲(chǔ)水池的要求。這個(gè)管渠泵水裝置主要用于將并聯(lián)多路的多級(jí)虹吸流水力發(fā)電裝置最后一級(jí)排出的水由多臺(tái)電動(dòng)水泵抽到第一級(jí)的重力流水力發(fā)電裝置的高位儲(chǔ)水池內(nèi)，從而構(gòu)成重力流水力發(fā)電裝置與并聯(lián)多路的多級(jí)虹吸流水力發(fā)電裝置級(jí)聯(lián)的水循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)，達(dá)到水循環(huán)發(fā)電的目的。由于重力流水力發(fā)電裝置所用的水輪發(fā)電機(jī)的直徑可做得很大，目前最大的水輪機(jī)的直徑可做到22米；引水管道的高度僅受水泵的揚(yáng)程限止，在水泵揚(yáng)程的范圍內(nèi)引水管道的高度可以選擇高一點(diǎn)，目前水泵的揚(yáng)程可達(dá)上百米，在這個(gè)基礎(chǔ)上決定高位儲(chǔ)水池的位置。如果選定了使用大中型的水輪發(fā)電機(jī)，就可以根據(jù)選定的水輪發(fā)電機(jī)來確定引水管道的直徑和高度，同時(shí)也就決定重力流水力發(fā)電裝置的發(fā)電量了。由于虹吸流水力發(fā)電裝置的虹管的高度受大氣壓的限止，虹管高度不能超過10米，虹管的管徑也不能做到很大，這導(dǎo)致了單級(jí)虹吸流水力發(fā)電裝置所發(fā)的電是受限止的。為了多發(fā)電，就必須采取多級(jí)串聯(lián)后再并聯(lián)的辦法來構(gòu)建，以達(dá)到多發(fā)電的目的。要構(gòu)建一個(gè)大中型的水循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)，如果沒有多級(jí)虹吸流水力發(fā)電裝置參與發(fā)電，積累更多電能用于抽水，水循環(huán)發(fā)電就沒法實(shí)現(xiàn)。因此，只有重力流水力發(fā)電裝置與并聯(lián)多路的多級(jí)虹吸流水力發(fā)電裝置相結(jié)合，才有可能構(gòu)成一個(gè)大中型的水循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)。為了保證整個(gè)系統(tǒng)的正常和高效率運(yùn)行，還必須做到以下幾點(diǎn)一是重力流水力發(fā)電裝置的高位儲(chǔ)水池的水位高度必須高于并聯(lián)多路的多級(jí)虹吸流水力發(fā)電裝置虹管的高度，以便在并聯(lián)多路的多級(jí)虹吸流水力發(fā)電裝置啟動(dòng)時(shí)能正常形成虹吸創(chuàng)造條件。二是在這個(gè)系統(tǒng)中，除重力流水力發(fā)電裝置的高位儲(chǔ)水池和并聯(lián)多路的多級(jí)虹吸流水力發(fā)電裝置的最后一級(jí)的管渠不需要做成可密封型的外，其余與多級(jí)虹吸流水力發(fā)電裝置的虹管入口處相聯(lián)的所有的儲(chǔ)水池都要做成可密封的，儲(chǔ)水池的長(zhǎng)寬高要比虹管的直徑大很多。三是重力流水力發(fā)電裝置的水的流量必須大于并聯(lián)多路的多級(jí)虹吸流水力發(fā)電裝置的水的總流量，以確保并聯(lián)多路的多級(jí)虹吸流水力發(fā)電裝置的虹吸的正常運(yùn)行。四是一個(gè)串化并儲(chǔ)水池它有二部分組成，一個(gè)是串化并分路儲(chǔ)水池，一個(gè)是串化并啟動(dòng)虹吸的低位儲(chǔ)水池。主要用于并聯(lián)多路的多級(jí)虹吸流水力發(fā)電裝置的啟動(dòng)，當(dāng)N路多級(jí)虹吸流水力發(fā)電裝置啟動(dòng)完了(N為 并聯(lián)多路的路數(shù))，就要開啟串化并分路儲(chǔ)水池第N+1控制水閥，這個(gè)控制水閥的水流出來，就要將N個(gè)串化并啟動(dòng)虹吸的低位儲(chǔ)水池淹沒，形成一個(gè)串化并儲(chǔ)水池。由于重力流水力發(fā)電裝置的水的流量大于并聯(lián)多路的多級(jí)虹吸流水力發(fā)電裝置水的總流量，對(duì)串化并儲(chǔ)水池來說，就會(huì)有多余的水，水就會(huì)溢出串化并儲(chǔ)水池，所以要把多余的水用電動(dòng)水泵抽到重力流水力發(fā)電裝置高位水池，以滿足水循環(huán)的要求。五是要對(duì)每級(jí)虹吸流水力發(fā)電裝置的入口處的儲(chǔ)水池用附加電動(dòng)水泵進(jìn)行適當(dāng)補(bǔ)水，用于補(bǔ)充水被氣化后導(dǎo)致各級(jí)儲(chǔ)水池內(nèi)的水的總量的損失。也可以將串化并儲(chǔ)水池多余的水通過一組管道向下引水，作為并聯(lián)多路的多級(jí)虹吸流水力發(fā)電裝置儲(chǔ)水池的補(bǔ)水；使用這種補(bǔ)水的方法時(shí)，所要補(bǔ)的水要補(bǔ)在一個(gè)管渠泵水裝置的管渠內(nèi)。六是并聯(lián)多路的每一路多級(jí)虹吸流水力發(fā)電裝置要用相同的虹管、水輪發(fā)電機(jī)和儲(chǔ)水池，以便多級(jí)虹吸流水力發(fā)電裝置的虹吸流的正常工作并能發(fā)出同樣的電。七是為了降低該系統(tǒng)的成本，在水泵揚(yáng)程許可的情況下，可將并聯(lián)多路的多級(jí)虹吸流水力發(fā)電裝置的最后一級(jí)或前幾級(jí)的虹吸水力發(fā)電裝置的水輪機(jī)直接驅(qū)動(dòng)水泵抽水到重力流水力發(fā)電裝置的高位儲(chǔ)水池，以減少發(fā)電機(jī)和電動(dòng)機(jī)的購(gòu)置成本和能量轉(zhuǎn)換中的損失。八是由于在水泵生產(chǎn)中存在流量大的水泵揚(yáng)程做不大的問題。如果并聯(lián)多路的多級(jí)虹吸流水力發(fā)電裝置使用的虹管較粗，水的流量比大，如果所選用的水泵的流量是相同，但揚(yáng)程達(dá)不到要求時(shí)，為了解決水流量與揚(yáng)程的問題時(shí)，可采用串化并辦法來解決。即在一個(gè)大虹吸流的后面接入一個(gè)串化并儲(chǔ)水池，將一路的大虹吸流轉(zhuǎn)化為并聯(lián)多路的小虹吸流，即用并聯(lián)多路的小虹管來替代一個(gè)大虹管，以達(dá)到用多個(gè)小水泵來替代一個(gè)大水泵的目的，可順利地解決水泵揚(yáng)程與抽水流量之間的矛盾。九是為了盡量提高系統(tǒng)的發(fā)電效率，就是要盡量減少由重力流虹吸流串并聯(lián)組成的大中型水循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)的設(shè)備成本。說到底，也就是要盡量少用電動(dòng)水泵抽水，而要多用水輪機(jī)來驅(qū)動(dòng)水泵抽水的辦法來解決。在此所采取的辦法是在由重力流虹吸流串并聯(lián)組成的大中型水循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)中泵水裝置改為一個(gè)中繼泵水裝置。這個(gè)中繼泵水裝置由中繼儲(chǔ)水池、水輪機(jī)驅(qū)動(dòng)的水泵和電動(dòng)水泵組成。假如，所用的系統(tǒng)的水頭為30米，就是說要把管渠內(nèi)的水抽到30米的高處。而用水輪機(jī)來驅(qū)動(dòng)水泵抽水的揚(yáng)程只有15米，這樣就沒法使用水輪機(jī)來驅(qū)動(dòng)水泵抽水了，只有用電動(dòng)水泵抽水了，用電動(dòng)水泵抽水的成本就高了。在這種情況下，可以采取接力抽水的辦法來解決這個(gè)問題。我們可在離地面高15米處建一個(gè)中繼儲(chǔ)水池，先用水輪機(jī)來驅(qū)動(dòng)水泵抽水，把水從管渠內(nèi)抽到15米高的中繼儲(chǔ)水池內(nèi)，在中繼儲(chǔ)水池處再安裝揚(yáng)程有15米的電動(dòng)水泵抽水，把水接力抽到30米高處的高位儲(chǔ)水池內(nèi)了。通過這種中繼方式來抽水,就可以降低電動(dòng)水泵抽水時(shí)的能耗了，所用的電動(dòng)機(jī)的功率也就小了。
如果能用中繼抽水的辦法來降低系統(tǒng)成本的話，哪就要多用這種辦法，目的只有一個(gè)就是要盡量減少使用發(fā)電機(jī)和電動(dòng)機(jī)設(shè)備，讓由重力流虹吸流串并聯(lián)組成的大中型水循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)電效益能達(dá)到最大化。我們還可以在中繼儲(chǔ)水池處附加一個(gè)或幾個(gè)多級(jí)虹吸水力發(fā)電裝置組成的水循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)，用這些附加系統(tǒng)的水輪機(jī)來帶水泵抽水，替代電動(dòng)水泵抽水，以進(jìn)一步減少使用發(fā)電機(jī)和電動(dòng)機(jī)，使由重力流虹吸流串并聯(lián)組成的大中型水循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)的成本更低。十是由重力流虹吸流串并聯(lián)組成的大中型水循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)的所有的儲(chǔ)水池都要安裝一個(gè)溢流管，防止多余的水從儲(chǔ)水池中溢出，影響系統(tǒng)的正常運(yùn)行而發(fā)生事故。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是一種由重力流虹吸流串并聯(lián)組成的大中型水循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)。它由一級(jí)重力流水力發(fā)電裝置與并聯(lián)多路的多級(jí)虹吸流水力發(fā)電 裝置的級(jí)聯(lián)和一個(gè)管渠泵水裝置組成。其特點(diǎn)是一級(jí)重力流水力發(fā)電裝置由一個(gè)高位儲(chǔ)水池、引水管道、水輪發(fā)電機(jī)與一個(gè)串化并儲(chǔ)水池中的一個(gè)密封的串化并分路儲(chǔ)水池組成。重力流水力發(fā)電裝置發(fā)電時(shí)流出的水先進(jìn)入到一個(gè)串化并儲(chǔ)水池中的一個(gè)密封的串化并分路儲(chǔ)水池，由這個(gè)密封的串化并分路儲(chǔ)水池引出N+1個(gè)管道孔(N為并聯(lián)多路的路數(shù))，在N+1個(gè)管道孔又與N+1個(gè)的控制水閥相聯(lián)，其中N個(gè)控制水閥與串化并儲(chǔ)水池中的N個(gè)串化并啟動(dòng)虹吸的低位儲(chǔ)水池相聯(lián)，N個(gè)串化并啟動(dòng)虹吸的低位儲(chǔ)水池與N個(gè)多級(jí)虹吸流水力發(fā)電裝置的虹管入口處相聯(lián)；并聯(lián)多路的多級(jí)虹吸流水力發(fā)電裝置的虹管的入口處要高于虹管的出口處，所用的虹管的直徑、高度、儲(chǔ)水池和水輪發(fā)電機(jī)要相同；儲(chǔ)水池的長(zhǎng)寬高要比虹管的直徑大很多，在沒有啟動(dòng)前都處于封閉狀態(tài)；并聯(lián)多路的多級(jí)虹吸流水力發(fā)電裝置的最后一級(jí)虹管流出來的水都流入到一個(gè)管渠泵水裝置內(nèi)，管渠的設(shè)置要盡量圍繞重力流水力發(fā)電裝置的高位儲(chǔ)水池的地面附近，以縮短水泵抽水的路徑。泵水裝置由多臺(tái)電動(dòng)水泵或者由多臺(tái)水輪機(jī)直接帶動(dòng)水泵進(jìn)行抽水，以實(shí)現(xiàn)水循環(huán)發(fā)電的目的。由重力流虹吸流串并聯(lián)組成的大中型水循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)的工作過程對(duì)于由重力流虹吸流串并組成的大中型水循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)的啟動(dòng)，一般是采用外電來啟動(dòng)。為了盡量減少使用外電，并能達(dá)到啟動(dòng)的目的所采取的辦法如下假如，由重力流虹吸流串并聯(lián)組成的大中型水循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)是這樣一個(gè)系統(tǒng)我們將一個(gè)高位儲(chǔ)水池安裝在離地面30米高處，其中高度20米是用于重力流水力發(fā)電裝置發(fā)電的，而10米的高度是用于10級(jí)虹吸流水力發(fā)電裝置發(fā)電的(其中每級(jí)高度為I米)，所用的并聯(lián)的路數(shù)為五路，再用一個(gè)由多臺(tái)水泵組成的泵水裝置抽水，水泵能將水從地面抽到30米高處的高位儲(chǔ)水池內(nèi)。對(duì)這樣一個(gè)系統(tǒng)，怎樣來啟動(dòng)呢？為了方便起見,按步驟運(yùn)行如下第一步，將由重力流虹吸流串并聯(lián)組成的大中型水循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)的這個(gè)管渠泵水裝置的管渠灌滿水，其水量要大于由重力流虹吸流串并聯(lián)組成的大中型水循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)正常運(yùn)行的水量。第二步，將串化并儲(chǔ)水池中的串化并分路儲(chǔ)水池的六個(gè)控制水閥關(guān)閉。第三步，外電啟動(dòng)第一組電動(dòng)水泵向重力流水力發(fā)電裝置的高位儲(chǔ)水池抽水，這組電動(dòng)水泵的抽水流量要大于一路的多級(jí)虹吸流水力發(fā)電裝置的水流量。電動(dòng)水泵啟動(dòng)后，水進(jìn)入到重力流水力發(fā)電裝置，將串化并儲(chǔ)水池中的串化并分路儲(chǔ)水池、引水管道及高位儲(chǔ)水池灌滿水。第四步，這時(shí)可以將串化并儲(chǔ)水池中的串化并分路儲(chǔ)水池的六個(gè)控制水閥中的第一路的控制水閥打開，讓水流入到串化并儲(chǔ)水池中第一路的串化并啟動(dòng)虹吸的低位儲(chǔ)水池，再流入第一路的10級(jí)虹吸流水力發(fā)電裝置內(nèi)，使一級(jí)一級(jí)形成重力流發(fā)電狀態(tài)，這一路的10級(jí)虹吸流水力發(fā)電裝置的水輪發(fā)電機(jī)開始發(fā)電，這時(shí)的發(fā)電量不大，因?yàn)榇藭r(shí)還屬于重力流發(fā)電狀態(tài)，為了讓這一路的10級(jí)虹吸流水力發(fā)電裝置形成虹吸發(fā)電，就要將這一路的10級(jí)虹吸流水力發(fā)電裝置的每I級(jí)虹管入口處的儲(chǔ)水池打開，在大氣壓的作用下，使每I級(jí)的虹吸流水力發(fā)電裝置形成虹吸流，并立即處于虹吸流發(fā)電狀態(tài)。此時(shí)，就完成了第一路的10級(jí)虹吸流水力發(fā)電裝置的啟動(dòng)，使水從最后I級(jí)(第10級(jí))的虹吸流水力發(fā)電裝置的虹管出水口處流入到一個(gè)管渠泵水裝置的管渠內(nèi)。第五步，將已啟動(dòng)運(yùn)行的第一路的10級(jí)虹吸流水力發(fā)電裝置發(fā)出的部分電，用來啟動(dòng)第二組電動(dòng)水泵抽水。
第六步，這時(shí)又可以將串化并儲(chǔ)水池中的串化并分路儲(chǔ)水池的六個(gè)控制水閥中的第二路的控制水閥打開，使之第二路的10級(jí)虹吸流水力發(fā)電裝置形成虹吸處于發(fā)電狀態(tài)。第七步，將已啟動(dòng)運(yùn)行的第二路的10級(jí)虹吸流水力發(fā)電裝置發(fā)出的部分電，用來啟動(dòng)第三組電動(dòng)水泵抽水。依次類推。。。將五路的10級(jí)虹吸流水力發(fā)電裝置全部啟動(dòng)運(yùn)行，并處于虹吸流的發(fā)電狀態(tài)。最后第二步，將已啟動(dòng)運(yùn)行的第五路的10級(jí)虹吸流水力發(fā)電裝置發(fā)出的部分電，用來替換外電，由系統(tǒng)本身供電，并再次啟動(dòng)第一組電動(dòng)水泵抽水供給第一路10級(jí)虹吸流水力發(fā)電裝置的發(fā)電。最后一步，將串化并儲(chǔ)水池中的串化并分路儲(chǔ)水池的六個(gè)控制水閥中的第六路的控制水閥打開，讓重力流水力發(fā)電裝置流出的水先灌滿第六個(gè)串化并啟動(dòng)虹吸的低位儲(chǔ)水池，然后將整個(gè)串化并儲(chǔ)水池灌滿水，形成一個(gè)串化并儲(chǔ)水池。如果此時(shí)的水量超出控制水位時(shí)，就要啟動(dòng)電動(dòng)水泵向高位儲(chǔ)水池抽水，或者調(diào)節(jié)第六個(gè)控制水閥來控制水量，以滿足重力流發(fā)電的控制要求。使由重力流虹吸流串并聯(lián)組成的大中型水循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)處于正常運(yùn)行狀態(tài)，并可對(duì)外供電。對(duì)于由重力流虹吸流串并聯(lián)組成的大中型水循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)來說，如果直接用虹吸流水力發(fā)電裝置的水輪機(jī)驅(qū)動(dòng)水泵抽水的揚(yáng)程能滿足要求的話，就不要用電動(dòng)水泵抽水了，就可以減少部分發(fā)電機(jī)和電動(dòng)機(jī)的購(gòu)置成本和能量轉(zhuǎn)換中的損失，又將大大降低了系統(tǒng)的成本。對(duì)于由重力流虹吸流串并聯(lián)組成的大中型水循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)來說，如果要增加發(fā)電量，要有以下幾種措施來實(shí)現(xiàn)一是可以增加虹吸流水力發(fā)電裝置串聯(lián)的級(jí)數(shù)，10級(jí)不夠可以增加到20級(jí)、甚至更多的級(jí)數(shù)。二是可以增加并聯(lián)的路數(shù)，五路不夠可以增加到十路、甚至更多的路數(shù)。三是還可以加大虹管的直徑。四是還可以加大重力流水力發(fā)電裝置的弓丨水管道的直徑。
五是可以增加重力流水力發(fā)電裝置的引水管道的高度20米不夠可以增加到50米
高，甚至更高。與此相反，我們也可以根據(jù)相反要求來設(shè)計(jì)這個(gè)系統(tǒng)，可以把由重力流虹吸流串并聯(lián)組成的大中型水循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)改變成由重力流虹吸流串并聯(lián)組成的小型(微型)水循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)。對(duì)于由重力流虹吸流串并聯(lián)組成的大中型水循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)來說，根據(jù)用戶需要還可以簡(jiǎn)化其結(jié)構(gòu)來改變系統(tǒng)，大體上有這么三種變形的系統(tǒng)形式I、如果用戶不需要發(fā)高壓電，而需要較大的低壓電時(shí)，可以通過簡(jiǎn)化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，來達(dá)到用戶的要求。簡(jiǎn)化辦法為將由重力流虹吸流串并聯(lián)組成的大中型水循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)的重力流水力發(fā)電裝置的水輪發(fā)電機(jī)去掉，使重力流水力發(fā)電裝置的引水管、高位儲(chǔ)水池成為該系統(tǒng) 的啟動(dòng)裝置。這樣一個(gè)由重力流虹吸流串并聯(lián)組成的大中型水循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)就成為一個(gè)由并聯(lián)多路的多級(jí)虹吸流水力發(fā)電裝置組成的水循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)。也可以稱它為由無(wú)重力流大虹吸流串并聯(lián)組成的大中型水循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)。這個(gè)啟動(dòng)裝置是這樣構(gòu)成的所用的引水管道高度只要略高于虹管的高度就行了，引水管道的直徑也只要略大于虹管的直徑就行了，高位儲(chǔ)水池的長(zhǎng)寬高也只要比引水管道的直徑大一些就行了。再根據(jù)由重力流虹吸流串并聯(lián)組成的大中型水循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)的啟動(dòng)步驟操作，把并聯(lián)多路的多級(jí)虹吸流水力發(fā)電裝置都啟動(dòng)發(fā)電就行了。所不同的是先用一組電動(dòng)水泵將水抽到高位水池，打開要啟動(dòng)的哪一路控制水閥，當(dāng)啟動(dòng)完成后，又要關(guān)閉已啟動(dòng)哪一路控制水閥。再啟動(dòng)另一組水泵抽水，將水抽到對(duì)應(yīng)啟動(dòng)哪一路的串化并啟動(dòng)虹吸的低位儲(chǔ)水池內(nèi)，以保證啟動(dòng)的哪一路的多級(jí)虹吸流水力發(fā)電裝置的正常發(fā)電。依次類推。。。將所有的并聯(lián)的各路都啟動(dòng)完，最后切斷用于啟動(dòng)供水的電動(dòng)水泵的電源。這樣，一個(gè)由并聯(lián)多路的多級(jí)虹吸流水力發(fā)電裝置組成的水循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)就可以正常發(fā)電了。2、如果用戶在需要較多的低壓，同時(shí)還需要少量的高壓電，根據(jù)用戶的要求來改造該系統(tǒng)，以達(dá)到用戶的要求。改造的辦法為這時(shí)，只要在一個(gè)由并聯(lián)多路的多級(jí)虹吸流水力發(fā)電裝置組成的水循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)的基礎(chǔ)上增加一臺(tái)小功率重力流的水輪發(fā)電機(jī)，并適當(dāng)增加引水管道的高度就行了。我們把這個(gè)系統(tǒng)稱為由小重力流大虹吸流串并聯(lián)組成的大中型水循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)。3、如果用戶不需要發(fā)高壓電，也不需要發(fā)很多的低壓電，這時(shí)，還可以對(duì)該系統(tǒng)作進(jìn)一步簡(jiǎn)化，以達(dá)到用戶的要求。進(jìn)一步簡(jiǎn)化辦法為可在由并聯(lián)多路的多級(jí)虹吸流水力發(fā)電裝置組成的水循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)的基礎(chǔ)上將并聯(lián)多路的多級(jí)虹吸流水力發(fā)電裝置都去掉，僅保留由重力流虹吸流串并聯(lián)組成的大中型水循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)中最基本的系統(tǒng)。我們稱這個(gè)系統(tǒng)為一個(gè)多級(jí)虹吸流水力發(fā)電裝置組成的水循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)。本發(fā)明具有的有益效果是由重力流虹吸流串并聯(lián)組成的大中型水循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)的效益有以下幾點(diǎn)一是它是用有限的水來發(fā)無(wú)限的電，可在不消耗能源的情況下發(fā)電。
二是它能同時(shí)發(fā)出高壓電和低壓電，滿足用電單位和并網(wǎng)對(duì)電能的需求。三是它不受地理環(huán)境的影響，可直接在用電單位原地安裝使用，減少輸電線路成本和一升5降的設(shè)備。四是它可在A單位與B單位或者A與B兩個(gè)系統(tǒng)近距離互為外電備份，不需要遠(yuǎn)程的高壓線輸電。五是它可以替代火力發(fā)電設(shè)備進(jìn)行發(fā)電，能節(jié)省大量的煤、油及減少環(huán)境污染。六是它可對(duì)現(xiàn)有小水力發(fā)電進(jìn)行改造，在豐水期，可用水庫(kù)作為系統(tǒng)的水源進(jìn)行 發(fā)電，不需要抽水循環(huán)發(fā)電，由重力流虹吸流串并聯(lián)組成的大中型水循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)應(yīng)改為由重力流虹吸流串并聯(lián)組成的大中型水不循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)。在枯水期，水庫(kù)水少了，就要采用水循環(huán)發(fā)電，以提高了設(shè)備的利用率，可改變山區(qū)全年供電得不到保障的局面。一個(gè)正常運(yùn)行的由重力流虹吸流串并聯(lián)組成的大中型水循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)，它能用有限的水發(fā)無(wú)限的電。由于水力發(fā)電的技術(shù)成熟，水循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)又不受地理環(huán)境的限止，更容易普及推廣。在發(fā)電領(lǐng)域中，該系統(tǒng)比堤壩型重力流水力發(fā)電系統(tǒng)具有投入少、效率高，比火力發(fā)電環(huán)保節(jié)能，比太陽(yáng)能發(fā)電有保障，比風(fēng)力發(fā)電穩(wěn)定，比核電安全等優(yōu)點(diǎn)。
權(quán)利要求
1.一種由重力流虹吸流串并聯(lián)組成的大中型水循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于它由一級(jí)重力流水力發(fā)電裝置與并聯(lián)多路的多級(jí)虹吸流水力發(fā)電裝置的級(jí)聯(lián)和一個(gè)管渠泵水裝置組成。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種由重力流虹吸流串并聯(lián)組成的大中型水循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于有一個(gè)重力流水力發(fā)電裝置，它由一個(gè)高位儲(chǔ)水池、引水管道、水輪發(fā)電機(jī)、與串化并儲(chǔ)水池中一個(gè)密封的串化并的分路儲(chǔ)水池組成。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種由重力流虹吸流串并聯(lián)組成的大中型水循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于它有一個(gè)并聯(lián)多路的多級(jí)虹吸流水力發(fā)電裝置，這個(gè)并聯(lián)多路的多級(jí)虹吸流水力發(fā)電裝置由多個(gè)多級(jí)虹吸流水力發(fā)電裝置并聯(lián)構(gòu)成。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種由重力流虹吸流串并聯(lián)組成的大中型水循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于有一個(gè)管渠泵水裝置，它由儲(chǔ)水的管渠、多臺(tái)電動(dòng)水泵或用多臺(tái)虹吸流水力發(fā)電裝置的水輪機(jī)直接驅(qū)動(dòng)水泵組成。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種由重力流虹吸流串并聯(lián)組成的大中型水循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于可以有一個(gè)中繼泵水裝置，它由一個(gè)中繼儲(chǔ)水池、水輪機(jī)驅(qū)動(dòng)水泵和電動(dòng)水泵組成。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種由重力流虹吸流串并聯(lián)組成的大中型水循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于由重力流虹吸流串并聯(lián)組成的大中型水不循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)，它由一級(jí)重力流水力發(fā)電裝置與并聯(lián)多路的多級(jí)虹吸流水力發(fā)電裝置的級(jí)聯(lián)和一個(gè)水源(水庫(kù))組成。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種由重力流虹吸流串并聯(lián)組成的大中型水循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于有一個(gè)并聯(lián)多路的多級(jí)虹吸流水力發(fā)電裝置組成的水循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)，它由高位儲(chǔ)水池、引水管道、串化并儲(chǔ)水池、并聯(lián)多路的多級(jí)虹吸流水力發(fā)電裝置和一個(gè)管渠泵水裝置組成。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種由重力流虹吸流串并聯(lián)組成的大中型水循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)，它由一級(jí)重力流水力發(fā)電裝置與并聯(lián)多路的多級(jí)虹吸流水力發(fā)電裝置的級(jí)聯(lián)和一個(gè)管渠泵水裝置組成。其特點(diǎn)是它充分利用水循環(huán)系統(tǒng)中不同的水流量發(fā)不同的電，即用重力流水力發(fā)電裝置發(fā)高壓電，用并聯(lián)多路的多級(jí)虹吸流水力發(fā)電裝置發(fā)低壓電，并用有限的水發(fā)無(wú)限的電，以滿足并網(wǎng)和用電單位的需求。在發(fā)電領(lǐng)域中，該系統(tǒng)具有投入少及運(yùn)行成本極低的特點(diǎn)，能用于替代火力發(fā)電及改善水力發(fā)電。該系統(tǒng)具有比火力發(fā)電環(huán)保節(jié)能，比太陽(yáng)能發(fā)電有保障，比風(fēng)力發(fā)電穩(wěn)定，比核電安全等優(yōu)點(diǎn)。該系統(tǒng)技術(shù)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于在企業(yè)和其它用電單位中普及推廣。
文檔編號(hào)F03B13/08GK102734050SQ20111010511
公開日2012年10月17日 申請(qǐng)日期2011年4月14日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月14日
發(fā)明者石國(guó)平 申請(qǐng)人:石國(guó)平