[发明专利]泄水流体张力发电技术

说明书

一、技术领域

本发明涉及一种利用下泄水流产生的落水顶部因流体张力产生的流速加快效应进行发电的技术，尤其是泄水流体应力发电技术。

二、技术背景

目前，广泛应用的水力发电具有许多优点：如，第一，水能资源可以再生利用，无污染，有利于生态环境的保护。第二，水资源可综合利用，如：防洪、灌溉、航运、供水、养殖等。第三，水电站的生产成本低、效率高。第四，水能可以储存和调节，水力发电有可逆性。第五，水电站运行灵活，增减负荷很方便，易于实现自动化。根据能量转化定理，将水流动能经推动水轮发电机叶轮转动工作后，转换为电能，为了获得足够的水流流速，常需要筑坝提升水流的落差，积极蓄水体势能，也就形成了水体势能-下泄水流动能-叶轮机械能-水轮机电能的能量转换发电方式，为了利用水力来发电，就必须要把具有一定天然落差的水集中起来，形成水电站的水头，然后通过输水管道输送至厂房里的水轮机，并使其转动，从而带动发电机，将水能变为电能，最后退过升压变电站将电力输送到电网上。水力发电厂简称水电厂，它是把水的位能和动能转换成电能的工厂，它的基本生产过程是：从河流高处或水库内引水，利用水的压力或流速冲动水轮机旋转，将水能转变成机械能，然后水轮机带动发电机旋转，将机械能转变成电能；其分类有：按集中落差的方式分，堤坝式水电厂(又分坝后式和河床式)，引水式水电厂和混合式水电厂；按径流调节的程度分，无调节水电厂和有调节水电厂；要形成水头，必须拦河筑坝。坝前和坝后的水位差即为水电站的静水头，在将水从坝前引进水轮机的过程中，会有一些水头损失，减去这些损失，就称为水轮机的工作水头。另外，在水轮机内和发电机内，还有一些能量损失。因此，水电站实际出力N和发电量与通过水轮机的流量、一定时段内通过水轮机的水量、作用在水轮机上的工作水头和水轮发电机组的效率成正比关系。事实上，在这些能量转化过程中有较大能量损失。比如有水轮发电机本身造成的能量转换损失。另外，由于是的流体特性，迅速下泄的水流会带动流体流速，这种带动作用基于水流的张力，或下泄水体重力的应力作用可以上溯到水体上部，比如在水库泄水口形成漩涡，或是在水面上层形成汇流，携带较大的动能，一般水轮机安装于坝底，仅利用了下泄水流在水轮机叶轮部位段所携带的动能，但是上述因下泄流体张力所产生的水体上部的动能未能利用，造成了较大的浪费。中国专利89102035.7反冲、冲击联合式水轮机利用冲击式水轮机存在的“反冲作用损失”。涉及物理学中作用力与反作用力原理，在改变下泄水流出口角度，使流出水体反作用下，推动泄流管绕垂直轴反转发电。结构较复杂，不易实现且反转作用仅为下泄水流的一个分力，并不见得能够增加能量转换效率。

三、发明内容

本发明的发明目的在于，提出一种能够更加充分利用水体张力效应，提高水体动能利用率的水力发电技术，即泄水流体张力发电技术。

本发明的发明目的通过以下措施实现，向下倾斜的泄水管固定于水坝上，泄水管上端上进水口前部固定上水轮机组，泄水管下端下出水口后部固定下水轮机组。

本发明利用水流自身的张力和应力效应，在现有水力发电技术基础上，在不影响下水轮机组工作的同时，在水坝泄水管上进水口加装上水轮机组，进一步充分提高水力发电的效率，减轻水坝结构因向上进水口汇流而造成的冲击破坏。结构简明，易于实施。

四、附图说明

图1是本发明实施例1示意图

图2是本发明实施例2示意图

图中附图标记包括：上水轮机组1，上进水口2，泄水管3，下出水口4，下水轮机组5，水坝6。

五、具体实施方式

实施例1：向下倾斜的泄水管3固定于水坝6上，泄水管3上端上进水口2前部固定上水轮机组1，泄水管3下端下出水口4后部固定下水轮机组5。