集流循環式水流發電系統的製作方法
2023-06-23 15:17:21 2
專利名稱：集流循環式水流發電系統的製作方法
技術領域：
本實用新型是由水下集流擴散器和水上貫流式水輪發電機相結合的新型水流發電系統，用於沿岸潮流和江河水流發電，屬新能源利用和水力發電技術領域。
目前，在開發潮流能源的研究中，由於潮流的水頭低、壓力小，常規水輪機不能直接應用到水下自由流中，因此，一般採用特殊設計的水輪機直接放入水中進行水下發電。但中，這種水下發電方式往往給發電系統的設置、操作運行和維護管理等來麻煩，影響了潮流能的開發利用效果。
本實用新型的目的是推出一種特殊設計的水下集流擴散器和常規的水上貫流式水輪發電機組相結合而形成的新型水流發電系統，實現把水下自由流變換成循環有壓管流，用常規貫流式水輪機進行水上發電。這種發電方式為開發低水頭、大流量的水流動能，創造了必要的條件。
本實用新型所述的集流循環式水流發電系統由水下集流裝置、水上發電裝置及循環管組成，見附圖
。
水下集流裝置由兩級集流擴散器構成。第一級集流擴散器包括集流器a(1)、喉管a(4)、擴散器a(6)、流線體(7)；第二級集流擴散器包括集流器b(8)、喉管b(9)、擴散器b(10)、流線體b(11)。
第一級集流擴散器是把一定流速的自由流轉換成有壓循環管流。第一級集流擴散器喉管a(4)中央處設置循環管(13)的進水管口(2)和出水管口(5)組成的流線體c(3)。循環管(13)的進水管口(2)和出水管口(5)分別與喉管a(4)的進水管口和出水管口在同一斷面上。水流進入喉管a的同時，部分水流進入循環管(13)。從循環管循環返回的水流又同穿過喉管a的水流從位於同一斷面上各自的出水管口進入擴散器a(6)。
第二級集流擴散器的作用是對第一級集流擴散器內部水流起抽吸加速作用。第二級集流擴散器喉管b(9)的進口與第一級的擴散器a(6)的出口安裝在同一個斷面上，而且兩級集流擴散器同軸聯結，以減小裝置內部水流阻力。
兩級集流擴散器的內部採用文丘裡噴管結構，使內部水流通過時起到加速作用。兩級集流擴散器外部結構採用流線體，以減小水下裝置的阻力係數，使外部水流迅速旁流，並對內部水流起到導流加速的功效。
水上發電裝置主要包括貫流式水輪機(14)和與其匹配的發電機(12)。循環管(13)連接水下集流裝置和水上的水輪機(14)，連接部位保持水密。
水上發電裝置的水輪機和發電機選用配套的常規產品。水下集流裝置和循環管可以選用鋼、塑料和水泥等材料，並進行防腐和防生物附著處理。水下裝置可以採用固定式或浮體錨泊式，以適應不同的水流條件。
本實用所新型通過其水下集流裝置，將水下自由流變換成循環管中的有壓循環管流。當水流進入第一級集流擴散器的集流器a(1)後，開始加速，在喉管a(4)段流速最大。其中央水流部分在動壓作用下從進水管口(2)進入循環管(13)內，其周圍的大部分水流通過喉管a和擴散器a沿軸向排出。在喉管a和擴散器a的接合面，即出水管口(5)所處的斷面，因為流速增大而靜壓減小，造成進水管口(2)和出水管口(5)之間的壓差，致使循環管(13)內水流循環流動。循環管內水流推動安裝在循環管路中水輪機(14)運行，把水流動能轉換成機械能，然後，再由發動機(12)轉換成電能。
附圖為集流循環式水流發電系統示意圖。
圖中，1－集流器a，2－進水管口，3－流線體c，4－喉管a，5－出水管口6－擴散器a，7－流線體a，8－集流器b，9－喉管b，10－擴散器b，11－流線體b，12－發電機，13－循環管，14－水輪機，15－水面。
本實用新型所述的集流循環式水流發電系統，用於水頭低、壓力小的自由流發電具有明顯優越性，在開發我國豐富的沿岸潮流及江河、渠道等水流資源中具有廣闊的發展前景。
權利要求1.一種水流發電系統，其特徵在於水下裝置採用集流擴散器，水上裝置採用貫流式水輪發電機組，通過循環管的連接組成循環發電系統。
2.一種如權利要求1所述的水流發電系統，其特徵在於水下集流擴散器外部結構採用流線體，其內部結構採用文丘裡噴管結構。
3.一種如權利要求1所述的水流發電系統，其特徵在於循環管進出口結構均安置於水中第一級集流擴散器的喉管中央。
4.一種如權利要求1或權利要求2所述的水流發電系統，其特徵在於第一級集流擴散器出口與第二級集流擴散器的喉管進口處於同一斷面，而且兩級集流擴散器為同軸相連。
專利摘要本實用新型是由水下集流擴散器和水上貫流式水輪發電機相結合的新型水流發電系統，用於沿岸潮流和江河水流發電。水下集流擴散器把水下自由流變換成循環有壓管流，通過循環管引到水上的水輪發電機進行發電。這種發電方式在開發低水頭、大流量的水流動能中，具有廣闊的應用前景。
文檔編號F03B1/00GK2136888SQ9223035
公開日1993年6月23日 申請日期1992年8月11日 優先權日1992年8月11日
發明者王金龍 申請人:國家海洋局天津海水淡化與綜合利用研究所