一种小型水力发电站的制作方法

本技术主要涉及液力发电相关，具体是一种小型水力发电站。

背景技术：

1、对于储能水力发电站，可利用谷电时多余的电能将水从下游蓄水池提升，存储在上游的蓄水池中，在需要释放能量的时候，液体从蓄水池中释放，通过涡轮发电机产生电力，这种系统通常用于平峰填谷、储能和调度电力需求，即可以利用谷电时多余的电能将水提升到高处，在需要电能时释放发电。

2、现有技术中，对于水力提升时，活塞式的流体输送结构，一般是通过活塞杆连接到活塞上驱动活塞在管道内运动从而实现液力介质的输送，连接活塞的相关结构需要一并设置在管道内，会占用管道内空间且不便于拆装和维护，同时也不利于上水管道的布置，增加发电站的成本，涡轮机多为单叶轮式结构，通过水流冲击涡轮机的轴流叶片带动涡轮机转子转动，因此对于水流的利用率、转化率较低，且叶片角度也会限制涡轮机的转化效率，会影响发电站的高效运行。

技术实现思路

1、为解决目前技术的不足，本实用新型结合现有技术，从实际应用出发，提供一种小型水力发电站，其具有上水结构简单、高效、能量转化效率高、发电站建设成本低的优势。

2、本实用新型的技术方案如下：

3、一种小型水力发电站，包括位于底部的下游蓄水池、位于顶部的上游蓄水池以及位于下游蓄水池、上游蓄水池之间的上水管道、出水管道，其特征在于，

4、所述上水管道上设置有流体推送装置用于将下游蓄水池的水输送至上游蓄水池，所述出水管道上设有涡轮机，所述涡轮机连接有发电机；

5、所述流体推送装置包括液力管道、活塞、耦合导向架以及驱动轴，所述活塞设置于液力管道内且与液力管道滑动配合，活塞中间设置单向阀，所述耦合导向架套设于液力管道外部，液力管道外部设置若干个同轴的导向柱，耦合导向架与导向柱滑动配合，驱动轴用于驱动耦合导向架沿导向柱升降运动，耦合导向架与活塞之间通过磁力耦合实现联动。

6、进一步，在活塞周向设置若干个第一永磁体，在耦合导向架周向设置若干个第二永磁体，第一永磁体与对应的第二永磁体之间通过相互吸引的磁力联动。

7、进一步，所述活塞外圈设置环形安装槽，所述第一永磁体沿周向方向固定安装于环形安装槽内，所述耦合导向架周向设置多个磁铁嵌入槽，所述第二永磁体沿周向固定设置于对应的磁铁嵌入槽内。

8、进一步，所述液力管道两端分别设置第一连接件以及第二连接件，所述导向柱两端分别固定于第一连接件以及第二连接件，多个导向柱沿耦合导向架周向均匀布置，第一连接件、第二连接件用于对接上水管道。

9、进一步，所述驱动轴设置两个，对称分布在耦合导向架两侧，所述驱动轴轴线与液力管道轴线平行。

10、进一步，所述驱动轴上设置有螺纹，使得驱动轴形成丝杠结构，所述耦合导向架外部设置螺母座，所述螺母座与驱动轴的螺纹配合，用于在驱动轴转动时带动耦合导向架升降运动，在驱动轴的一端设置驱动件。

11、进一步，所述驱动件为电机。

12、进一步，所述涡轮机壳体为圆柱形的筒体式结构，所述涡轮机转子包括转轴体，转轴体的上端以及下端均设置轴流叶片，且上端的轴流叶片与下端的轴流叶片攻角不同，转轴体周向设置螺旋叶片，螺旋叶片沿涡轮机转子轴向呈螺旋形设置，且螺旋叶片的螺距自上而下逐渐变小。

13、进一步，位于涡轮机转子上端的轴流叶片攻角为48°，位于涡轮机转子下端的轴流叶片攻角为28°。

14、进一步，所述涡轮机转子顶部以及涡轮机转子底部均设置有分流锥，位于涡轮机转子顶部的分流锥尖头向上，位于涡轮机转子底部的分流锥尖头向下。

15、本实用新型的有益效果：

16、1、本实用新型是一种蓄水储能式发电站结构，可在谷电状态下抽水储能，在需要使用时放水冲击涡轮机发电，能够做到平峰填谷、储能和调度电力的需求，在本发电站结构中，所设计的活塞式推送结构，能够方便的将水力由下蓄水池输送到上蓄水池，且整体驱动结构布置在管道的外部，便于装配维护、便于发电站管道的设置。

17、2、本实用新型的发电站流体推送装置的磁力耦合导向架通过导向轴支撑，通过丝杠式的驱动轴驱动，运行平稳可靠。

18、3、本实用新型的发电站其涡轮机结构设计为轴流叶片与螺旋叶片配合的复合式叶轮涡轮机结构，水流通过顶部的分流锥从柱状变为圆环状，产生高速射流冲击下方轴流叶片，使涡轮机转子转动，同时水流继续冲击螺旋叶片使涡轮机转子高速转动，采用轴流、螺旋复合式叶片结构，能够提高对水流能量的利用率，增大能量转换效率。

技术特征：

1.一种小型水力发电站，包括位于底部的下游蓄水池、位于顶部的上游蓄水池以及位于下游蓄水池、上游蓄水池之间的上水管道、出水管道，其特征在于，

2.根据权利要求1所述的小型水力发电站，其特征在于，在活塞周向设置若干个第一永磁体，在耦合导向架周向设置若干个第二永磁体，第一永磁体与对应的第二永磁体之间通过相互吸引的磁力联动。

3.根据权利要求2所述的小型水力发电站，其特征在于，所述活塞外圈设置环形安装槽，所述第一永磁体沿周向方向固定安装于环形安装槽内，所述耦合导向架周向设置多个磁铁嵌入槽，所述第二永磁体沿周向固定设置于对应的磁铁嵌入槽内。

4.根据权利要求2所述的小型水力发电站，其特征在于，所述液力管道两端分别设置第一连接件以及第二连接件，所述导向柱两端分别固定于第一连接件以及第二连接件，多个导向柱沿耦合导向架周向均匀布置，第一连接件、第二连接件用于对接上水管道。

5.根据权利要求4所述的小型水力发电站，其特征在于，所述驱动轴设置两个，对称分布在耦合导向架两侧，所述驱动轴轴线与液力管道轴线平行。

6.根据权利要求5所述的小型水力发电站，其特征在于，所述驱动轴上设置有螺纹，使得驱动轴形成丝杠结构，所述耦合导向架外部设置螺母座，所述螺母座与驱动轴的螺纹配合，用于在驱动轴转动时带动耦合导向架升降运动，在驱动轴的一端设置驱动件。

7.根据权利要求6所述的小型水力发电站，其特征在于，所述驱动件为电机。

8.根据权利要求1所述的小型水力发电站，其特征在于，所述涡轮机壳体为圆柱形的筒体式结构，所述涡轮机转子包括转轴体，转轴体的上端以及下端均设置轴流叶片，且上端的轴流叶片与下端的轴流叶片攻角不同，转轴体周向设置螺旋叶片，螺旋叶片沿涡轮机转子轴向呈螺旋形设置，且螺旋叶片的螺距自上而下逐渐变小。

9.根据权利要求8所述的小型水力发电站，其特征在于，位于涡轮机转子上端的轴流叶片攻角为48°，位于涡轮机转子下端的轴流叶片攻角为28°。

10.根据权利要求8所述的小型水力发电站，其特征在于，所述涡轮机转子顶部以及涡轮机转子底部均设置有分流锥，位于涡轮机转子顶部的分流锥尖头向上，位于涡轮机转子底部的分流锥尖头向下。

技术总结本技术提供一种小型水力发电站，包括下游蓄水池、上游蓄水池、上水管道、出水管道，所述上水管道上设置有流体推送装置用于将下游蓄水池的水输送至上游蓄水池，所述出水管道上设有涡轮机，所述涡轮机连接有发电机；所述流体推送装置包括液力管道、活塞、耦合导向架以及驱动轴，所述活塞设置于液力管道内且与液力管道滑动配合，活塞中间设置单向阀，所述耦合导向架套设于液力管道外部，液力管道外部设置若干个同轴的导向柱，耦合导向架与导向柱滑动配合，驱动轴用于驱动耦合导向架沿导向柱升降运动，耦合导向架与活塞之间通过磁力耦合实现联动。本技术具有上水结构简单、高效、能量转化效率高、发电站建设成本低的优势。技术研发人员：陈安祥,刘鹏受保护的技术使用者：瀚能电力科技（山东）集团有限公司技术研发日：20231108技术公布日：2024/6/20