CN102200088A

CN102200088A - 桥结构水车发电

Info

Publication number: CN102200088A
Application number: CN2010101578472A
Authority: CN
Inventors: 王晓川
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2010-03-23
Filing date: 2010-03-23
Publication date: 2011-09-28

Abstract

桥结构水车发电是一种由桥、水车和发电机所构成的水力发电方式，依靠桥的结构性坚实基础，简单、可操作性地加固并安装水车和发电机等构件。可十分方便地通过桥和水车的组合，有效开发利用桥下蕴藏着的巨大自流水力资源，实现无坝堤拦截的水车发电。当自流水通过桥墩[4]之间的水车时，水力推动防洪易拆卸叶片[2]做功，发电机[5]将水能转变成电能。当洪水到来之前，在刹车制动器[1]的作用下，水车停转，拆下水车防洪易拆卸叶片[2]，调节桥下过流面积，确保防洪安全。让不可开发的低落差自流水能获得开发利用，它给水电开发提供一创新思路。最大优点是：大于高坝水电总量的自流水能获得开发利用。减少燃煤发电，意义重大。

Description

桥结构水车发电

(一)、技术领域

本发明涉及一种无坝堤拦截的自流水水车发电，尤其是依靠桥的结构性坚实基础，由桥、水车和发电机所构成的桥结构水车发电。

(二)、背景技术

我国的水力发电总量只占全国发电总量的21％，燃煤发电占78％，1％为小水电、风力发电、核电等。在水能的利用方面，我国的水力资源理论蕴藏量6.8亿千瓦，实际可开发量3.7亿千瓦，居世界第一，但现在实际利用的水力资源只占可开发量的5％左右。依据水力发电量与水位落差H和水流量Q成正比，人们首先注重考虑的是水位落差H，目前利用水能必须先建造水坝电站，坝址均选在上游河段，坝体越高，水位落差H越大，水力发电量成正比递增。如长江三峡水利工程，但是它投资大，资金回收周期长，同时又受库区库容、地质地理、移民通航、生态环境、地震战争及国家财力等因素的制约和影响，而且真正可选用的坝址为数不多，又远离高用电负荷的城市，还要长途架设巨大的配送电系统。2002年“联合国地球峰会”上提出水电开发利用以可持续的方式使用可再生能源，指出水力发电因大坝造成对环境产生不利影响。事实上，下游江河水流量Q，是上游各条江河水的汇集段，水流量Q远远大于上游大坝，水力发电量同样大，是高用电负荷的工业城市密集区最近的水能利用汇集段。然而，人们不太注重考虑下游流量Q巨大的水能。至今仍没有利用上，白白地在人们眼前白哔哗流逝，多么可惜。下游河段的落差H小，但流量Q大，一样蕴藏着巨大的水能，如何有效利用下游河段的自流水力资源？水车！虽然水车是世界上最古老的水力利用工具，人类很早就使用水车，但是由于无坝堤拦截的自流水落差小，流速慢，能量密度低，所以至今仍无法有效利用它来发电。事实上，风只有水密度的八百分之一，风车可发电，水车也能！如本人专利“水车联动发电装置”公告号：CN100368681C，它将水车与风车的组合，构成一大型的动力传动网，获得较大的发电功率。但是，如何拦截并有效利用下游河段的巨大自流水力资源，是水利工作者寻求破解的难题。桥，是一种跨越水面的建筑物，不但起作水、陆交通的重大用途，还要满足于百年一遇特大洪水的过流面积，确保防洪安全。然而，桥下飞流不逝的巨大水流，蕴藏着巨大的水力资源，它的可发电量远远大于上游大坝！有效开发利用下游河段的水力资源，对调整我国能源结构，改变燃煤发电比重，发展低炭经济，意义重大。

(三)、发明内容

本发明的目的是设计一种无坝堤拦截的自流水水车发电，由桥、水车和发电机所构成的桥结构水车发电。

为止目的，本发明采用如下技术方案，桥结构水车发电包括桥、水车和发电机；桥包括桥墩之间的水车；水车包括带剎车制动器的水车轴和防洪易拆卸的叶片；发电机包括与水车轴相连接的变速器。

桥结构水车发电是一种由桥、水车和发电机所构成的水力发电方式，依靠桥的结构性坚实基础，简单、可操作性地加固并安装水车和发电机等构件。依据下游河段水流量Q远远大于上游大坝的优势；充分利用水车防洪易拆卸叶片面积大的有利条件；再依靠桥的结构性坚实基础。当水流过桥下的水车时，水力推动水车防洪易拆卸叶片而做功，使水车连同带变速器的发电机转动，将水能转变成机械能，机械能再转变成电能，从而达到无坝堤拦截的自流水水车发电的目的。当洪水到来之前，在剎车制动器的作用下，水车停转，拆卸水车叶片，调节桥下洪水的过流面积，确保防洪安全。

由于上述解决方案中采用的桥结构水车发电，可十分方便地通过桥和水车的组合，扩大桥梁建筑的功能与用途，有效开发利用桥下蕴藏着的巨大自流水力资源，实现无坝堤拦截的自流水水车发电。让原以为不可开发的低落差水能重新获得开发利用，提高水能利用的实际可开发量，它给水力水电开发利用提供一创新思路。最大优点是：大于上游高坝水电总量的自流水能获得开发利用，简单经济。对调整我国能源结构，改变燃煤发电比重，发展低炭经济，意义重大。

(四)、附图说明

下面结合附图和实施方式对本发明作出进一步详细说明。

图1是本发明桥结构水车发电的工作原理图。

(五)、具体实施方法

如图1所示，当自流水通过桥墩[4]之间的水车时，水力推动防洪易拆卸叶片[2]做功，通过带剎车制动器[1]的水车轴[3]的力矩传递作用下，使带有变速器的发电机[5]转，将水能转变成电能，构成桥结构水车发电。当洪水到来之前，在剎车制动器[1]的作用下，水车停转，拆下水车防洪易拆卸叶片[2]，调节桥下洪水的过流面积，确保桥梁建筑的防洪安全。

Claims

1.桥结构水车发电包括桥、水车和发电机；桥包括桥墩之间的水车；水车包括带剎车制动器的水车轴和防洪易拆卸的叶片；发电机包括与水车轴相连接的变速器，其特征在于：所述桥墩之间的水车包括带剎车制动器的水车轴和防洪易拆卸的叶片。