[发明专利]发电装置

说明书

技术领域

本发明涉及利用水能进行发电的领域，尤其涉及一种发电装置。

背景技术

水能是一种蕴藏量巨大大，分布广泛，对环境无污染的优质可再生能源，有重要的开发应用价值。目前，水能开发有三种基本方式，即坝式、引水式和混合式，这三种传统的水能开发方式的水一般单次作用于水轮机做功并通过发电机转换成电能输出，水能的有效利用率低，这样极大地浪费了水资源。

坝式发电中，也有少数发电站将沿着地势建站多级的坝，形成阶梯式水力发电。但是，这种发电方式存在以下缺陷：

(1)只适用于地势较高的地方；

(2)需要建多级水坝，成本高；

(3)在地势平坦的地方使用这种发电方式时，前面的几级水坝承受的水的压强大，尤其是第一级的水坝，因此，建造这种水坝的技术难度高成本大使用寿命短；

(4)由于这种发电方式仍然是让水一次性从高处往低处直冲而下，并没有从根本上提高水能转换成电能的利用率。

发明内容

本发明的目的是提供一种发电装置，以解决上述技术问题中的至少一个。

根据本发明的一个方面，提供了一种发电装置，包括水容器、导流池、第一稳压池和第二稳压池，其中，水容器、导流池和第一稳压池依次连通，水容器、导流池和第一稳压池位于同一水平高度上，第一稳压池与第二稳压池之间设有第一发电区，第二稳压池的下方设有第二发电区，第一稳压池与第一发电区之间、第一发电区与第二稳压池之间、第二稳压池与第二发电区之间都有高度差，第一稳压池与第一发电区通过第一”Z”字型管道连通，第一发电区与第二稳压池通过第一“Z”字型尾水管连通,第二稳压池与第二发电区之间通过第二“Z”字型管道连通，使得水容器、导流池、第一稳压池和第二稳压池形成一个连通器；第一发电区设有第一水轮机和第一发电机，第一水轮机由流经第一发电区的水推动旋转以驱动第一发电机进行发电；第二发电区设有第二水轮机和第二发电机，第二水轮机由流经第二发电区的水推动旋转以驱动第二发电机进行发电。

本发明中的水容器、导流池和第一稳压池相互连通，而第一稳压池与第一发电区之间、第一发电区与第二稳压池之间都是通过“Z”字型管道(或尾水管)连通，使得本发明的发电装置中从水容器至第二稳压池形成一个大的连通器，而水容器与导流池之间、导流池与第一稳压池之间、第一稳压池与第二稳压池之间又形成了三个小的连通器，对发电装置所需的水的流动起到了较好的缓冲作用，使得大部分水都能作用在水轮机上，充分将水能转换成电能，有效提高了水能转成电能的利用率。

第一稳压池与第一发电区之间、第二稳压池与第二发电区之间都存在高度差，因此，形成了第一阶梯次水头(水头：是指上游蓄水的水平面至水轮机入口的垂直高度)和第二阶梯次水头，可以使水第一次作用于第一发电区中的第一水轮机做功并通过第一发电机转换成电能输出，第二次作用于第二发电区中的第二水轮机做功并通过第二发电机转换成电能输出，实现了持续性发电，极大地节省了水资源。

在一些实施方式中，还可以包括第三稳压池，第三稳压池下方设有第三发电区，第二发电区与第三稳压池之间、第三稳压池与第三发电区之间都有高度差，第二发电区与第三稳压池通过第二“Z”字型尾水管连通，第三稳压池与第三发电区通过第三“Z”字型管道连通，使得水容器、导流池、第一稳压池、第二稳压池和第三稳压池形成一个连通器；第三发电区设有第三水轮机和第三发电机，第三水轮机由流经第三发电区的水推动旋转以驱动第三发电机进行发电。由此，第三稳压池与第三发电区之间存在的高度差，形成第三阶梯次水头，第三次作用于第三发电区中的第三水轮机做功并通过第三发电机转换成电能输出，提高了水能的利用率。

在一些实施方式中，还可以包括第四稳压池，第四稳压池下方设有第四发电区，第三发电区与第四稳压池之间、第四稳压池与第四发电区之间都有高度差，第三发电区与第四稳压池通过第二“Z”字型尾水管连通，第四稳压池与第四发电区通过第四“Z”字型管道连通，使得水容器、导流池、第一稳压池、第二稳压池、第三稳压池和第四稳压池形成一个连通器；第四发电区设有第四水轮机和第四发电机，第四水轮机由流经第四发电区的水推动旋转以驱动第四发电机进行发电。由此，第四稳压池与第四发电区之间存在的高度差，形成第四阶梯次水头，第四次作用于第四发电区中的第四水轮机做功并通过第四发电机转换成电能输出，更能提高了水能的利用率。