[发明专利]集成水力发电站

说明书

本发明是关于集成水力发电站，它使用亦压串递式水力发电法。

1878年和1927年，德国首先建成常规水力发电站和抽水蓄能电站。尔后世界上水电站建设大有发展，但都未能打破常规。

现在，常规水电站按径流调节分类有周日调节、年调节和多年调节水电站;按集中落差的方式分类有坝式、引水式和混合式水电站。其它还有潮汐电站、梯级开发电站和抽水蓄能电站。有压引水式常规水电站一般由深式进水口、压力坠洞、调压室、压力水管、厂房和尾水渠等建筑构成。河床式梯级电站是将一条河流分成几段，将落差分段集中分段利用，使一个电站接着一个电站，上一级电站发电用过的水，又流入下一级电站的取水口继续使用;抽水蓄能电站是利用可以兼做水泵和水轮机的蓄能机组，在电力负荷低谷时（夜间）做泵运行，用基荷机组发出的多余电能将下水库中的水抽到上水库储存起来，在电力负荷高峰时（下午或晚间）做水轮机运行，将水放下来发电。

常规水电站以天然水能发电，优点在于：不需消耗其它能源，电能成本低，开停灵活迅速，以及厂用电少和不污染环境等特点。抽水蓄能电站的优点是：利用水作为媒介来储蓄能量，满足电力系统负荷变化的需要，改善系统中火电站的工作条件，减少燃料消耗。常规水电站的弊病在于：建站择址局限性强，投资建设浪费性大，靠太阳循环周期性长，出力可靠性差、设备利用率低，而且不能自成系统，一般只有与火电厂互补发电，才能满足系统的需要;抽水蓄能电站较之同规模的常规水电站，在建设周期、单位造价、使用寿命上大致相等，但相比之下效益低下，出力得不偿失。

从使用电的一个多世纪以来，人类加速了对化石燃料的开采利用。现在世界上化石燃料资源逐渐减少，而能源需求量不断增加，特别是人类环境因之日益严重污染所引起的地球温室效应，已受到国际社会的关注，致使一些能源专家、学者广泛寻求化石燃料的替代能源。

本发明的目的是提供一种破常规。多水源、大容量、低造价、高效益，能常年无限循环、丰水永动出力，而且完全可以替代化石电厂而自成系统的集成水力发电站。

本发明以江河湖泊海洋水库等自然、人工水源为位能，充分利用水的压强力、浮托力和流动性三特点，采用一种打破常规的亦压串递式水力发电法，在低于上池水平面的地面上或坠洞中，向同一方向浓缩串连地集合数座水头相近的常规水电分站，在诸分站间建筑数座有断流传压功能的亦压室，压力坠洞与之一一连接起来，利用水的连续性原理，诸分站及其亦压室连续传递吞吐补压出力，即：出力、补压，再出力、再补压……水被传递给末分站出力后，尾（首）部泵站不停地抽水还原。这样就形成了明水暗道往复无限循环，首尾诸分站无穷地出力发电。

本发明的集合型式（见附表一）是按所集成诸分站的水头类型/（梯T.平P、混TP）与电站弃、取水循环方式（上吐Sb、下弃χ、内抽nb、上吐下弃SbX、上吐内蓄Snb、下弃内蓄Xnb、上吐下弃内蓄SXnb）排列组合而成的，共有21种集合型式。其建设规模既可建微小型的，也可建大、中型乃至特大型的集成水力发电站。

本发明要求地壳稳定，首尾诸分站及亦压室要向同一方向从低水头到高水头按渐深顺序排列。亦压室可建在出力线上或出力线侧翼就近的山体内，用上、下压力水道来连接上池、亦压室及各分站之间的压力坠洞。上下相邻分站水头差≤0m;以泵站或未站≤50℃的水温来确定集成分站之多少、循环水道距离之远近等;其主、付厂房可因地制宜采用地下式、半地下式、地面式（含坝式）等，并与上、下池及亦压室保持安全距离，做到防压止浮;水泵站装有数倍于常用容量的备用水泵，以确保集成水电站之永动性。