[发明专利]一种利用水电站生态流量发电的露天水轮发电机组

说明书

技术领域

本发明涉及一种水力发电装置，特别是关于一种利用水电站生态流量发电的露天水轮发电机组。

背景技术

引水式水电站在中小型水电站中占有很高的比例。如图1所示，引水式水电站常见的发电模式是在河流中修一拦河坝，再通过渠道或引水管道将水流从高水位处引到河流下游落差比较大的位置修建电站发电。这样就可能带来一个问题，即在拦河坝至电站的河流段会造成断流，并导致该河段中依靠河水生存的水生物灭绝或生态环境破坏。更为严重的是，如果该河段在某些生物的生态链条中占据重要位置，其断流会对这些生物的生存带来毁灭性的打击。因此，为保护生态环境，我国政府要求所有修建了拦河坝的引水式水电站必须在拦河坝下部埋设穿坝钢管，通过该钢管不间断弃水，以保证拦河坝后河段必要的生态流量。但是，这也带来另外一个问题，该生态流量白白流掉，浪费了不少电能。而现有技术中还没有相应装置或方法来解决该生态流量浪费的问题。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的是提供一种利用水电站生态流量发电的露天水轮发电机组，该水轮发电机组能够充分利用生态流量进行发电，而且能够保证生态流量不断流，从而保护生态环境。

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：一种利用水电站生态流量发电的露天水轮发电机组，其特征在于：它包括水轮机、异步发电机、进水阀、扩散管和重锤式蝶阀，所述扩散管设置在与生态流量排水管的主管道垂直连接的支管道的末端，所述扩散管的收敛端与支管道的末端连接，所述扩散管的扩散端与所述水轮机的进水口连接；所述水轮机与异步发电机连接，驱动所述异步发电机发电；所述进水阀设置在所述扩散管连接的支管道上；所述重锤式蝶阀设置在生态流量排水管主管道的出水口处；所述水轮机驱动所述异步发电机发电时，打开所述进水阀并关闭所述重锤式蝶阀，生态流量依次经过主管道、支管道、所述进水阀、所述扩散管后流入所述水轮机，所述水轮机驱动所述异步发电机发电，作完功的生态流量从所述水轮机排出；不发电时，所述重锤式蝶阀开启，生态流量通过所述重锤式蝶阀排出。

所述水轮机包括蜗壳、固定导叶、转轮和尾水管，所述蜗壳设置在若干所述固定导叶构成的圆周外侧，若干所述固定导叶间隔设置在所述转轮进水侧的外圆周上，所述尾水管设置在所述转轮的出口端；当所述水轮机驱动所述异步发电机发电时，所述重锤式蝶阀关闭，所述进水阀开启，生态流量依次通过支管道上的所述进水阀和扩散管后流入所述蜗壳内，所述蜗壳内的生态流量从各所述固定导叶之间的流道流向所述转轮内，水力矩作用在所述转轮上，所述转轮带动所述异步发电机旋转发电，作完功的生态流量通过所述尾水管排出。

所述水轮机的导轴承采用水润滑滑动轴承。

所述尾水管采用直锥形结构。

所述异步发电机采用卧式异步发电机。

所述异步发电机的顶部密封，两个侧面采用隔扇窗与外界通风，冷却方式为风冷。

所述重锤式蝶阀采用重锤自动开启方式，其包括阀体、蝶阀支座、阀芯、阀轴、重锤、电磁铁及电磁铁支架；所述阀体连接在生态流量排水管的主管道末端，并由所述蝶阀支座支撑；所述阀芯设置在所述阀体内，所述阀轴穿过所述阀体的一侧壁后与所述阀芯水平固定连接，所述重锤通过锤臂与所述阀轴垂直固定连接，所述电磁铁设置在所述重锤的正上方，并由所述电磁铁支架支撑；通过给所述电磁铁通电或断电，所述重锤绕所述阀轴的中心线作上下弧线摆动，所述重锤带动所述阀芯和阀轴绕所述阀轴的中心线转动，使所述重锤式蝶阀关闭或打开。