一、深井聚能式斜击双轮水电站,是一种在水库中的深井式发电机房和环形深水井底下设置水轮机组和水平尾水洞的发电站,以便同时利用水坝上游落差水能和下游落差的水能发电。二、技术背景目前常见的水电站都是通过拦河筑坝、抬高水位、聚集水坝上游河段落差的水能,并在水坝下设置水轮发电机组,这种方式只能利用水坝上游河段落差的水能,且水坝高度受地形地貌限制,对不宜建大、中型水库且水流充沛的河段很难实现大功率水力发电,因此使得大江、大河水能利用率极低。为了克服上述不足本人提出“深井聚能式斜击双轮水电站”设计方案,就是在水库中的水域内设置环形深水井中间为深井式发电机房,其上端高于水面,进水口设置于水库的清水层面,在井底下设置水轮发电机组和长长的水平尾水洞,以此利用水坝上游河段落差水能和水坝下游河段落差水能、实现大功率水轮发电。因为这种水电站对水坝高度、库容库深没有要求,故它可以坐落于不宜建大、中型水库且水流充沛的河段上,以此提高大江、大河水能利用率,实现在广大平原、丘陵地带有落差且水流充沛的河段上大功率发电,并利用尾水洞所经之处灌溉农田、也可利用尾水洞这条水平地下长河分流长江、黄河险工险段的洪水。
背景技术:
技术实现思路
0、三、
技术实现要素:
1、深井聚能式斜击双轮水电站主要由:水库、水坝、环形深水井、尾水洞、斜击双轮斗式水轮机、深井式发电机房、增速器、离合器和发电机等组成,其中环形深水井和其中间的井式发电机房设置于水库中,其上部高出水面,下端伸入地下数十米乃至数百米,进水口设置于水库清水层,水轮机设置于深井式发电机房及环形深水井底座下的水轮机室,水平的尾水洞与水轮机室连通、末端与远处落差较大河道下游连通。在深水井底座圆周上设有若干个斜下方布置的喷嘴、与上水轮的水斗对应,在喷嘴顶部设有球阀式开关并通过连杆由发电机房内的控制器驱动。因为水轮半径大转速低,故在水轮机与发电机之间设增速器,以保证发电机对转速的需求,井式发电机房内的每台发电机之间为同轴串联,工作时因流量所致不一定所有发电机同时开转,故发电机与发电机之间用离合器联接。如此使得增速器置于环形深水井中间的井式发电机房内,其输入端与下方的水轮轴联结,输出端与第一发电机转子轴下端联结,离合器输入端与第一发电机转子轴上端联结,输出端与第二发电机转子轴联结
2、斜击双轮斗式水轮机由:上下两个水轮、水轮轴齿轮、定轴中间齿轮、水斗和固定在下水轮上的内齿圈组成,其中上水轮通过键销固定在水轮轴上驱动水轮轴转动,下水轮通过轴承套在水轮轴上两者转动方向相反。上水轮水斗正向固定在上水轮圆周上,下水轮水斗反向固定在下水轮圆周上,水轮轴齿轮固定在水轮轴上随其转动,中间齿轮轴固定于水轮支座上并使其分别与内齿圈和水轮轴齿轮啮合。
3、工作时利用井深产生的水压,使各个喷嘴高速喷射水流斜击上水轮水斗折反后斜向下方喷出,然后以这样的速度大小和方向斜击下水轮水斗折反后流出进入尾水洞。如此这样上水轮获得正向驱动力,下水轮获得反向驱动力、并通过固定在下水轮上的内齿圈和定轴中间齿轮将这个反向驱动力转正向、驱动水轮轴齿轮,形成上下两个水轮共同驱动水轮机轴,以此增大水轮机驱动力,提高水轮机工作效率。
4、增速器将水轮轴转速提高后首先将动力传递给第一发电机,若其余同轴串联的发电机需要开起则通过离合器依次连结或分离,从而利用水库深水井产生的水压完成的发电过程,并利用尾水洞所经之处灌溉农田。
1.深井聚能式斜击双轮水电站、利用水坝2上游河道落差水能和水坝2下游河道落差水能发电、由水库1、水坝2、环形深水井13、进水口闸门20、下游河道21、井式发电机房3、第二发电机4、离合器5、第一发电机6、增速器7、水轮轴承8、下水轮轴承9、水轮轴齿轮10、球阀开关控制器11、喷嘴上的球阀开关12、环形深水井13、上水轮水斗14、下水轮水斗15、定轴中间齿轮16、轴向压力轴承17、尾水洞18、水轮轴19、等组成、
2.根据权利要求1所述、其特征在于:环形深水井13与其中间的深井式发电机房3、设置于水库1的水域1中、且其上端高出水面、下端伸入地下数十米乃至数百米、带闸门20的进水口设置于水库1清水层中。
3.根据权利要求1所述、其特征在于:环形深水井13和其中间的深井式发电机房3的底座下设置水轮机室并与水平的尾水洞18连通、水平尾水洞尾水洞18末端与落差较大的下游河道21连通。
4.根据权利要求1所述、其特征在于:在环形深水井13的底座圆周上设置若干个带球阀开关12的喷嘴、并使喷嘴射流斜向下方垂直于水轮圆周半径与圆周法线成α角与上水轮水斗14对应。
5.根据权利要求1所述、其特征在于:由上水轮、下水轮及固定在其圆周上的正向水斗14、反向水斗15、水轮轴19、定轴中间齿轮16、水轮轴齿轮10、和内齿圈nc、构成设置于水轮机室内的斜击双轮斗式水轮机。
6.根据权利要求5所述、水轮机特征在于:上水轮通过键销固定在水轮轴19上两者同转、水轮轴齿轮10固定于水轮轴19下端两者同转、下水轮通过轴承9套在水轮轴19上两者转向相反、上水轮水斗14正向固定在上水轮圆周上、下水轮水斗15反向固定在下水轮圆周上、内齿圈nc固定在下水轮中与其同转、定轴中间齿轮16分别与内齿圈nc和水轮轴齿轮10啮合、从而将下水轮水斗15所受的反向冲击力通过定轴中间齿轮16转变为正向力作用于水轮轴齿轮10上、以此与上水轮共同驱动水轮轴19且满足:,