[发明专利]大型循环水力发电机组

说明书

技术领域

本发明主要涉及一种水力发电机组，尤其是一种大型循环水力发电机组。 

背景技术

水力发电利用的是把水的势能(水位的高度差引起的)和水的动能(速度引起的)转换成电能的。水轮发电机组主要由水轮机和发电机构成，前者的作用是把水的势能和动能转化成旋转机械能，是原动机；后者的作用是把旋转机械能转换成电能。两者通过主轴连接。发电机输出功率的大小由水轮机决定，而水轮机的输出功率则与引入流量和水头(上下游水位的高程差)成正比，流量越大或是水头越大或是两者都大，水轮机的输出功率也就越大。 

在工程实际中，不同的河流，不同的地区，流量或是水头是不一样的，也就是说要么满足流量，要么满足水头，当然要兼顾二者。 

当该地区河流落差不是很大的情况下，就只能尽量增加进入水轮机的流量来保证设计的输出功率了，这就要求水轮机的流道尺寸要大，单位时间进入水轮机的水要多，所以就产生了贯流式水轮机，顾名思义，水流的方向是沿着机组轴线方向贯穿其中的，又称为灯泡式机组。这类机型非常适合于水头很低(2-10米)的河床式电站，且单机容量一般在几万千瓦以下。 

当水头在10-40米范围时，贯流式机组单机容量已经不能满足要求了，这就产生了轴流式水轮机，即水轮机的外形长得像轮船的螺旋桨，这种水轮机的轴是竖直的，故称为立轴式水轮机，水流进入叶片和流出叶片的方向都是顺着主轴的轴线方向的，故称为轴流式。整个机组的布置形式也是立着的！根据桨 叶能否转动，又分为轴流转浆式和轴流定浆式水轮机，目前，绝大多数是轴流转浆式水轮机，单机容量从几万千瓦到20万千万不等。 

当水头范围在30-300米左右范围时，轴流式水轮机已经不实用了(机械强度等不能满足要求)，水轮机就变成混流式或斜流式的了，水流在进入叶片前是沿着圆周方向，流出叶片后是沿着轴线方向的，故称为混流式。混流式水轮机的叶片是固定的。当机组功率小于5000kw(数值不确定)时，一般设计为卧轴形式，即主轴是水平的，这种一般适用于小水电。当机组功率大于500kw时(数值不确定)，机组就要设计成立轴形式的，以满足强度及检修需要。立轴混流式水轮发电机组单机容量从几千千瓦到80万千瓦(现在正在设计单机100万千瓦的)不等，是当今应用范围最广、技术条件最成熟的水轮机。 

当水头达到200-500米或更高时，这时主要利用的是水的动能冲转水轮机，水流是从喷嘴喷出的，这叫做冲击式水轮机。这种水轮机单机容量一般在几万千瓦以下，布置形式可以是立轴的，或是卧轴的。 

为了适应现代电网发展的需求，最近几十年又产生了水泵水轮机，即抽水蓄能水轮机，该水轮机在外型上和混流式差不多。水泵水轮机既可以做水轮机用来发电，也可以做水泵用来抽水，一般是立轴式的。单机容量一般从几万千瓦到几十万千瓦不等。 

曾有很多科技工作者试图研制省力省电水力发电机没有成功，其原因主要是小型水力动能差是微小的，不容易得到足够的余力能量。 

发明内容

本发明的目的在于克服上述之不足，提供一种以电能量差为周转的循环水力发电机组，以获得较大的多余电量。 

为解决上述技术问题，本发明的技术方案是： 

这种大型循环水力发电机组，包括：多台混流式旋力抽水机和由一水二机混流式水轮发电机组构成的多级混流式水轮发电机组；混流式抽水机的进水口与抽水机旋吸管固定连通，混流式抽水机的出水口与抽水机旋送管固定连通；多根抽水机旋送管与总管固定连通，总管与多级混流式水轮发电机组固定连接； 

混流式旋力抽水机：把现有的抽水蓄能电站的可逆式大型混流机组结构改变：减少推力轴承、转轮承重支架、活动导叶等，改用传统厚叶片，在电机顶盖即转轮轴上方安装一个油冷轴承，在转轮轴下方安装一个水冷轴承并有凹型顶力支撑窝承受转轮全部的力；抽水机吸管为旋曲管，由机体而下的旋曲宽度逐渐增加，旋坡度是35°-40°；出水管也是旋曲管，从机体向上逐渐增加旋曲宽度，旋坡度是35°-40°； 

一水二机混流式水轮发电机组：包括：转轮、推力轴、下机架、发电机、主轴、控制环、顶盖、导叶和蜗壳，该机组包括：二个发电机组； 

第一个发电机组：处于上游的进水管(3)的上面设有盘形漏斗，盘形漏斗与进水管固定连通，进水管中内设有球型节水阀；进水管的下端出口与内设有导叶的蜗室固定连通；第1转轮的上面固定安装有第1上发电机，第1转轮的下面设有第1下电机室，第1下电机室内与第1上发电机依次同轴设有第1下发电机和第1顶力支撑窝；第一个发电机组的尾水进入第1曲旋管；