一種履帶提水式高效水力發電系統技術方案

一種履帶提水式高效水力發電系統，設置在水庫大壩上：依次沿水庫大壩的下游河道一側且位于河道水位以上、水庫大壩頂部兩端和水庫大壩的上游水庫一側且位于上游水庫水位以下設置的定滑輪組，繞在定滑輪組上隨定滑輪組的旋轉而沿定滑輪組所形成的軌跡移動的水箱輸送鏈條，設置在水箱輸送鏈條上的2個以上的提水水箱，設置在水庫大壩上頂端的發電機，發電機通過傳動皮帶與定滑輪組中位于水庫大壩頂部一端的定滑輪連接，下游河道內與設置在水箱輸送鏈條上的提水水箱的底端相對應的設置有擋坎。本發明專利技術不采用水輪機發電，而是直接利用上游水庫中水體的重力驅動大型履帶系統的運動，將上游水庫水體下提至下游河道，同時驅動發電機產生高效電能，發電效率高。

【技術實現步驟摘要】
【專利摘要】一種履帶提水式高效水力發電系統，設置在水庫大壩上：依次沿水庫大壩的下游河道一側且位于河道水位以上、水庫大壩頂部兩端和水庫大壩的上游水庫一側且位于上游水庫水位以下設置的定滑輪組，繞在定滑輪組上隨定滑輪組的旋轉而沿定滑輪組所形成的軌跡移動的水箱輸送鏈條，設置在水箱輸送鏈條上的2個以上的提水水箱，設置在水庫大壩上頂端的發電機，發電機通過傳動皮帶與定滑輪組中位于水庫大壩頂部一端的定滑輪連接，下游河道內與設置在水箱輸送鏈條上的提水水箱的底端相對應的設置有擋坎。本專利技術不采用水輪機發電，而是直接利用上游水庫中水體的重力驅動大型履帶系統的運動，將上游水庫水體下提至下游河道，同時驅動發電機產生高效電能，發電效率高?！緦＠f明】一種履帶提水式高效水力發電系統
本專利技術涉及一種水力發電設備。特別是涉及一種履帶提水式高效水力發電系統。
技術介紹
水力發電即利用流水所蘊藏的能量生產電能的過程。水力是無污染的可再生能源，用水力資源發電可以節約大量資源量有限的煤炭、石油等礦物燃料，另外水力發電還有長期資源成本較低的優點。中國擁有豐富的水力資源，據2001?2004年普查結果，中國水能資源理論蘊藏量6.89億kW，技術可開發量4.93億kW，經濟可開發量3.95億kW。截至2011年底，我國水電裝機達到2.3億千瓦kW，然而水電開發率不到30%，低于世界平均水平。因此，在一個相當長的時期內，大力開發水力資源是實現國民經濟可持續發展的重要舉措。在典型的水力發電站中，水庫中的水經泵壓流進水力渦輪機，使渦輪機轉動，渦輪機再帶動發電機來發電。在這種發電方式中，水的勢能首先轉化成水流的動能，又通過水流沖擊渦輪機葉片，推動發電機轉動，最終轉化成電能。這種發電方式是目前最為成熟且廣泛采用的水力發電方式，水體能量轉化為機械能的效率在中小型發電機組中一般為70%?80%，大型的機組平均效率可達到80%?90%。然而，這種發電方式同時具有以下缺點:1.自引水隧洞導向水輪機組的水流為高速水，從而導致水流的能量損失，另外從水輪機出流的水流動能將大量損失在下游河道，進一步降低了發電效率；2.發電設施包括引水設施、地下發電廠房、高速水輪機組以及下游泄流設施等，建造結構復雜，工藝要求高，建造費用高，維修困難；3.自水輪機下泄的水流流速較高，含有很高的動能，將對下游河道產生沖刷等不利影響；4.高速水流以及水輪機械的高速運轉、以及強烈的流固耦合作用容易引發壩體及附近區域的振動；水輪機運行時還會產生空蝕、磨蝕等現象；5.在低水頭的情況，基于水輪機方式的發電效率往往會大大降低。針對常規水輪機方式水力發電的上述缺點，近年來不斷有新型的水力發電方式提出，例如，專利技術專利“一種水力發電方法及裝置”(申請號:201110038673.2)提供一種利用有水源的山坡坡體順勢而建的不需筑壩蓄水的水力發電方法及裝置；專利技術專利“活塞式水輪機”(申請號:201110250052.0)設置了由兩組活塞組成的水輪機，兩組活塞共有一個曲軸，兩組活塞一上一下工作，由水壓推動活塞做功，并帶動發電機，產生電能；技術“水力發電產生極高效率的方法及裝置”(申請號:200920150267.3)提出了一種新型活塞、環保潤滑劑和自潤滑活塞環，以及一種性能非常優異的新型閥門，即卷簾式節能快速閥和復合型卷簾式節能快速閥，用于提高水力發電效率；此外，還有一類浮管式水力發電機發電方式，該方式不需攔水筑壩，直接利用江河、洋流、潮汐自然之流水動力，通過懸浮在水中的管狀提速裝置，加快進入機內自然流水的速度，沖擊水輪機、帶動發電機，發出電能。上述各新型水力發電裝置均經過了較巧妙的設計，然而至目前為止，實際工程上采用的絕大多數仍然是傳統的水輪機發電方式，其主要原因是新型的水力發電方式往往設計過為復雜，在應用于大規模發電工程中時，往往機械加工等相關技術不夠成熟(例如活塞式發電裝置中，大型活塞在高壓作用下的泄露等問題)，或者是發電效率不夠高(例如浮管式水力發電，不可避免有大量水流動能向下游河道流失)。正是由于新型技術仍然不夠成熟，基于新的思路和力學原理提出新的水力發電概念和模式，并且讓其在實際應用中接受檢驗和驗證仍然是十分必要的。
技術實現思路
本專利技術所要解決的技術問題是，提供一種不采用水輪機發電，而是直接利用上游水庫中水體的重力驅動大型履帶系統的運動，將上游水庫水體下提至下游河道，同時驅動發電機產生高效電能的履帶提水式高效水力發電系統本專利技術所采用的技術方案是:一種履帶提水式高效水力發電系統，設置在水庫大壩上，包括:依次沿水庫大壩的下游河道一側且位于河道水位以上、水庫大壩頂部兩端和水庫大壩的上游水庫一側且位于上游水庫水位以下設置的定滑輪組，繞在所述定滑輪組上隨定滑輪組的旋轉而沿定滑輪組所形成的軌跡移動的水箱輸送鏈條，設置在水箱輸送鏈條上的2個以上的提水水箱，設置在水庫大壩上頂端的發電機，所述發電機通過傳動皮帶與定滑輪組中位于水庫大壩頂部一端的定滑輪連接，所述的下游河道內與設置在所述的水箱輸送鏈條上的提水水箱的底端相對應的設置有擋坎。所述的定滑輪組包括有設置在下游河道水位以上的水庫大壩上的第一主定滑輪，設置在上游水庫水位以下的水庫大壩上的第二主定滑輪，設置在水庫大壩頂部位于下游河道一端上的第一動滑輪和設置在第一動滑輪斜上方的第二動滑輪，設置在水庫大壩頂部位于上游水庫一端上的第三動滑輪和設置在第三動滑輪斜上方的第四動滑輪，其中所述的第一動滑輪通過傳動皮帶與所述發電機連接。所述的提水水箱包括有水箱殼體，形成在水箱殼體上端的排氣孔，設置在水箱殼體底部開口處的泄水底閥，以及設置在水箱殼體上用于將所述的水箱殼體連接在所述的水箱輸送鏈條上的繩索。所述的泄水底閥包括有鉸接在水箱殼體底部開口一側的鉸接件，一體形成在所述鉸接件上用于封堵所述水箱殼體底部開口的封蓋，一體形成在所述鉸接件上且位于所述封蓋下方的并在下游河道內的擋坎的作用下用于打開水箱殼體底部開口的封蓋的觸桿。本專利技術的一種履帶提水式高效水力發電系統，不采用水輪機發電，而是直接利用上游水庫中水體的重力驅動大型履帶系統的運動，將上游水庫水體下提至下游河道，同時驅動發電機產生高效電能。本專利技術的這種利用水體向低水位的平動產生電能，具有發電效率高、結構設計簡單等明顯優勢。具有如下有益效果是:1.發電效率高:本專利技術直接利用水體的重力做功，發電原理簡單，與傳統水輪機發電方式相比，不會產生高速水流，因此避免了水流向下游流失過多的動能。本專利技術的水體重力勢能轉化為驅動發電機的機械能時，能耗損失主要有以下幾個方面:能耗損失=循環系統水體動能+水箱在水庫內運行的水流阻力損失+傳動系統摩擦耗能。通過增大水箱體積并減慢履帶運動速度，能夠減小循環系統水體動能，以及水箱在水庫內運行的水流阻力損失；此外，優化水箱的幾何外形也能夠有效減小水箱在水庫內運行的水流阻力損失；傳動系統摩擦耗能可以通過改進機械結構細節設計、潤滑等措施降至最低。優化后的整體發效率通夠達到95%以上。2.建造、維修簡單:本專利技術引入履帶運動系統，用來翻越大壩，因此不需在壩體內部開挖引水隧洞等，對于已建成的、無預設發電功能現有大壩，只需在壩體外側安裝定滑輪系統即使可，不會影響原有壩體的結構穩定性和可靠性。因此結構建造簡單，維修本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種履帶提水式高效水力發電系統，設置在水庫大壩（1）上，其特征在于，包括：依次沿水庫大壩（1）的下游河道一側且位于河道水位以上、水庫大壩（1）頂部兩端和水庫大壩（1）的上游水庫一側且位于上游水庫水位以下設置的定滑輪組（2），繞在所述定滑輪組上隨定滑輪組的旋轉而沿定滑輪組所形成的軌跡移動的水箱輸送鏈條（4），設置在水箱輸送鏈條（4）上的2個以上的提水水箱（3），設置在水庫大壩（1）上頂端的發電機（6），所述發電機（6）通過傳動皮帶（5）與定滑輪組中位于水庫大壩（1）頂部一端的定滑輪連接，所述的下游河道內與設置在所述的水箱輸送鏈條（4）上的提水水箱（3）的底端相對應的設置有擋坎（7）。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：許棟，白玉川，徐海玨，宋曉龍，
申請(專利權)人：天津大學，
類型：發明
國別省市：