高倍率增容發電機的製作方法

2023-10-08 02:42:29

專利名稱：高倍率增容發電機的製作方法
技術領域：
本發明涉及能源技術領域內，例如煤炭、石油、天然氣、火力發電、水力發電、核動力發電、風力發電、地熱發電、潮夕發電、太陽能發電等。
本發明目前在國內外尚沒有公開見到使用或發表。現有能源技術種類較多，發展速度較快，尤其在電力能源技術方面更是如此，但仍不能滿足國民經濟的發展和需要，近三年來缺電情況逐漸突出，據國家公布數據顯示，2002年全國缺電、拉閘、限電省份有16個；2003年發展上升到19個；2004年缺電情況更加嚴峻，預計缺電省份可上升到24個，重點在華東地區和華南地區缺口達數千萬千瓦。雖然國家拿出數千億元發展電力生產，但是電力仍不能滿足需要，這是電力需求緊張情況。另一方面，從國家發展遠景對人類生活質量健康水平的影響，這就是大量的燃煤火力發電帶來的結果，它佔全國發電比重高達70％以上，每年耗掉燃煤高達5億噸以上，並造成大量汙染，居高不下，雖然在政策上大力發展水電和核電，但由於建設速度慢，工期較長，投資較大，短期內仍然無法解決。並仍然建設大容量火電機組，以補充急需，這是沒辦法的辦法，是用有限資源來換取能源的需求。這種不良發展形勢應研究發展先進可行的，建設速度快的，容量大，節省資源，無汙染，保護環境的新的發展途徑，這是本發明的最高宗旨和目的所在。
本發明詳細內容具體說明如下高倍率增容發電機可簡稱為富強型發電機或增容發電機。設有單級式和多級式共50種系列型號單機組。功能最大容量二十六萬千瓦，最小容量二千零五十千瓦。高倍率增容發電機是新世紀能源發展尖端技術，它為解除能源後顧之憂、快速發展電能、大量節省寶貴有限資源、減輕替代火電比重、有效減少大氣環境汙染，創出一條嶄新途徑。依據本說明書設計提出的附圖

圖1是高倍率增容發電機總裝配結構側視平面圖；圖2是高能增容裝置總裝配結構主視剖面圖；圖3是高能增容裝置總裝配結構頂視剖面圖；圖4是多級式高能增容裝置總裝配結構頂視剖面圖；附表1是高倍率增容發電機系列型號規範參考表。現將圖中代號名稱、主要功能、技術特徵具體說明如下1、變速原動機，它是增容發電機的動力源，是調整控制增容發電機功率大小、開、停機和正常運行的重要設備，變速範圍由最低為50轉/分，最高即正常額定轉數為2980轉/分，採用交流變速完整電動機，功率大小應與系列型號相應配套。該原動機可用高速汽油機或柴油機等帶動使用。2、高能釋放輪主軸，它是帶動控制高能釋放輪3的主要部件，是一根實心鍛鋼的主軸，軸兩端設有圓形平面，軸法蘭和相對應的螺孔，左端與變速原動機1的軸法蘭相對接。右端與高能釋放輪3的軸法蘭相對接，軸身上設有兩道組合式導軸承和一道推力軸承，分別由螺栓緊固在軸承架上。3、高能釋放輪，它是高倍率增容發電機的核心，是產生高倍釋放能量的源泉，主輪體是一個平面圓盤式輪體，可產生強大的動力能量，它是一個平面圓盤式輪體，左側軸心設有凸出的平面圓形軸法蘭和相應螺孔，副輪體是一個平面空心圓盤式輪體，主、副輪體外徑是相同，中間設有多數弧形葉片與主副輪體鑄為一體，該輪體是用高強度合金鋼鑄造而成。4、能量轉換輪，它是能量轉換，傳導輸出的關鍵設備，使強大的能量瞬間轉為動力機械能而輸出，該輪體是由高強度合金鋼鑄造而成，主輪體是一個平面圓盤式輪體，軸心右側設有凸出的平面圓形，軸法蘭和相應螺孔，副輪體是一個平面空心圓盤式輪體，主副輪體外輪徑相同，中間設有多數與軸心成45°角的弧形葉片，與主副輪體鑄為一體，能量轉換輪4和高能釋放輪3兩個輪體葉片中心是一條直線構成一個中心線。5、能量轉換輪主軸，它是一根實心鍛鋼主軸，軸兩端設有平面圓形軸法蘭和相應螺孔，軸身上設有兩道組合式導軸承和一道推力軸承。分別由螺栓緊固在軸架上，左端軸法蘭與能量轉換輪4軸法蘭相對接，右端與發電機10的軸法蘭相對接。6、高能增容裝置機殼。它是高倍率增容發電機的主體機身，是水流循環的儲存室，它是由上下兩塊組合而成的，平面圓盤形空腔鑄鋼體，左右兩側平面軸心處，設有L型止水軸封，左側平面軸封上部設有小導管，向上連接到儲水箱內，機殼下部設有最低排水螺帽，機身底部設有鑄為一體的長方形機座和相應緊固用螺孔。7、排氣閥，它設置在高能增容裝置機殼的最高點，頂部由小導管連接直接通向儲水箱8的內部，它的功能主要是用於向裝置機殼的空腔內注水時排出空氣之用。8、儲水箱，它是封閉式方形水箱，由不鏽鋼板製成。設有水位監視器和自動報警信號和給水閥等是高能增容裝置機殼的補水源和正常運行水位監視自動報警保護。9、機身底盤，它是一個長方形鑄鐵部件，採用空腔凸起四周邊設有相應緊固用螺孔。10、發電機，它是與機型配套的完整交流，兩級、3相發電機，採用密閉氫冷方式。11、多級式高能釋放輪機殼，它是由多級組合而成的環形空腔鑄體，在環體機殼右側均設有平面空心圓形隔水板。它主要用於多級接力式水流導向作用，使能量成倍增加，組合方式採用外部長杆螺栓緊固成整體。12、多級輪主軸，它是帶動和控制多級輪運行的主軸，主軸左端設有圓形平面軸法蘭和相應螺孔與變輪速原動機1的軸法蘭相對接，左側軸身上設有兩道組合式導軸承和一道推力軸承，由螺栓分別緊固在軸架上，軸身中部設有一道環形圓盤，用於固定高能釋放輪，每個高能釋放輪用對稱雙鍵固定在軸身上，主軸右端直接伸進能量轉換輪4的軸心設置的尼龍瓦導軸承內，該尼龍瓦導軸承主體設有進水潤滑孔，由於主軸和軸承瓦都是同一轉動方向，轉速差是很低的。13、尼龍瓦導軸承，它是一個T型空心尼龍瓦，瓦身上設有進水孔和通向瓦面潤滑，固定在能量轉換輪4的軸心處。14、循環回水管，它是6根對稱的無縫的管由高能增容裝置機殼6的左側面引出直接通向多級式高能釋放輪機殼11的左側面機殼上，主要用於能量轉換後的水流往返循環使用。
高倍率增容發電機單級式和多級式機組在工作原理上基本相同。主要區別在單機式轉輪和多機式轉輪的數量上。
本發明基本工作原理，高倍率增容發電機技術是根據能量守恆定律，加速度和減速度，離心力和向心力，流體力和水流動力，動力機械，電機和自動化等。多種科學理論與實踐密切完美相結合而設計提出的，是在考察研究總結現有生產實踐中提出的。它採用在高轉速條件下使加速度、離心力、水流動力在綜合技術條件下使水流集中轉為巨大的水力動能能量，連續向四周釋放能量，直接作用在高能增容裝置的能量轉換輪上，立即推動轉變成為動力機械能和電能的高倍增容效果。上述能量增值轉換系列過程都是在瞬間同時完成的，而且具有不間斷的連續性、穩定性、持久性。根據理論計算推導，無論是單級式機組或多級式機組在50種系列型號中，它的最突出顯著特點和優勢就是它的能量增值具有高度的規律性、科學性。能量增值倍率均為21倍即2100％，這是本技術研究發明的目的和宗旨。
採用加速度和離心力技術早已不是新聞，並已廣泛被用在生產實踐中。例如高科技領域內的回旋加速器，核技術領域的高速離心分離機，早期使用的離心式濾油機，離心水泵，離心式甩幹桶等各個方面，現在提出用在高倍率增容發電機上這還是首次。推理研究分析，該技術在理論定量上，可能因生產製造加工工藝水平不同，技術精度材質等因素，會出現一定偏差，但從理論定性上推斷，該技術從實踐上和理論上都是符合科學規律的，所以是可行的和實用的。該技術從原理結構上，性能特點上還說明在現有主要電能生產設備中，它的原理構造是最為簡單的，除主機外沒有任何其它輔助設備，較水電站還簡單，但它的能量創造價值確是現有電站無法相比的，從開發建設周期，單位千瓦投資，快速發展電源和能源緊缺，節省寶貴資源，降低大氣環境汙染解除能源後顧之憂都是有重要的現實意義和深遠的歷史意義。
高倍率增容發電機從理論上推導無論機組容量大小它的增容性質、規律、效果都是相同一致的，增倍值均為21倍左右，例如設計三種不同容量規範的機組，它的容量分別為1.6萬千瓦、2.5萬千瓦、5.0萬千瓦，它們的高能釋放輪輪徑技術規範分別為高能釋放輪3的輪徑Φ2米，周邊長度6.28米，正常轉速50轉/秒，循環水量200公斤/秒。增容功率為1.6萬千瓦，原動機功率僅為760千瓦，增值倍率為21倍。另一組高能釋放輪3的輪徑為Φ3.2米，周邊長度10米，正常轉速50轉/秒，循環水量200公斤/秒，工作效率0.8。計算理論增容功率為2.5萬千瓦，原動機功率僅為1250千瓦，增值倍率為21倍。另一大型高能釋放輪3的輪徑為Φ6.4米，周邊長度20米，正常轉速50轉/秒，循環水量200公斤/秒，工作效率0.8，計算增容功率為5萬千瓦，原動機功率僅為2400千瓦，增值倍率為21倍。以上理論計算事例表明，該技術是非常符合科學規律的。
單級式高倍率增容發電機的開停機、運行發電、增減負荷是這樣完成的，當接到開機運行發電指令後，第一次開機應首先由手動打開排氣閥7的閥門，然後打開儲水箱8內的給水閥向高能增容裝置機殼6的空腔內注水，空腔內空氣自然經小導管和排氣閥7而排出，當水面注滿到儲水箱8的水位計標線以上時，即可關閉儲水箱8的給水閥和排氣閥7的閥門。以上操作程序僅為首次開機使用，以後開停機程序可省略上述程序，注水後檢查設備，一切正常具備開機條件後可立即按動開機電扭。變速原動機1和高能釋放輪主軸2及高能釋放輪3，同時起動旋轉並迅速升高到一定轉速，與此同時高能增容裝置機殼6的內部水流，受高速離心作用，立即在高能釋放輪3的輪體上產生，極高的動力水流衝擊能量，向四周連續噴射作用在能量轉換輪4的輪體葉片上，立即推動旋轉升高轉變為動力機械能並帶動發電機10同步運行，達到額定轉速時保持穩定，與此同時當動力水流衝擊能量轉換動力機械能作工後，水流動力能量立即衰減到最低點形成一般水流，經裝置機殼6導水空腔流向高能釋放輪內2次，3次連續做功。連續產生離心能量釋放反覆，循環連續產生能量作功不止，為發電機10和能量轉換輪空載運行或滿載運行時它的轉速始終保持額定轉速瞬間有微量變化，而變速原動機1和高能釋放輪3的轉速是隨同發電機的功率負荷大小而相應改變轉速的，當發電機負荷量增大時，變速原動機1和高能釋放輪3的轉速也相應增大使釋放能量達到同時平衡，負荷量減少時變速原動機1和高能釋放輪3同時降低轉速，始終保持釋放能量與發電機的功率負荷平衡狀態。這一系列的能量轉換和增減負荷等過程都是在一瞬間同時完成的，操作過程非常靈活、簡單，都是統一的在變速，原動機1的調整控制下完成的。停機時只須按動停機電扭，變速原動機1即可停止轉動，水流動力能量立即消失，能量轉換輪4與發電機10隨即同時停止轉動。
本發明綜合優勢性能特點1、高倍率增容發電機最大優勢特點，它是新世紀人類開創徵服新能源又一重大發展和突破，它以較小代價創造換取幾十倍的新能源成果，這是能源技術重大發展進步和關鍵性突破。
2、本技術另一項優勢，使用本技術可以有效大量節省現有寶貴有限資源為後備長遠使用，同時又可大量減少大氣環境汙染，利國利民，具有現實而廣泛的深遠意義。
3、本發明是一項高科技項目，具有科技水平，先進技術含量極高，性能非常穩定，可靠使用非常靈活簡便，他除主機外沒有其它輔助設備，易於掌握維護管理等特點。
4、本技術具有原理結構簡單，開發投資少，佔用土地少，發電成本極低，建設速度投產快等優勢和特點，每千瓦開發投資是火電，燃煤電廠、水電廠、核電廠等大電廠中最低的，佔用土地是最少的發電成本也是最低的，建設投產也是最快的。
5、本技術經濟效益和社會效益，經濟效益可分為生產製造效益和生產發電效益，一方面首先說在生產製造方面按大型生產製造年產總容量以500萬千瓦計算年創生產總值可達20億元，年創利稅可達7.5億元，以上生產發電效益由於該技術設備基本具備無消耗資源的發電優勢特點，所以它的發電生產成本是極低的，以500萬千瓦計算年發電量可達350億千瓦時，以0.2元計算年創總產值可達80億元。創利稅可高達75億以上。
6、社會效益方面本項目是國民經濟全行業城鄉居民全社會急需發展，更新換代的，大量減少大氣環境汙染，大量節省現有寶貴資源，每年可以節省1200萬噸的原煤，大量減少火電建設比重，該電站是增容創新產品，它用量大，發展快，銷路廣，非常適用缺電邊遠地區，可整機運輸安裝極其靈活簡便。運輸整機安裝使用數月，即可投產發電，是電力發展快速應急增容的新途徑，發展前景廣闊無限。
7、經濟技術發展規律的良性機遇優勢，一項高技術含量的產品，必然導致高節能效果，高節能效果必然導致高效益的收入。這是一條良性的客觀發展規律，及時掌握運用這種規律，它就必然會不斷壯大發展。促進良性循環，達到富國強民，有利全社會的發展和進步，並使這種優勢從國內發展到國外，讓更多的民眾受益。
8、本技術可以大量節省原料，燃料資源，以每年500萬千瓦更新換代計算，可有效節省電機製造，所需的優質鋼材、電工、化工等原材料費用價值高達400億元左右，節省燃料原煤高達1200萬噸，總投資26億元以上。
說明書附圖附表圖面說明圖1、高倍率增容發電機總裝配結構側視平面圖。
圖2、高能增容裝置總裝配結構主視剖面圖。
圖3、高能增容裝置總裝配結構頂視剖面圖。
圖4、多級式高能增容裝置總裝配結構頂視剖面圖。
附表1、高倍率增容發電機系列型號規範參考表。
圖中代號名稱1、變速原動機。2、高能釋放輪主軸。3、高能釋放輪。4、能量轉換輪。5、能量轉換輪主軸。6、高能增容裝置機殼。7、排氣閥。8、儲水箱。9、機座底盤。10、發電機。11、多級式高能釋放輪機殼。12、多級式高能釋放輪主軸。13、尼龍導軸瓦。14、循環回水管。
多級式高倍率增容發電機的開停機、運行、發電、增減負荷是這樣實現的。當接到開機運行發電指令後，可立即用手動打開排氣閥7的閥門，接著打開儲水箱8的內部給水閥門，通過導管向高能增容裝置機殼6的空腔內注水，內部空氣通過導管和排氣閥7自然排出，當水流注滿水面升到儲水箱8的水位計標線以上時，立即關閉儲水箱8內的給水閥門和排氣閥7的閥門。經檢查一切正常後，可按動開機電扭，變速原動機立即起動開機，帶動主軸2和高能釋放輪3同步旋轉，轉速迅速升至一定高度。與此同時，高能增容裝置機殼的水流受高能釋放輪3的高速離心作用立即同時產生強大的水流動力能量，由於是多級接力式動力能量的水流，立即經機殼11的導向隔離板將水流引向第2級高能釋放輪3的輪體內，該水流在第1級能量積累基礎上，經第2級高能釋放輪3的同時高速離心作用，以接力式累計能量經3級、4級、5級直到最後一級，將水流動力能量推向高峰，同時作用在能量轉換輪4的輪體上。並立即推動轉換成為動力機械能，經能量轉換輪主軸5的直接傳動，帶動發電機，同步運行發電。動力水流做功後立即衰減到最低正常水流，經裝置機殼和循環回水管14返回第1級高能釋放輪3的左側軸心輪體內進行二次、三次往返循環不止的運行。上述能量積累轉換一系列過程都是在一瞬間同時完成的，以構成了連續性、穩定性和持久性。在發電機空載運行中，由於無負荷，運行變速原動機的轉速也是最低的，但能量轉換輪4和發電機10的轉速，仍保持額定轉數，當發電機增加或減少負荷時，由於功率的改變變速原動機1和高能釋放輪3的功率負荷也相應隨同改變增加或減少，轉速也同時相應改變增加或減少，以達到高能釋放輪3和能量轉換輪4及發電機10三者能量平衡。而發電機10和能量轉換輪4的轉速仍保持額定轉速基本不變，只是瞬間有少量變動，迅速即可恢復正常。操作時靈活簡便，停機的過程更為簡單，只須按動停機按扭，變速原動機1立即停止轉動，水流動力能量隨即終止，發電機也隨即慢慢停止。
高倍率增容發電機系列型號規範參考表附表1
續表權利要求
高倍率增容發電機，設有單級式多級式兩種機型共50個系列型號。主要由1、高能釋放輪主軸2；2、高能釋放輪3；3、能量轉換輪4；4、能量轉換輪主軸5；5、高能增容裝置機殼6；6、多級式高能釋放輪主軸12；7、T型尼龍瓦軸承；8、循環回水管14，組成其特徵1、高能釋放輪主軸2，它是實心鍛鋼體，軸身兩端設有平面圓形軸法蘭和相應螺孔。軸身上設有兩道組合式導軸承和一道推力軸承分別由螺栓緊固在軸架上；
2.高能釋放輪3，它由高強度合金鋼鑄造而成，是一個平面圓盤式整體轉輪，主輪體是一平面圓盤式輪體，平面左側軸心上設有凸出的平面圓形軸法蘭和相應螺孔，副輪體是一個平面空心，圓盤式輪體，在主副輪體兩者中間設有多數弧形葉片與主副輪鑄為一體；
3.能量轉換輪4，它由高強度合金鋼鑄造而成，是一個平面圓盤式整體轉輪，主輪體是一個平面圓盤式輪體，在平面右側軸心上設有凸出的平面圓形軸法蘭和相應螺孔，副輪體是一個平面，空心圓盤式輪體，在主副兩輪體中間設有多數與軸心成45°角的弧形葉片與主副輪體鑄為一體；
4.能量轉換輪主軸5，它是實心鍛鋼主軸，軸身兩端設有平面圓形軸法蘭和相應螺孔，在軸身上設有兩道組合式導軸承和一道推力軸承分別由螺栓緊固在軸架上；
5.高能增容裝置機殼6，它是由上下兩塊組合而成的，圓盤形空腔鑄鋼體，在兩側平面軸心處設有組合式L形止水軸封，機殼最低處設有排水螺帽，機殼底部設有與主體鑄為一體的長方形機座和相應固定螺孔，在機殼左側軸心偏上平面上設有注水用導管接口，機殼頂部設有排氣管接口；
6.T形尼龍瓦軸承13，它是個T形空心體尼龍瓦，整體裝在能量轉換輪4的左側軸心轉輪內，在尼龍瓦體上設有水潤滑進水孔；
7.循環回水管14，它是多級式機型必備的回水無縫鋼管，鋼管兩端設有平面圓形對接口。
全文摘要
高倍率增容發電機，是新世紀能源科學發展的高能技術尖端，它打開了能源科學可以大量、高倍、增容發電的大門，突破創數十倍領先水平，從而進入高能源發展技術變革的新時代。為快速發展能源，降低替代火電比重，大量節省寶貴有限資源，有效減輕大氣環境汙染。解除能源後顧之憂開創了嶄新的理想途徑。它開發建設投資少，僅為火電、水電、核電三大主要電源綜合投資的7％，每千瓦投資僅為500元，它建設速度快，4至6個月即可投產發電，除主機外沒有其它輔助設備，是利國利民的好項目。
文檔編號F03G7/10GK1704583SQ200410045209
公開日2005年12月7日 申請日期2004年5月28日 優先權日2004年5月28日
發明者褚志富 申請人:褚志富