[发明专利]高坝水电站虹吸式水力发电系统

说明书

技术领域

本发明涉及高坝水电站水力发电水能利用率研究技术领域，尤其涉及一种高坝水电站虹吸式水力发电系统。

背景技术

高坝水电站是能将水能转换为电能的综合工程设施，一般由挡水、泄水建筑物形成的水库、水电站引水系统、发电厂房及机电设备等组成。通过将高坝水电站水库的高水位水经引水系统推动水轮连续发电机组产生电能，再经升压变压器、开关站和输电线路输入电网，以供其他设备使用。

对于高坝水电站，如长江三峡水电站、溪洛渡水电站等超高坝水电站，其具有巨大的水能，但是现有的水力发电系统均存在水能利用率较低的问题。现有的水电站的水力发电系统仅在水道底部配置一台水力涡轮发电机机组，而机组装机存在总容量较小的问题，根本无法对水能进行充分的利用，目前，长江三峡水电站水力发电的发电率仅约50％。同时，现有的水力发电系统采用的水力涡轮机在运转时，水力涡轮机一半的叶片会形成反向水流，从而对涡轮机产生逆势影响，降低了水力涡轮机的工作效率，影响了整机机组的工作效率。

发明内容

本发明针对现有技术中的高坝水电站采用的水力发电系统存在水能利用率较低，不能充分地将水能转化为电能等缺陷，目的在于提供一种改进现有的高坝水电站虹吸式水力发电系统，有效地提高现有高坝水电站水能利用率。

实现上述目的的技术方案是：

本发明的高坝水电站虹吸式水力发电系统，具有一固设于所述高坝水电站水库中的主坝体，所述主坝体一侧固设若干用于流入所述高坝水电站水库高程蓄水的全封闭式进水通道，另一侧固设若干用于流出所述高坝水电站水库高程蓄水实现水力发电的全封闭式出水通道，所述主坝体内设有一可同时与所述高坝水电站水库、所述出水通道贯通的全封闭式第一中间通道，

所述主坝体内位于所述第一中间通道上方从上而下依次设有一可同时与所述进水通道、所述出水通道贯通的全封闭式第二中间通道和一可同时与所述进水通道、所述出水通道贯通的全封闭式第三中间通道；

所述出水通道具有一可与所述第二中间通道的出水端、所述第三中间通道的出水端均贯通的且固设于所述主坝体侧壁的立式全封闭式第一出水通道和一与所述第一出水通道出水端固定连接且可与所述第一出水通道、所述第一中间通道贯通的斜向设置的全封闭式第二出水通道；

所述第一出水通道外表面固设一用于将所述进水通道、所述第二中间通道、所述第三中间通道和所述第一出水通道抽为真空的第一真空泵，利用所述水库的水压与抽为真空后的所述进水通道内的压差将所述水库中的高程蓄水快速吸入所述进水通道，进而流入所述出水通道实现虹吸式水力发电。虹吸是利用液面高度差的作用力现象，虹吸的实质是因为重力、分子间粘聚力和负压引流作用力而产生。

所述第二出水通道外表面固设一用于将所述第二出水通道抽为真空的第二真空泵，用于加快流入所述第二出水通道的水流流速，提高水能利用率。

所述第二出水通道内设有若干将流入所述第二出水通道的高程蓄水的动能转化成电能的连续发电机组。

所述连续发电机组为具有若干均匀分布于所述出水通道内的水力涡轮机的连续发电机组，所述水力涡轮机经由流入所述第二出水通道的高程蓄水带动产生机械能，进而将所述水力涡轮机产生的机械能转化为电能。

所述第一中间通道具有二分别设于所述第一中间通道进水端和出水端的用于控制高程蓄水水流启闭的第一阀门，所述第二中间通道具有二分别设于所述第二中间通道进水端和出水端的用于控制高程蓄水水流启闭的第二阀门，所述第三中间通道具有二分别设于所述第三中间通道进水端和出水端的用于控制高程蓄水水流启闭的第三阀门，所述进水通道具有二设于所述进水通道进水端的用于控制高程蓄水水流启闭的第四阀门，所述第一出水通道具有二设于所述第一出水通道出水端的用于控制高程蓄水水流启闭的第五阀门；

所述进水通道、所述第一中间通道、所述第二中间通道、所述第三中间通道和所述第一出水通道分别经由所述第四阀门、所述第一阀门、所述第二阀门、所述第三阀门和所述第五阀门实现各自通道的全封闭式状态。

所述第二出水通道远离所述主坝体一端的下表面固设一位于所述高坝水电站水库水面以下的用于维持所述第二出水通道远离所述主坝体一端使用寿命的缓冲区。

所述缓冲区具有一直接流入流经所述涡轮机的水流的第一缓冲单元、一用于流入经由所述第一缓冲单元缓冲的落水洞口、一与所述第一缓冲单元一体成型且与所述落水洞口贯通的L形第二缓冲单元和一用于流出经由所述第二缓冲单元缓冲的出水口。