CN101089386A

CN101089386A - 新型水能发电的结构方法

Info

Publication number: CN101089386A
Application number: CNA2006100914554A
Authority: CN
Inventors: 黄辉
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2006-06-13
Filing date: 2006-06-13
Publication date: 2007-12-19

Abstract

新型水能发电方法，就是在不需用筑坝拦水或其它相似的方式，人为地蓄水或提高水位，充分地利用自然流水、自然水头落差，利用其水本身已经具备的能量，使水轮机转动而获得机械能，再带动发电机转换成电能。它们的结构方式可以是隧道、管道式水能发电厂，长途输送水管(涵)式水能发电厂，改建河床式水能发电厂以及桩柱、桥墩式水能发电厂。

Description

新型水能发电的结构方法

利用水的流动所产生的力量(能量)发电，这对我们来说，并不是一件新鲜的事。然而，以往我们所说的水能发电，则须通过兴修水利才能获得，其方法无非是拦坝蓄水或是利用海潮发电(涨潮时蓄水，退潮时发电)。无论是拦坝蓄水还是利用海潮发电，它们有一个共同的特点就是人为的将水位提高，使其具有一定的能量——势能，再肆放这种能量通过水轮机转换成机械能而带动发电机发电。而本方法不需人为地拦坝蓄水，将水头提高以获得能量，其方法简单地说就是借“势”，借已经具有的或已经存在的自然流水能量，以达到发电的目的。

众所周知，水能发电，取之不尽，价廉物美。但为什么水能发电，在我国电力事业中的比重却不大？所幸的是这种不乐观的比例，近年在葛洲坝、长江三峡水利枢纽工程的建成发电，才稍有好转。究其原因，就是因为水利发电的工程浩大，涉及面宽，而难以成行，因而限制了水能发电事业的发展。

而本方法，由于无需拦具蓄水建立庞大的水利枢纽工程，从而避开了那许多的不利因素，随时随地就地取材，只要有流水有水头就有能量，就可以通过水轮机转换成机械能而带动发电机发电。

下面根据说明书附图，说明利用自然水流，进行水能发电的方法。说明书附图中的图案，是本人在“琼州海峡海底漂浮交通隧道的建设结构方法”专利申请中专利中的结构方案原图，只是为了方便安装水轮发电机设备，在原图结构基础上加大了部分结构尺寸比例。此图为“交通隧道体”的横向“阶梯剖视图”。1为水轮机，它安装在隧道体外层外圆面上，涨潮时，在潮流的作用力推动力下，水轮机沿顺时针方向。与行接在一起旋转(退潮时，在潮流的作用力推动下，水轮机依然还是沿顺时针方向旋转)，通过轴将机械能传递给安装在交通隧道内的发电机组发电。3是由隧道体两边的纵向筋板和内外层圆面所共同组成的纵向条形空间，发电设备，输配电设备以及简易的电力安装与检修设备就安装在这个纵向条形空间里。所以3实际上就是一个水能发电厂房。4是点划线、中心线，它是可设置的单个水轮发电机组的安装位置中心线。

隋圆圆面上的8条点划线，代表着可同时安装8组水轮发电机机组。当然在实际建设过程中，同时安装多少个发电机组，要视当时当地的情况及精心周密的设计而定。点划线5和6，这两个水能发电机组的安装位置中心线，伸进到隧道体的B和A空间里，这表明发电机组可以安装在这个空间里，同时表明A、B和3一样，实际上就是一个水能发电厂厂房，那么将水轮机固定在隧道体上是不是就能获得水流的冲击能量呢？

当隧道体被钢缆固定漂浮在海面以下30m～50m的海水中，在潮起潮落时，强大的海流(最大流速3m-4m/秒)，将涌向隧道体，被隧道体分流的海水，经过增压、加速后沿隧道体表面在导流板或导叶的引导下，冲向水轮机叶片，将水能转换成机械能。

综上所述，我们将说明书附图中的3，视作水能发电厂的厂房，如果我们把这一点引伸开去，我们将获得特殊的无需人为筑坝拦水水利枢纽工程以外的水能发电方法。

如果在另一种情况下，我们用同样的方法在岸边的生产基地，预制隧道体，但这隧道体不是作交通隧道用，而就是水能发电厂的厂房。也就是说：我们可以在岸上的生产基地中，完成所有这种水下水能发电厂厂房的建造，然后在水中将这种发电厂厂房组接安装。那么我们在江河湖海，所有的有流水的地方，都可以以这种便捷简单的方法建造水能发电厂了。就以长江来说吧，就有不知多少段江水，可以供我们建造这种水能发电厂房。并且这种隧道式的水能发电厂，你可以用钢缆(或辅以墩柱)将其固定在江面、江底，甚至是流水水域中的任何一个深度。同时除了这种与江河流水呈横向的建设方式，它还可以建成与江河流水呈同向的水能发电厂房，亦即江河有多长，我们的水能发电厂的厂房就可以建设多长。并且在地势许可的条件下，可以将河流改道或改建河床，直接将发电厂建在新建的河道下面，将水轮机装在改道成新建的河床上获得机械能，通过轴传递给河床下的发电机组发电。

另外，我们还可以利用输送水涵管，获得能量发电。即可以将水轮机安装在输、送水涵管内通过轴将水轮机所获得的机械能传给函、管外的发电机组发电。同样，输水管道走到那里，水能发电厂也就跟着建到那里。

在建设施工过程中，我们可以对除了水下基础以外的几乎所有重要建筑，都实施工厂化生产。即在水边建造钢筋混凝土结构预制生产基地，然后将预制成形的分段构件运至施工现场，法兰连接组装。具体做法可参照本人此前的“琼州海峡海底漂浮交通隧道的建设结构方法”的专利中所论述的施工及安装方法。在本方法中，由于工程的大部分的项目，都是在预制生产基地完成的，所以它不光能高质量、高效率地完成施工建设任务，同时在经济费用上与现有的水利发电及消耗能源的火力发电，都占有绝对的优势。其经济效益也是不可估量的。

Claims

1、新型水能发电的方法就是，凡利用自然流水、自然水头落差、其水自身已具有的能量，使水轮机转动而获得机械能，再带动发电机转换成电能。它们包括，大型隧道、管道水能发电厂，长途输送水管(涵)水能发电厂，改建河床及直接利用自然流水水道水能发电厂和桩柱式水能发电厂。

2、根据权利要求1所述的自然流水，其特征是，所有江河湖海以及泉水，没有经过人为拦坝提高水位的流水，都是自然流水。

3、根据权利要求1所述的隧道、管道水能发电厂其特征是，将隧道、管道水能发电厂，在预制生产基地预制成形或是现场建造好后，用钢缆、墩、柱等相适宜的方法固定在江河湖海的任何一水域中，它们可以是浮在水面，可以是沉在水底，可以潜浮于水域中的任何一个深度——沿流水横向建发电厂房；也可以是在水道和交通允许的情况下，沿水流的方向，水流有多长(如江河河道)，水能发电厂房就建多长——顺河道流水的方向建厂房。

4、根据权利要求1所述的长途输送水管(涵)水能发电厂其特征是，这种发电厂是将水轮机安装在输送水管道内获取能量，通过轴将机械能传给水管外的发电机组，因此，这种水能发电厂实质是输送水管走到那里，水能发电厂也跟着建设到那里。

5、根据权利要求1所述的改建河床水能发电厂其特征是，这种水能发电厂是根据有条件的地形地势所建造的。它们可以是在江、河河道旁的有利地形上或者是直接将江河之水引开，在原江河道上建造发电厂厂房，再在厂房上重修河道，在河道表面上安装水轮机后，将已引开的江、河之水，再引回到新建的河道上，获得能量的水轮机，通过轴将机械能传给河道下厂房里的发电机组发电。

6、根据权利要求1所述的桩柱式发电厂其特征是，将桩柱或者是江河湖海中支撑桥梁的桥墩作为水能发电厂厂房，其横向结构，为说明书附图中所呈现的结构(也可以是其它形式的结构)即桩柱，桥墩为空心的，竖直方向的结构则如建楼房一样，3m或5m一层一层地往上建，每一层为一个发电厂房的车间单元。桩柱或桥墩外圆上的水轮机获得能量后，通过轴将机械能传到桩柱内的发电机组转换成电能。