CN101806050A - 管束式发电用自然引水装置及引水方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种管束式发电用自然引水装置及引水方法，所述引水装置包括沿河床自然坡度布置的有压输水管束，且管束的出水口与水轮机进水口连通，管束的入水口与设置在河床上或河岸边的引水点的导流井连通。可在无需筑坝拦水的情况下完成自然引水，并在保留原有河流生态环境状态下，利用河流的部分水流在管束内形成的有压水使水轮机转动而获得机械能，再带动发电机转动而使机构能转换为电能，从而进行发电。在充分利用水力资源向人类提供可持续发展的电能的同时，从根本上解决了现有技术占地面积大，投资额高，施工建设时间长，给环境、水文生态、自然景观造成严重影响等问题，它不仅投资省，施工建设速度快，而且可因地制宜地进行自然引水而完成发电。

Description

管束式发电用自然引水装置及引水方法

技术领域

本发明涉及一种引水装置，尤其涉及一种管束式发电用自然引水装置及引水方法，属于水力发电技术领域。

背景技术

水力发电是通过筑坝拦水或其它方式将水位提高，以利用高、低水位之间的落差所产生的能量，使水轮机转动而产生机械能，再带动发电机转动而将机械能转换为电能，从而完成发电。水力发电较火力发电具有不消耗有限的煤碳资源，不直接产生污染等优点。在我国水能资源较为丰富，其总量居世界首位，到目前为止仅开发了16％的水能资源，还有74％的水能资源有待开发，而我国又是一个能源需求大国，据统计到2030年我国能源缺口约为2.5亿吨标准煤，到2050年约为4.6亿吨标准煤。如此之大的能源缺口，无疑将会刺激具有巨大开发潜力的水电资源的开发。

但是，水力发电的开发对环境会产生下列不利影响：第一，由于目前的水力发电大多通过筑坝拦河的方式完成，从而改变了原有河流的自然状态，造成河流流速减速慢，对河流的自净能力产生了严重影响，加剧了河流的污染，甚至在一些地区引发蓝藻等问题。第二，由于水利工程的兴建，特别是大坝的构筑，改变了原有河道的输沙能力，抬高或降低了河道的高程，同时改变了水文特征。第三，水利工程的兴建，改变了局部地区的湿度、降雨量、气温等气候条件，不同程度地影响了该地区的生态环境。第四，水利工程的兴建，对生物多样性的影响表现为多层次的，由于大坝的建设，切断了河流的通道，使洄游性生物难于洄游到原有河流中繁衍、生存，破坏了生态环境。第五，水利建设施工难免要破坏森林植被，同时产生的弃渣和混凝土废料将严重污染环境，另外，工程占地和水库淹没土地严重，对当地自然生态系统产生较大影响。第六，水库大坝蓄水后，将导致沿岸地带的水文地质发生实质性变化，地下水状态也将发生变化，从而带来一系列地质问题，并加重植被破坏，引发山体滑坡、地震等灾害。第七，建成后的每一个大坝都有约100年的使用寿命，到期必须强行拆除，而拆除的费用远高于新建大坝的费用。因此，严格的环境影响评估，有效的能够保护生态环境，不破坏植被、不占用土地和水域的无坝式、无渠式水力发电方式，将是今后水电开发的方向和重点。

发明内容

本发明的目的正是为无坝式、无渠式水力发电而提供一种管束式发电用自然引水装置。

本发明的另一个目的在于提供一种用上述自然引水装置完成自然引水的方法，并最终利用这一自然引水带动水轮发电机进行发电。

本发明通过下列技术方案实现：一种管束式发电用自然引水装置，其特征在于它包括沿河床自然坡度布置的有压输水管束，且管束的出水口与水轮机进水口连通，管束的入水口与设置在河床上或河岸边的引水点的导流井连通，以便将河流中的部分水流引入导流井内，通过该导流井向输水管束送水，借助自然河床的地势使管束内的水自然形成压力水从出水口排出，从而带动水轮机转动，使水能转换为机械能，进而带动发电机转动，从而将机械能转换为电能而向外供电。

所述导流井为一带空腔的柱体，柱体上设有带过滤网的进水口和带过滤网的出水口，出水口与输水管束的入水口相连，以便将河流的部分水流经过滤网引入柱体空腔内，再经带过滤网的出水口送入管束内，以提供发电用水能，同时有效阻止水中动、植物等有形异物随水流进入导流井和输水管束中。

所述柱体设为圆柱体或多边柱体，或者设为倒锥体，用于引水、存水和排水。

所述柱体上的进水口低于河流水面，以方便引水。

所述输水管束由至少两根管道组成，各管道沿河床自身的自然地势铺设在河道内，管道的长度视所需要河流段坡度长具体确定，管道内径视所需发电的水流量、水流速而具体确定，以借助河流所处坡度使管内形成有压水流，从而使管道出水口的水能满足能够带动水轮发电机发电的要求。

所述导流井设一个或多个，输水管束的入水口集中与一个导流井上的出水口相连，或者分别与多个导流井上的出水口相连，具体设置以方便引水，且不破坏河道自然状态为宜。

本发明提供的引水方法通过下列技术方案实现：一种自然引水方法，其特征在于包括下列步骤：

A、在河流上游的河床上或者河岸边确定引水点，优选河岸边作为引水点；

B、在引水点构筑其直径大于输水管束总管径的导流井；

C、在河流下游的河岸边确定用水点，并安装水轮发电机组；

D、在河道内沿河床自然坡度铺设由至少两根管道组成的管束，并使管束的入水口与导流井连通，管束的出水口与水轮机的进水口连通。

本发明与现有技术相比具有下列优点和效果：采用上述方案，即可在无需筑坝拦水的情况下完成自然引水，并在保留原有河流生态环境状态下，利用河流的部分水流在管束内形成的有压水使水轮机转动而获得机械能，再带动发电机转动而使机构能转换为电能，从而进行发电。在充分利用水力资源向人类提供可持续发展的电能的同时，从根本上解决了现有水力发电需要筑坝拦水所带来的占地面积大，投资额高，施工建设时间长，尤其是因筑坝拦水所造成的环境影响、水文生态影响、自然景观影响等一系列重大问题，本发明不仅投资省，施工建设速度快，而且可因地制宜地进行自然引水而完成发电，发出的电能可并网向外供电，也可就地消费，不浪费资源和能源，实为一理想的无坝、无渠的水力发电方式。

附图说明

图1为本发明自然引水装置结构示意图；

图2为本发明另一自然引水装置结构示意图；

图3为本发明自然引水装置实际应用布置示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步描述。

如图1所示，本发明提供的管束式发电用自然引水装置包括沿河床自然坡度布置的有压输水管束6，且管束6的出水口与水轮机7进水口连通，管束6的入水口与设置在河床上或河岸边的引水点的导流井1连通，所述导流井1为一带空腔的圆柱体，圆柱体上设有带过滤网2的进水口3和带过滤网4的出水口5，出水口5与输水管束6的入水口相连，输水管束6由三根输水管道组成，三根输水管道的出水口分别与对应的水轮机7的进水口相连。

如图2所示，所述导流井11为一带空腔的倒锥体，倒锥体上设有带过滤网2的进水口3和带过滤网4的出水口5，出水口5与输水管束61的入水口相连，输水管束61由二根输水管道组成，二根输水管道的出水口均与水轮机7的进水口相连，水轮机7通过轮轴与发电机8相连。

如图3所示，在河流上游的河岸B的岸边确定引水点A；在引水点A处构筑其直径大于输水管束总管径的导流井1，导流井1上设有带过滤网2的进水口3，以及带过滤网4的出水口5，且导流井的进水口3低于河流水面，以便将河流的部分水流经过滤网引入柱体空腔内，再经带过滤网的出水口送入管束内，以提供发电用水能，同时有效阻止水中动、植物等有形异物随水流进入导流井和输水管束中；另在河流下游的河岸边确定用水点D，并在该用水点安装水轮发电机组7；在河道内沿河床C自然坡度铺设由至少两根管道组成的管束6，并使管束6的入水口与导流井1连通，管束6的出水口与水轮机7的进水口连通，各管道的长度视所需要河流段坡度长具体确定，管道内径视所需发电的水流量、水流速而具体确定，以便将河流中的部分水流引入导流井1内，通过该导流井1向输水管束6送水，借助自然河床的地势使管束6内的水自然形成压力水从出水口排出，从而带动水轮机7转动，使水能转换为机械能，进而带动发电机转动，从而将机械能转换为电能而向外供电。

Claims (6)

1.一种管束式发电用自然引水装置，其特征在于它包括沿河床自然坡度布置的有压输水管束，且管束的出水口与水轮机进水口连通，管束的入水口与设置在河床上或河岸边的引水点的导流井连通。

2.如权利要求1所述的管束式发电用自然引水装置，其特征在于所述导流井为一带空腔的柱体，柱体上设有带过滤网的进水口和带过滤网的出水口，出水口与输水管束的入水口相连，进水口低于河流水面。

3.如权利要求1所述的管束式发电用自然引水装置，其特征在于所述柱体设为圆柱体或多边柱体，或者设为倒锥体。

4.如权利要求1所述的管束式发电用自然引水装置，其特征在于所述输水管束由至少两根管道组成，各管道沿河床自身的自然地势铺设在河道内，管道的长度视所需要河流段坡度长具体确定，管道内径视所需发电的水流量、水流速而具体确定。

5.如权利要求1所述的管束式发电用自然引水装置，其特征在于所述导流井设一个或多个，输水管束的入水口集中与一个导流井上的出水口相连，或者分别与多个导流井上的出水口相连，具体设置以方便引水，且不破坏河道自然生态为宜。

6.一种用权利要求1所述的管束式发电用自然引水装置进行引水的方法，其特征在于包括下列步骤：

A、在河流上游的河床上或者河岸边确定引水点，优选河岸边作为引水点；

B、在引水点构筑其直径大于输水管束总管径的导流井；

C、在河流下游的河岸边确定用水点，并安装水轮发电机组；

D、在河道内沿河床自然坡度铺设由至少两根管道组成的管束，并使管束的入水口与导流井连通，管束的出水口与水轮机的进水口连通。

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