[发明专利]一种涡扇水轮加力发电系统

说明书

本发明公开了一种涡扇水轮加力发电系统，包括引水管、加压水箱、高扬程水泵、电磁控制阀、排水管和涡扇水轮发电机，涡扇水轮发电机包括发电机和涡扇水轮，涡扇水轮包括多个发散的叶片，叶片之间形成水斗，涡扇水轮的外周设置有侧壳及曲壳，曲壳上间隔设置有水流入口A、水流出口B及加压口C，加压口C与加压水箱连通。涡扇水轮呈竖向设置，水斗内的水经水流出口B流出，在约半周的转动的过程中，水斗内的水很好的将自身的势能转化为动能，增加了重力的部分做功，提高了能源的利用率。同时，加压水箱内添加有水并形成一定高度的水头，该水头持续的作用在涡扇水轮叶片的表面，进而提供一个驱动涡扇水轮转动的恒定转矩，达到提高发电的效果。

技术领域

本发明涉及水力发电技术领域，特别是涉及一种涡扇水轮加力发电系统。

背景技术

随着科学技术日新月异的发展，人们对电力的需求越来越大。相比较而言，燃煤发电会污染环境，核电站存在由地震导致核事故发生的可能，光伏发电易受天气的影响，导致发电不稳定，风力发电同样受气候影响较大，而水力发电最清洁、安全，相对光伏发电和风力发电要更稳定。

然而，目前中国水力发电还不到总发电量的27%，而且需要修筑大坝，而大坝不可能无限制的修高，无论是反击型或是冲击型水轮机发电，都是利用水坝抬高水位，产生的水头压力（或水头转换的冲击力）带动水轮旋转，水轮带动发电机旋转发电。发电机的旋转需要旋转轴力，旋转轴力包括做功和不做功两部分，其中摩擦阻力以及发电机转子与线圈产生的反向力部分均不做功。大功率发电机不做功部分所占旋转轴力的比例很大，这就是为什么小水头大坝无法带大功率发电机发电的根本原因。为了充分利用水坝产生的水头推动水轮旋转并产生旋转轴力，现有的发电水轮机都是水平安装，这样可利用的水头最大，但是，这也限制了水轮机只能利用水库水坝产生的水头的局限性，低水头的水库大坝产生的旋转轴力小，只能带动小型发电机发电；为了提高水库大坝的发电效率，设想提供一种可预先抵消发电机不做功部分的旋转轴力，使得水库大坝水头产生位能实现全部做功的办法——给水轮机叶片提供预压力即是本发明所要解决的问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种水力利用率较高的涡扇水轮加力发电系统。

为解决上述技术问题所采用的技术方案：一种涡扇水轮加力发电系统，包括用于收集水源的引水管、加压水箱及涡扇水轮发电机，所述涡扇水轮发电机设置在引水管的下游端，所述涡扇水轮发电机包括同轴转动的发电机和涡扇水轮，所述涡扇水轮在竖向平面内转动，所述涡扇水轮包括多个呈间隔分布的且由中心向四周发散的叶片，相邻的叶片之间形成水斗，所述涡扇水轮的外周密封设置有外壳，所述外壳包括紧靠设置在涡扇水轮两侧的侧壳以及涡扇水轮外周的曲壳，所述曲壳上间隔设置有水流入口A、水流出口B以及加压口C，所述水流入口A位于曲壳的上部一侧且与引水管连通，所述水流出口B的位于曲壳的下部，所述加压口C位于曲壳的上部另一侧且连通有一个加压腔，所述加压腔通过加压管道与加压水箱连通，所述加压管道上设有第一电磁控制阀门，所述加压水箱连接有排水管，所述排水管上设有第二电磁控制阀门；位于水流入口A和加压口C之间的曲壳以及位于加压口C和水流出口B之间的曲壳均至少可覆盖一个完整的水斗的开口。

进一步地，所述叶片的数量为12个，所述水流入口A和加压口C的开口宽度均设置在2~3个水斗的宽度之间。

进一步地，所述加压水箱为高位水箱，所述高位水箱连接有高扬程水泵，所述高扬程水泵把水库水源泵送至高位水箱内，高位水箱与排水管连接，以控制高位水箱的水位高度，高位水箱通过加压管道与加压腔连通。

进一步地，所述加压水箱为低位针筒式水箱，所述低位针筒式水箱的底部设有伸入至加压管道内的针管，所述针管的底部通过活塞实现封堵，所述活塞与加压管道内壁密封连接，所述低位针筒式水箱与加压管道之间设置有若干个液压千斤顶，所述液压千斤顶的顶部抵顶在低位针筒式水箱的底部，所述液压千斤顶的底部抵顶在加压管道的顶部，所述加压管道与针筒式水箱之间连通有补水管道，所述补水管道上设有第三电磁控制阀门。