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笔者设计的一种叶轮紧密适度的样式

—串联水机模式的潜力有多大



2017-04-13 15:59:18 中国能源网   作者: 李道东  

水电城模式,其实质就是串联水机模式,串联尽可能多尽可能大功率的水机是它最大的特征。那么,它最终可以使一条水道的发电效率达到多高?实现怎样的高效率?

笔者给读者一句话:其间任何一个技术环节的改进,尤其是串联水机方面某个技术环节的改进,都会带来意想不到的巨大变化。可以说,发电效能没有止境!人类社会最终能将它改进得多么“高、精、尖”?让我们拭目以待。相信世界最终会给人们一个满意的答案。

1.与本模式水量相配的巨型特制水机

目前世界上水轮机样式比较多,有轴流式、混流式等等,由于水机串联模式的水量供应可以非常大,并且比较稳定和均衡,它能适应的水轮机样式就比较多,如轴流式就比较适应巨大的流量,叶片可以增多,也可以增大,比较自由些。笔者目前认为轴流式是一个比较好的选择。另外,也可以根据各种水轮机的优势,集众多水机的优点于一身,制造专用巨型特制水机。如下图所示,就是笔者设计的一种叶轮紧密适度的样式,供专家参考。

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2.高度、密度与水量

笔者在前面文章中对高度和密度的探讨比较多,而对水量基本就用一句话:需要多大水量,便用多大水量。在高度一定的前提下,水量这个要素可以使水轮机密度达到最佳状态。因为如果水量不断变大后,在水轮机功率固定的前提下,只有不断地缩短中间的加速距离,使水轮机密度达到一种非常优越的状态了。

因此,笔者认为应该制造出与之配套的专用巨型水机,100万千瓦的水轮机都太小了(100万千瓦水轮机日发电量在1000万度以上)!应该能做到是这个功率的好几倍!

研制如此巨大的水机有以下几点益处:

1.充分发挥一条水道的作用,使之功效最大化!(能够发挥最大作用)

2.水量巨大,中间加速距离便可以变得很短,水流短促而有力,水轮机密度更大,发电量会更大。

3.因为可以使用精准平衡冲击结构系统,水流平衡问题解决,起周转缓冲作用的蜗壳可以省略或者变得很短,功电转化效率会翻倍增高。

高度(深度)、(水机安装)密度与(供给)水量,这三者是决定一条水道发电总量的三大要素。如前面文章所述,这三大要素都有很大拓展空间,而高度与密度都是受其它条件限制的,是相对的概念。比如,下挖深度受地下温度的限制,地温太高了,就难以施工,也就没有办法挖下去了。所以,高度是受地温条件限制的。水轮机安装密度也是受限制的,就像农民种玉米,一定要做到密度均匀适度,才能保障高产,保证达到最好的收成。但是密度这一项也是受限制的。这三个要素当中,只有水量这个要素不受限制,是一个按需供应的概念——需要多大水量,便给多大水量。它是相对水轮机功率来说的,水轮机功率一定,水量这个要素就相对固定了。因此我前面说,水轮机制造是整个工程的瓶颈,它是最大的限制条件。如果水轮机的功率足够大,水量按需供应,再将密度与高度两个要素加上去,一条水道的最大功效便能计算出来了。

3.精准平衡冲击结构

因为特殊结构造型可以对水机巨型叶片实施精准平衡冲击,这种水机可以直接安装叶轮,省略外部铁壳,铁壳可能会影响叶轮的体积,直接影响其功效的发挥。这里的叶轮,一定是特制的,与这种精准平衡冲击结构相配。而这种近乎垂直掉落的冲击结构,常常能将水力集中使用,大大节省水量。

有一种说法,水量好用,器具难寻。意思是说,水量倒是按需供给,需要多大,便给多大,但是约束这个水量的器具却不好做出来啊!比如说,一个铁桶,如果直径几十公分好办,直径一二米也不难,但是直径十米二十米了,这个器具却不易做,即使能做出来,也是容易撑破的,岂不是难事吗?就像短板原理一样,一个板出了问题,整个桶就都出问题了,无法工作,岂不是非常糟糕吗?这个问题,其实不难解决,就用今天笔者介绍的精准平衡冲击结构来解决。什么是精准平衡冲击结构呢?如下图所示,是一个烟花底座的管扎结构图片,我所说的精准平衡冲击结构便像这个管扎结构。

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这种管扎精准冲击结构,有以下几个优点:

第一,可以不受水量的制约,有多大水量,便能设计相应大的结构,与水量相配合。

第二,这种结构使管道不易损坏。即使损坏了,也不会一起都损坏,并且可以说,其中之一损坏了,并无损整体效果。

第三,在具体设计时,临近水机处,可有(左右、前后)分击结构,(四周)环击结构,直接冲击结构等,只要能实现整体平衡,这些结构都可以设计。

因探索是一步一个脚印稳步走出来的,具有较为漫长非常清晰的过程,这些文章也是后来陆陆续续写成的,前后确有冲突的地方,务请读者注意,如有疑问之处,欢迎与笔者讨论。(微信号即手机号:15001004896邮箱即QQ:[email protected])】

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责任编辑: 李颖

标签: 新兴能源 串联水机模式 叶轮 水电城模式 水轮机

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