一种水能发电新型动能转换系统技术升级方案

我国现行水能发电技术虽然挤身世界先进行列，种水在超大堤坝工程方面堪称巨无霸，发能转但在发电水动能转换技术方面，电新依旧未超越西方技术的型动窠臼，无论葛洲坝还是换系白鹤滩，其它众多的统技电站更不用说，这就是术升现状。而要说进步，种水白手起家到工程规模，发能转技术的电新超越有目共睹，这一点无疑是型动值得自豪的。但随着时代技术的换系发展，我们绝不可停留在吸收消化的统技层次而停止不前。

 

现在有个最大的术升问题，由于我们的种水资源还很丰富，继续开发的潜力还很大，更不要说对老旧电位的升级改造。如果满足于现有动能转换技术，继续沿用现在的“玻璃穹顶技术”大规模开发，一旦更为先进的技术出现，便极难进行升级改造，一影响就是百年乃至几百年！

 

前段时间本人在AI上厄要查询了一下数据，发现我们现在水电教程及行业很是守成，比如在基本概念和术语上还是用轴流式、混流式一类的，对此我提出了异议，AI居然生成对我的水电技术知识提出质疑，还要求提供新型的水轮机生产厂家，让我感到非常诧异，无意间刺激了我探索一回的决心。

 

经过思考探索，我发现现在的水能发电动能转换系统同样是西方近百年前的技术，而我们一些专家甚至是整个行业却对此极其保守，而且大有自居之势，优其在抽蓄发电这条技术路线上走过了头，尽管原因是多方面的，但此风很不好。所以AI上也说存在“玻璃穹顶现象”，实际反映出有人既不认同水电行业存在的技术守成，又无能突破无形权威的窘境。

 

这些年来，为了改进水能发电技术，我粗略研阅了一遍流体力学（包括水流涡旋、汽流导涡、燃气导涡、涡喷等）及动能转换构造原理，其中有一个共同的核心，就是涡旋理论是其共同的核心理论。

 

那么水流力学又怎么样呢，答案是同样的，对于推动旋转运动的最佳水流运动形态只能是涡旋运动。

 

回过头来看，我们现行水电教科书行业通用的术语概念，如：葛洲坝叫径流式，三峡叫混流式，白鹤滩用反击式水轮机等，都是近百年前西方的技术，这些年在引进消化吸收方面有进步，但不可自居自大。

 

事实上我们现用的蜗壳技术本身就是涡旋理论的产物，无论水轮机是螺旋桨式还是反击式，从蜗壳出来的水流形态都是以涡旋形态冲击水轮机，经上端初级冲击后，转入水轮机涡叶之间，受压力引力作用，对涡叶产生压挤推力，推动水轮机旋转，水流形态既不是径流式，也不是轴流式，而是沿着涡叶下泻作功排岀。正常工况下，若从物理运动形态角度描述，水流实际流经路径完全受涡轮叶片涡线制约，从数理解析的角度描述，则是一条涡线渐开线形态，根本就不是什么径流进入轴流排出的浅陋之说。

 

现行所谓的径流进入、轴流排出之说，是建立在早前水能利用率相对低的技术状态之上的，纯属多年前一种理论认知不到位，产生的过时概念术语。由于学术理论上认知不到位，而在学科教程和行业技术垄断方面形成“玻璃穹顶”现象就成必然。

 

上面是从理论方面进行了必要的解析，澄清一下我们现行的学术理论存在的问题，相对现存理论当是一次理论“破茧”之役。

 

到此为止，守成旧理论的人该改了，教科书也该变了，数据库的相关内容也应更新了。涡旋原理是推动旋转运动的核心原理。但只有理论上的“破茧”还不够，只有依据理论创新相应的构造，才能实现真正的技术升级应用。鉴于此，本人己于两个多月前，完成了一种水能发电动能转换系统构造的改造技术升级方案（专利申请已经受理）其摘要内容如下：

 

1、设计了一种《混冲式水轮机》

 

这种水轮机不同於已有的任何一种水轮机，兼备把近水平冲击与涡轮机功能有机结合，形成一种混合冲击作功模式，使冲击夹角和部位进一步改善。

 

2、对现行通用蜗壳出水口作相应改进，使其与水轮机功能耦合，改成排管式涡旋射流管，改变了现在的平板状涡旋状态，并要求三维夹角，即：水平或垂直、蜗壳出水排管切线、水轮机叶片辐线，必须交于叶片中心受力区位，达到充分利用涡旋射流初级冲击力的效果。

 

3、在水轮机井壁设置涡线导流辅助冲击水槽，尽管此处水流比较复杂，但交汇合成后，加之水轮机旋转牵引力，仍能对水轮机构成周向辅助冲击力，这是弥补水轮机难以实现导流二次冲击的天然不足，唯一可取的方法。

 

经这样的技术升级改进，提高水能作功效率是确定无疑的。

 

作者：赵建东，陕西省老年大学退休调研员（从事过多种工作，对水能发电知识完全是自学自悟自研）

(责任编辑：探索)