[发明专利]一种利用尾水流再生发电的增流式智能水轮机系统

摘要

本发明涉及一种利用尾水流再生发电的增流式智能水轮机系统，包括贯流式水轮发电机组、垂直轴水轮机，其特征在于，还包括尾水流增流装置和尾水流状态控制器，所述尾水流增流装置设置在贯流式水轮发电机组与垂直轴水轮机之间，所述尾水流增流装置包括受力感应单元、增流传动单元和增流释放单元，所述尾水流状态控制器分别控制贯流式水轮发电机组转轮叶片的叶片角度β₁的大小、垂直轴水轮机叶片的叶片角度β₂的大小以及尾水流增流装置中感应驱动杆的移动距离x的大小。本发明保证了垂直轴水轮机能够充分利用贯流式水轮发电机组排出及经尾水流增流装置增流的尾水流能量，使得外部发电机能够输出品质优良的电能。

主权项

1.一种利用尾水流再生发电的增流式智能水轮机系统，包括贯流式水轮发电机组、垂直轴水轮机，其特征在于，还包括尾水流增流装置(19)和尾水流状态控制器(18)，所述尾水流增流装置(19)设置在贯流式水轮发电机组与垂直轴水轮机之间，所述尾水流状态控制器(18)分别控制贯流式水轮发电机组转轮叶片(8)的叶片角度β₁的大小、垂直轴水轮机叶片(17)的叶片角度β₂的大小以及尾水流增流装置(19)中感应驱动杆(19‑2)的移动距离x的大小，且所得偏差Δβ₁、Δβ₂和Δx能够对结果进行校正，从而实现增流式智能水轮机系统的动态调整；增流式智能水轮机系统的输出功率P与贯流式水轮发电机组转轮叶片(8)的叶片角度β₁、垂直轴水轮机叶片(17)的叶片角度β₂以及感应驱动杆(19‑2)的移动距离x的关系式为：式中：ρ为水的密度，ρ取值为1000kg/m³、Q为通过增流式智能水轮机系统的流量；增流式智能水轮机系统的控制参数如表1所示：表1所述尾水流增流装置(19)包括受力感应单元、增流传动单元和增流释放单元，所述受力感应单元包括受力感应板(19‑1)和感应驱动杆(19‑2)，所述增流传动单元包括齿轮(19‑3)、齿条(19‑5)、增流平衡弹簧(19‑4)，所述增流释放单元包括上活动连杆(19‑7)、下活动连杆(19‑6)、上滑轮(19‑8)、下滑轮(19‑9)、上轨道(19‑11)、下轨道(19‑12)、上控流板(19‑10)、下控流板(19‑13)；所述受力感应板(19‑1)与感应驱动杆(19‑2)连接，所述感应驱动杆(19‑2)与齿轮(19‑3)固定连接，所述齿轮(19‑3)与齿条(19‑5)啮合，所述齿条(19‑5)的右端与增流平衡弹簧(19‑4)的左端连接，所述齿条(19‑5)的左端分别与上活动连杆(19‑7)的一端和下活动连杆(19‑6)的一端连接，所述上活动连杆(19‑7)通过上滑轮(19‑8)与上控流板(19‑10)连接，所述下活动连杆(19‑6)通过下滑轮(19‑9)与下控流板(19‑13)连接，所述上控流板(19‑10)与上滑轮(19‑8)镶嵌在上轨道(19‑11)中，所述下控流板(19‑13)与下滑轮(19‑9)镶嵌在下轨道(19‑12)中；所述尾水流状态控制器(18)包括功率控制器、信号处理器、液压控制器(23)和执行机构，所述执行机构包括推盘(21)和转动杆(20)，所述贯流式水轮发电机组的轮毂(10)和垂直轴水轮机主轴(14)内分别设置执行机构，所述推盘(21)与贯流式水轮发电机组转轮叶片(8)、垂直轴水轮机叶片(17)之间通过转动杆(20)连接，所述转动杆(20)分别与贯流式水轮发电机组转轮叶片(8)和垂直轴水轮机叶片(17)的中心连接，所述转动杆(20)绕叶片中心转动，所述液压控制器活塞杆(22)与执行机构的推盘(21)连接，所述尾水流增流装置(19)中的受力感应板(19‑1)受信号处理器的控制信号控制。