基於流體能量再利用的供水管網發電系統的製作方法

2023-09-13 20:27:55

專利名稱：基於流體能量再利用的供水管網發電系統的製作方法
技術領域：
本發明涉及自來水管網的改造，更具體地說，涉及水廠取源水管網的改造。
背景技術：
現有技術下，人們是用管網來遠距離輸送水到達水廠取水口處，到達水廠取水口處的水攜帶有能量，而這些能量都沒有被利用起來被直接浪費掉。以大連沙河口區自來水廠為例，為了解決城市用水的水源問題，自來水廠一般都需要從至少百公裡以外的河流或者水庫取水，中間還需要加壓站才能送到水廠來，這樣全程管網的最高點和自來水廠的取水口就存在落差，我們知道，有落差的水是有能量的，以大連市沙河口水廠為例，每天需用水40萬噸，那麼每秒流量就是4. 6立方米，淨落差取35米，那麼每天就有3萬度電的能量流失，每年就是上千萬度電的流失。由此可見，僅大連地區一個水廠可再利用的水能量就相當可觀，全國累計可利用的能量那就無法估量了。

發明內容
本發明的目的在於提供一種基於流體能量再利用的供水管網發電系統。本發明的發電系統能夠應用於水、氣、油等一系列流體物質的輸送管網中，應用流體物質到達水廠取水口處時所攜帶的能量進行發電。
為了達到上述目的，本發明一種基於流體能量再利用的供水管網發電系統，在水廠取水口處加設發電機，通過該發電機滿足用電需求。具體的管網系統改進在於，本發明供水管網發電系統中，在水廠取水口處包括一路設置有第一閥門(或水閘)3的第一支路，以及與所述第一支路並聯順水流方向依次設置第二閥門(或水間)52和發電機6的第二支路。其中，第一支路直接通至水廠的水池；所述第二支路也直接通至所述水池或經第三閥門 (或水閘)51後連接到第一支路的出水口。其中，所述發電機為水輪發電機。
此外，本發明提供另一優選方式為，在水廠取水口處的管路上設置二通換向閥；其中由所述二通換向閥實現的第一個通路直接通至水廠的水池，而第二個通路上設置發電機後直接通至水池或者通過一個閥門連通至第一個通路的出水口。
其中，水廠的供水過程為，在水源地取水後，經管路或溝渠將水送至水廠濾池中用於後續靜置、過濾等步驟實現日常供水。而本發明所說的水廠取水口處的改造是指水廠所在地水在進入水池之前那一段管路或水渠管網的改造。之所以改造此處的管網，原因在於， 此處供水已至盡頭，進入水池後供水蘊藏的能量已無作用。如果在其他供水輸送環節設置發電機，由於供水仍需大距離流動，此時或者需要勢能差或還是需要耗能加壓，因此就更達不到節能的目的。因此本發明最大的改進就在於「水廠取水口處」的選則。而本發明界定的「取水口處」是指水廠離水池(或過濾池)較近的源供水管線上，根據具體情況，可以是距離水池幾十米的位置也可以是距離上百米的位置，這取決於供水能量的情況。
本發明的發電系統並聯在水廠取水口處入口處，在發電機正常工作過程中，將水廠取水口處入口處管網主流管道雙通閥門關閉，發電機兩端的閥門打開，使流體流過發電機，利用流體中的落差催動發電機轉動，從而產生電能，流出發電機的流體繼續流入水廠取水口處進行正常的生產和使用。
本發明的優點在於，發電系統適用於水、氣、油的輸送管網中，將發電系統並聯在管網主流管道上，發電機能夠利用流體的能量發電，即使發電機出了故障也不影響流體的正常生產和使用，真正實現零排放、零汙染。
綜上，本發明選擇自來水廠取水口處的優點如下 1、水流動到終端，蘊藏的能量在現有技術不再利用，本領域技術人員也忽略了此處能量的利用。而本發明加以利用，達到能源利用的目的。
2、水廠取水口處水流蘊藏的能量遠遠大於普通水流出口處，因此存在利用價值。
3、全世界範圍內水廠眾多，全部實施本發明的技術，累計起來的經濟效益相當顯
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圖1是本發明供水管網發電系統第一種實施例的原理結構示意圖； 圖2是本發明供水管網發電系統第二種實施例的原理結構示意圖。
具體實施方式
如圖1所示一種基於流體能量再利用的供水管網發電系統，水源地1與水廠取水口處2之間安裝有多個加壓站4。水源地1、加壓站4和水廠取水口處2之間均通過管網或溝渠連接，在水廠取水口處2處的管道上安裝有雙通閥門3，閥門3兩端並聯一個管網支路； 所述支路上安裝有發電系統；所述發電系統包括一個發電機6，所述發電機6的兩端分別安裝有第一閥門51和第二閥門52 ；其中，所述發電機6與第一閥門51和第二閥門52串聯在管網支路中。優選方式下，所述發電機6為水輪發電機。
如圖2所示，第二種供水管網發電系統，在水廠取水口處包括一路設置有第一閥門/水閘3的第一支路，以及與所述第一支路並聯順水流方向依次設置第二閥門/水閘52 和發電機6的第二支路。其中，第一支路直接通至水廠的水池；第二支路也直接通至所述水池。最優方式下，第二支路的末段加設一個閥門，其作用在於，當需要維修、更換發電機時， 可以截斷支路，防止水倒灌，影響發電機的維修和更換。
而上述所提及的閥門和水閘分別用於管路傳輸供水和溝渠供水兩種方式。
此外，本發明等同變換的方式還有在水廠取水口處的管路上設置二通換向閥，其中第一個通路直接通至水廠的水池；第二個通路上設置發電機直接通至水池或者通過一個閥門連通至第一個通路的出水口。當第二個通路直接通至水池時，最優方式下，在第二個通路末段加設一個閥門，主要用於發電機的維修和更換，達到截斷第二通路的目的。
本發明的發電系統並聯在水廠取水口處，在發電機正常工作過程中，將水廠取水口處管網主流管道雙通閥門關閉，發電機兩端的閥門打開，使流體流過發電機，利用流體中的落差催動發電機轉動，從而產生電能，流出發電機的流體繼續流入水廠取水口處進行正常的生產和使用。當發電機需要維修、更換或其他情況下，只要打開第一支路中的閥門或水閘，關閉第二支路上的閥門或水閘，在發電機無水狀態下，即可實現所需的維修或更換工作。
4 本發明的優點在於，本發明的發電系統適用於水、氣、油的輸送管網中，將發電系統並聯在管網主流管道上，發電機能夠利用流體的能量發電，即使發電機出了故障也不影響流體的正常生產和使用，真正實現零排放、零汙染。
以上所述，僅為本發明較佳的具體實施方式
，但本發明的保護範圍並不局限於此， 任何熟悉本技術領域的技術人員在本發明披露的技術範圍內，根據本發明的技術方案及其發明構思加以等同替換或改變，都應涵蓋在本發明的保護範圍之內。
權利要求1.一種基於流體能量再利用的供水管網發電系統，其特徵在於，在水廠取水口處包括一路設置有第一閥門/水間( 的第一支路，以及與所述第一支路並聯順水流方向依次設置第二閥門/水閘(52)和發電機(6)的第二支路；所述第一支路直接通至水廠的水池；所述第二支路也直接通至所述水池或經第三閥門 /水閘(5 後連接到所述第一支路的出水口。
2.根據權利要求1所述的基於流體能量再利用的供水管網發電系統，其特徵在於，所述發電機(6)為水輪發電機。
3.一種基於流體能量再利用的供水管網發電系統，其特徵在於，在水廠取水口處的管路上設置二通換向閥；其中由所述二通換向閥實現的第一個通路直接通至水廠的水池，而第二個通路上設置發電機後直接通至水池或者通過一個閥門連通至第一個通路的出水口。
專利摘要本實用新型一種基於流體能量再利用的供水管網發電系統，在水廠取水口處加設發電機。具體說，在水廠取水口處包括一路設置有第一閥門/水閘3的第一支路，以及與所述第一支路並聯順水流方向依次設置第二閥門/水閘52和發電機6的第二支路；所述第一支路直接通至水廠的水池；所述第二支路也直接通至水池或經第三閥門/水閘52後連接到所述第一支路的出水口管路上。本實用新型的優點在於，發電系統適用於水、氣、油的輸送管網中，將發電系統並聯在管網主流管道上，發電機能夠利用流體的能量發電，即使發電機出了故障也不影響流體的正常生產和使用，真正實現零排放、零汙染。
文檔編號E02B9/04GK201981519SQ20112004311
公開日2011年9月21日 申請日期2011年2月21日 優先權日2011年2月21日
發明者孫盛榮 申請人:孫盛榮