[发明专利]一种高效节能发电设备及其发电方法

说明书

本发明公开了一种高效节能发电设备，它包括开设于水坝内的排水通道、设置于排水通道入口端处的防堵装置、顺次设置于水坝右侧的上游发电装置和下游发电装置，排水通道的出口端处连接有三通管，三通管的两个出口端处分别连接有右截止阀和左截止阀，上游发电装置包括机壳、水轮和上游发电机组，机壳的左右侧分别固设有位于水轮两侧的左喷管和右喷管，两个喷管均倾斜向下设置，主轴与上游发电机组之间设置有换热装置；下游发电装置包括排水管、下游发电机组和转轴。本发明的有益效果是：提高发电量、提高发电效率、降低发电成本、充分利用水轮主轴热量。

技术领域

本发明涉及利用山区中的河道水进行发电的技术领域，特别是一种高效节能发电设备及其发电方法。

背景技术

水力发电，研究将水能转换为电能的工程建设和生产运行等技术经济问题的科学技术。水力发电利用的水能主要是蕴藏于水体中的位能。为实现将水能转换为电能，需要兴建不同类型的水电站。水力发电系(Hydroelectricpower)利用河流、湖泊等位于高处具有势能的水流至低处，将其中所含势能转换成水轮机之动能，再借水轮机为原动力，推动发电机产生电能。利用水力(具有水头)推动水力机械(水轮机)转动，将水能转变为机械能，如果在水轮机上接上另一种机械(发电机)随着水轮机转动便可发出电来，这时机械能又转变为电能。水力发电在某种意义上讲是水的位能转变成机械能，再转变成电能的过程。

在山区地带，尤其是四川多山地方村庄较多，为了给用户输送家庭用电，需要利用山区中的河道进行发电，产生的电即可用于给用户使用。在山区的河道中需先修筑水坝，以将河道中的水蓄积起来，然后在水坝的下游安装水力发电设备，发电时，打开水坝中的水闸，河道水进入发电设备中，发电设备将水的势能转换为机械能，再由机械能转换成电能，从而达到了发电的目的。

现有的水力发电设备包括机壳、水轮、发电机组、喷管以及开设于水坝内的排水通道，水轮旋转安装于机壳内，喷管固设于机壳上且其出水口倾斜向下朝向水轮，喷管的另一端与排水通道的出水口连通，排水通道的进水口与位于水坝左侧的河道连通，排水通道位于喷管的上方，水轮的主轴与发电机组的输入轴经联轴器连接，水坝内设置有用于切断排水通道的闸门。发电时，打开闸门，河道中的水顺次经排水通道的入口端、排水通道、排水通道的出口端、喷管的入口端、喷管和喷管出口端，最后喷射到水轮的叶片，喷出的水流冲击叶片以使水轮绕着固定方向转动，水轮的主轴转动，主轴带动发电机组的输入轴转动，发电机组的输入轴带动转子转动，转子在定子内切割磁感线，从而最终达到发电的目的。

然而，这种发电设备虽然能够发电，但是实际在应用中仍然存在以下缺陷：1、从喷管喷出的水流始终只能冲击水轮叶片的一面，造成叶片的受冲击面很快的冲蚀损坏，从而降低了叶片的使用寿命。2、现有的叶片通常是焊接于水轮的本体上的，当任意一个叶片损坏后，需要将整个水轮更换掉，这无疑是增加了发电成本。3、当河道内的水进入排水通道的入口端时，若河道中存在较大体积的物体时，容易将排水通道的入口端堵塞住，进而导致无法进行后续发电，为了解决该问题，会预先在排水通道的入口端处焊接隔网，通过隔网来拦截大体积的物体，虽然能够防止大体积物体进行到排水通道内，但是隔网长期工作后，其外表面也会覆盖大量的污泥及生活垃圾，同样会造成隔网堵塞，同样使用一段时间后无法保证继续发电，由于进入排水通道内的水量减小，进而降低了发电效率。4、冲击叶片后的从叶片上落下的下游水直接排放到下游河道中，而这部分水仍然具有势能也可以用于进行发电，然而这部分下游水并没有很好的利用起来，这无疑是没有充分利用水势能，进一步的降低了发电量。5、水轮的主轴在转动过程中产生大量的热量，热量直接被与其接触的水冷却掉，而没有充分利用，从而浪费了主轴的热量。因此亟需一种提高发电量、提高发电效率、降低发电成本、充分利用水轮主轴热量的高效节能发电设备。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种提高发电量、提高发电效率、降低发电成本、充分利用水轮主轴热量的高效节能发电设备及其发电方法。