[发明专利]一种履带提水式高效水力发电系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种水力发电设备。特别是涉及一种履带提水式高效水力发电系统。

背景技术

水力发电即利用流水所蕴藏的能量生产电能的过程。水力是无污染的可再生能源，用水力资源发电可以节约大量资源量有限的煤炭、石油等矿物燃料，另外水力发电还有长期资源成本较低的优点。中国拥有丰富的水力资源，据2001～2004年普查结果，中国水能资源理论蕴藏量6.89亿kW，技术可开发量4.93亿kW，经济可开发量3.95亿kW。截至2011年底，我国水电装机达到2.3亿千瓦kW，然而水电开发率不到30％，低于世界平均水平。因此，在一个相当长的时期内，大力开发水力资源是实现国民经济可持续发展的重要举措。

在典型的水力发电站中，水库中的水经泵压流进水力涡轮机，使涡轮机转动，涡轮机再带动发电机来发电。在这种发电方式中，水的势能首先转化成水流的动能，又通过水流冲击涡轮机叶片，推动发电机转动，最终转化成电能。这种发电方式是目前最为成熟且广泛采用的水力发电方式，水体能量转化为机械能的效率在中小型发电机组中一般为70%～80%，大型的机组平均效率可达到80%～90%。然而，这种发电方式同时具有以下缺点：1.自引水隧洞导向水轮机组的水流为高速水，从而导致水流的能量损失，另外从水轮机出流的水流动能将大量损失在下游河道，进一步降低了发电效率；2.发电设施包括引水设施、地下发电厂房、高速水轮机组以及下游泄流设施等，建造结构复杂，工艺要求高，建造费用高,维修困难；3.自水轮机下泄的水流流速较高，含有很高的动能，将对下游河道产生冲刷等不利影响；4.高速水流以及水轮机械的高速运转、以及强烈的流固耦合作用容易引发坝体及附近区域的振动；水轮机运行时还会产生空蚀、磨蚀等现象；5.在低水头的情况，基于水轮机方式的发电效率往往会大大降低。

针对常规水轮机方式水力发电的上述缺点，近年来不断有新型的水力发电方式提出，例如，发明专利“一种水力发电方法及装置”（申请号：201110038673.2）提供一种利用有水源的山坡坡体顺势而建的不需筑坝蓄水的水力发电方法及装置；发明专利“活塞式水轮机”（申请号：201110250052.0）设置了由两组活塞组成的水轮机，两组活塞共有一个曲轴，两组活塞一上一下工作，由水压推动活塞做功，并带动发电机，产生电能；实用新型“水力发电产生极高效率的方法及装置”（申请号：200920150267.3）提出了一种新型活塞、环保润滑剂和自润滑活塞环，以及一种性能非常优异的新型阀门，即卷帘式节能快速阀和复合型卷帘式节能快速阀，用于提高水力发电效率；此外，还有一类浮管式水力发电机发电方式，该方式不需拦水筑坝，直接利用江河、洋流、潮汐自然之流水动力，通过悬浮在水中的管状提速装置，加快进入机内自然流水的速度，冲击水轮机、带动发电机，发出电能。

上述各新型水力发电装置均经过了较巧妙的设计，然而至目前为止，实际工程上采用的绝大多数仍然是传统的水轮机发电方式，其主要原因是新型的水力发电方式往往设计过为复杂，在应用于大规模发电工程中时，往往机械加工等相关技术不够成熟（例如活塞式发电装置中，大型活塞在高压作用下的泄露等问题），或者是发电效率不够高（例如浮管式水力发电，不可避免有大量水流动能向下游河道流失）。正是由于新型技术仍然不够成熟，基于新的思路和力学原理提出新的水力发电概念和模式，并且让其在实际应用中接受检验和验证仍然是十分必要的。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种不采用水轮机发电，而是直接利用上游水库中水体的重力驱动大型履带系统的运动，将上游水库水体下提至下游河道，同时驱动发电机产生高效电能的履带提水式高效水力发电系统

本发明所采用的技术方案是：一种履带提水式高效水力发电系统，设置在水库大坝上，包括：依次沿水库大坝的下游河道一侧且位于河道水位以上、水库大坝顶部两端和水库大坝的上游水库一侧且位于上游水库水位以下设置的定滑轮组，绕在所述定滑轮组上随定滑轮组的旋转而沿定滑轮组所形成的轨迹移动的水箱输送链条，设置在水箱输送链条上的2个以上的提水水箱，设置在水库大坝上顶端的发电机，所述发电机通过传动皮带与定滑轮组中位于水库大坝顶部一端的定滑轮连接，所述的下游河道内与设置在所述的水箱输送链条上的提水水箱的底端相对应的设置有挡坎。