CN102878007B - 超大型水力发电站 - Google Patents
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Abstract
超大型水力发电站,流动的海水、江水、河水都能产生动能,把动能转化成机械能,机械能转化成电能,这样人类就能使用洁净、低成本的电能了。具体发明是:把柱一头固定在海底、江底、河底里,另一头柱露出水面,用露出水面的柱支撑水轮机两头轴芯活动连接,水轮机位置不变,水轮机自由转动(水轮机的叶桨、轴芯、轴芯齿轮一体),水轮机横卧在流动的水面上,朝水流方向,水轮机一半在水中,另一半在空中,水轮机叶桨在水力的冲动下,推动水轮机旋转,水轮机轴芯齿轮带动发电机发电,日夜生产电能。水力发电站通过调速器,调速、调频,生产优质电能并电网。水力发电站在海上、江上前后左右延伸方阵排列几万平方公里,生产巨大电能供应全中国。
Description
技术领域
水力发电站,即流动的海水、江水、河水都能产生动能,把动能转化成机械能,机械能转化成电能。
背景技术
水力发电站现有技术,大都在海边选择潮位差较大的地段,或者,选择大山峡谷,筑坝建库,积蓄上涨水位,形成落差以势能推动水轮机及发电机组发电。现有技术缺点:筑堤坝建水库,工程巨大,投资大,产出极少,利用水力能量极少,发出电能极少,只能说水力可以发电,现有技术根本不能满足现代工业化大生产,和随着人们现代生活水平的提高对电能的需求量。我发明创造的水力动能发电站(超大型)能获得巨大电能。
发明内容
我发明创造的水力发电站(超大型),摒弃现有水力发电技术,发明一种全新的适合大面积、大流域、采集电能的设备及技术。凡是流动的海水、江水、河水,都能产生能量,水流动的体积越大产生的能量越大,水流动的速度越快产生的能量越大。自然界存在着各种不同形式的能量,风能,太阳能,水流动动能,化学能,核能等,各种能量可以相互转化,而且在转化过程中总能量守恒。用什么技术方法把流动的海水、江水、河水的能量转化成机械能,机械能转化成电能呢?我发明一种非常简便、低成本的设备及固定装置,就能把流动的海水、江水、河水的能量转化成机械能,机械能转化成电能。
在流动的海水、江水、河水这些实际需要的区域,把柱、支架等一头固定在海床、江床、河床里,另一头柱、支架等露出水面或接近水面(可用打桩船打桩),见说明书附图1-1,然后用露出水面的柱、支架等支撑水轮机两头轴芯活动固定(固定装置内套轴承,设置牛油嘴,利于以后轴芯加牛油润滑),见说明书附图图1-3,水轮机位置不变(同轴芯水轮机一台或一台以上),水轮机自由转动(水轮机的叶浆、轴芯、轴芯齿轮一体),水轮机叶桨三片或三片以上,水轮机各叶桨用液压杆、液压缸等分连接在水轮机中心轴上,见说明书附图图1-11,图1-5,水轮机各叶桨两边活动连接在水轮机圆形材料凹槽轨道上,见说明书附图图1-10,水轮机各叶桨沿凹槽轨道像闸门一样上下(内外)移动,见说明书附图图1-2,水轮机各圆形材料和圆形材料之间应多处连接横梁,使水轮机整体强度加强,水轮机各叶桨采用单面材料制造,这样水轮机各叶桨重量轻,便于液压机对各叶桨上下(内外)移动时方便做功,见说明书附图图1-2,水轮机的半径大于当地水域水位差,水轮机横卧在流动的水面上,水轮机一半在水中,另一半在空中,水轮机叶桨朝水流方向,这样水轮机受力最大,获得的能量最大,水轮机水中的叶桨在流动的水力的冲动下,见说明书附图图1-2,推动水轮机旋转(叶桨力矩大于轴芯力矩),水轮机轴芯齿轮带动发电平台发电机旋转,见说明书附图图1-7,发电机工作发电,日夜不停地产生电能。发电平台的轴芯安装离合器,见说明书附图图1-6,这样利于发电机组故障或维修时紧急停车(停止转动)。当自动调速器接收到(测量到)发电机输出的电源,及电网二次需要调速、调频、调相的信号时,见说明书附图图1-8,调速器指令液压机(电动机)工作,见说明书附图图1-9,液压机通过高压油管连接液压缸、液压杆工作,见说明书附图1-5,图1-11,当液压杆伸出时,连接液压杆的叶桨同时伸出,见说明书附图图1-2,水轮机叶桨在水中受水力面积增大,水轮机转速加快,力矩增大,使水轮机所产生的动力矩负荷与发电机需要的阻力矩负荷保持平衡,从而使发电机组始终保持额定转速,相反,当液压杆缩回,见说明书附图图1-11,连接液压杆的叶桨同时缩回,水轮机叶桨在水中受水力面积减少,水轮机转速减慢,力矩减少,使水轮机所产生的动力矩负荷与发电机需要的阻力矩负荷保持平衡,从而使发电机组始终保持额定转速(发电机组转速必须按规定执行,转速太快或者太慢,产生电能频率、电压不符合国家标准,不准在国家电网上并网,否则,给国家电网带来严重危害,因此,必须做到发电机组始终保持额定转速),水力发电站通过自动调速器,调速、调频、调相产生优质电能并电网。这就是水力发电站发电的工作原理及技术方法。
用柱、支架等一头固定在海床、江床、河床里,另一头露出水面(接近水面),然后用露出水面的柱、支架等支撑工作平台(发电平台),见说明书附图图1-4,使工作平台(发电平台)位置不变,工作平台上方可盖舱室。
在流动的海水、江水、河水这些实际需要的区域,卧式水轮机圆形材料内部空心全封闭水密制造,支撑水轮机整体重力、水轮机浮于水面,水轮机轴芯高于水面恰当高度,平行于水面,根据浮力定理制造,见说明书附图图2-9,水轮机两头轴芯分别用柱、支架等夹住(恰当空隙),一头插入海底、江底、河底里,使柱、支架等一头固定在海底、江底、河底里(用打桩船打桩),使水轮机前后左右位置不变,见说明书附图图2-1、图2-2、图2-3、图2-4、图2-5、图2-6、图2-7、图2-8,发电平台(趸船)浮于水面,可上盖舱室,根据发电平台大小形状夹在四柱(支架)中间,见说明书附图图2-3,图2-4、图2-5、图2-6,使发电平台前后左右位置不变,用于夹住水轮机、发电平台的柱、支架等的高度必须超过此水域历史上最高水位,反侧,水轮机、发电平台脱离位置飘移,用于夹住水轮机、发电平台的柱、支架等插入海底、江底、河底里深度必须足够(水轮机叶浆受水力冲动下旋转、翻滚,随时间延长此水域水深度逐步加深),反则,用于夹住水轮机、发电平台的柱、支架等倒下,水轮机轴芯活动固定在发电平台上(活动固定装置内套轴承,设置牛油嘴,利于轴芯以后加牛油润滑),见说明书附图图2-10,使左右两台同轴芯水轮机和发电平台连成一体,水轮机与发电平台随水位升高而它们同时升高,随水位降落而它们同时降落,同轴芯的水轮机一台或一台以上,水轮机自由转动(水轮机的叶桨、轴芯、轴芯齿轮一体),水轮机叶桨三片或三片以上,水轮机各叶桨用螺杆等分连接在水轮机圆形材料横档上,见说明书附图图2-11、图2-12,水轮机各叶桨两边活动连接在水轮机圆形材料凹槽轨道上,见说明书附图图2-13,水轮机各叶桨沿凹槽轨道像闸门一样可上下(内外)移动,见说明书附图图2-14,水轮机叶桨两边在凹槽轨道内设置转轮,防止水轮机叶桨上下(内外)移动时卡住,见说明书附图图2-13,图5-4,说明书附图图4-1,图5-1,表示水轮机各叶桨,图4-2、图5-2,表示各凹槽轨道,图4-3,图5-3,表示圆形材料,水轮机各圆形材料和圆形材料之间应多处连接横梁,这样使水轮机整体强度加强,水轮机各叶桨采用单面材料制造,这样水轮机各叶桨重量轻,便于电动机螺杆旋转对各叶桨上下(内外)移动时方便做功,见说明书附图图2-14,水轮机各组叶桨应与水轮机圆心点连接角度错开,这样利于水轮机叶桨受水力推动下匀速旋转利于发电,见说明书附图图2-17,图2-14,图2-18,水轮机各组叶桨随水轮机直径增大各组叶桨片数增多,随水轮机直径减少各组叶桨片数减少,水轮机横卧在流动的水面上,水轮机一半在水中,另一半在空中,水轮机叶桨朝水流方向,这样水轮机受力最大,获得的能量最大,水轮机水中的叶桨在流动的水力的冲动下,见说明书附图图2-14,推动水轮机旋转,水轮机轴芯齿轮带动发电平台的发电机发电,见说明书附图图2-16,日夜不停地产生电能。当自动调速器接收到(测量到)发电机输出的电源,及电网二次需要调速、调频、调相的信号时,见说明书附图图2-15,调速器通过水密电缆连接各叶桨电动机工作,见说明书附图图2-19,电动机旋转带动齿轮及螺杆旋转,见说明书附图图2-20,图2-11,当螺杆旋转水轮机的叶桨伸出,水轮机叶桨在水中受水力面积增大,水轮机转速加快,力矩增大,使水轮机所产生的动力矩负荷与发电机需要的阻力矩负荷保持平衡,从而使发电机组始终保持在额定转速,相反,当螺杆旋转水轮机的叶桨缩回,水轮机叶桨在水中受水力面积减少,水轮机转速减慢,力矩减少,使水轮机所产生的动力矩负荷与发电机组需要的阻力矩负荷保持平衡,从而使发电机组始终保持额定转速(发电机组转速必须按规定执行,转速太快或者太慢,产生电能频率、电压不符合国家标准,不准在国家电网上并网,否则,给国家电网带来严重危害,因此,必须做到发电机组始终保持额定转速)。水力发电站通过自动调速器,调速、调频、调相产生优质电能并电网。也可以这样,当自动调速器接收到(测量到)发电机组输出的电源,及电网二次需要调速、调频、调相的信号时,调速器线路连接发电平台压载泵(电动机)工作,见说明书附图图2-21,也可以调速器线路同时连接多台发电平台压载泵(电动机)工作,当发电平台压载水压入或者排出,使发电平台吃水增大或者减少,同时使水轮机的叶桨吃水增大或者减少(发电平台与水轮机结成一体),使水轮机的叶桨受水力面积增大或者减少,使水轮机的叶桨力矩增大或者减少,使水轮机所产生的动力矩负荷与发电机需要的阻力矩负荷保持平衡,从而使发电机组始终保持额定转速,使水力发电站产生优质电能并电网。这种方法发电也可以采取水轮机两头轴芯分别各一只柱或一只支架,一头插入海底、江底、河底里,使柱或支架一头固定在海底、江底、河底里,然后水轮机两头轴芯分别活动固定在各一只柱或一只支架上,使水轮机前后左右位置不变,上下移动,其它方法同以上发电方法相同。这种方法发电优点:特别适合大江、大河春夏季节水位特别高,秋冬季节水位特别低,一年四季水位变化大的区域,水轮机圆形材料内部空心全封闭水密制造,浮于水面,根据浮力定理制造,和发电平台一起同时随水位升高而升高,随水位降低而降低,水轮机叶桨始终满负荷受水力,获得能量最大。
在流动的海水、江水、河水这些实际需要的区域,卧式水轮机圆形材料内部空心全封闭水密制造,支撑水轮机整体重力,水轮机浮于水面,见说明书附图图3-2、图3-9,水轮机轴芯高于水面恰当高度,平行于水面,根据浮力定理制造,水轮机两头轴芯分别用柱、支架等夹住(恰当空隙),一头插入海底、江底、河底里,使柱、支架等一头固定在海底、江底、河底里(用打桩船打桩),使水轮机前后左右位置不变,见说明书附图图3-1、图3-15、图3-3、图3-16,发电机组安装在水轮机的轴芯活动装置上,见说明书附图图3-4,自动调速器安装在水轮机的轴芯活动装置上,见说明书附图图3-5,液压机安装在水轮机的轴芯活动装置上,见说明书附图图3-6,水轮机、发电机组、调速器、液压机、活动装置组成一体,发电机组活动固定在柱或支架上,见说明书附图图3-7、图3-3、图3-8、图3-16,使发电机组不会转动,上下移动,水轮机、发电机组、调速器、液压机、活动装置一起随水位升高而它们同时升高,随水位降低而它们同时降低,用于夹住水轮机的柱、支架等高度必须超过此水域历史上最高水位,反则,水轮机、发电机组、活动装置等脱离位置飘移,用于夹住水轮机的柱、支架等插入海底、江底、河底里深度必须足够(水轮机叶桨受水力冲动下旋转、翻滚,随时间延长此水域水深逐步加深),反则,用于夹住水轮机的柱、支架等倒下,发电机组采用全封闭(水密)自动发电,水轮机安装发电机组的一头重力加大,因此水轮机发电机组一头的水轮机圆形材料加宽,见说明书附图图3-9,增加水中容积,增大浮力,根据浮力定理制造,使水轮机轴芯与水面保持平行,同轴芯的水轮机一台或一台以上,水轮机自由转动(水轮机的叶桨、轴芯、轴芯齿轮一体),水轮机叶桨三片或三片以上,水轮机各叶桨用液压杆、液压缸等分连接在水轮机中心轴上,见说明书附图图3-10,图3-13,水轮机各叶桨两边活动连接在水轮机圆形材料凹槽轨道上,见说明书附图图3-14,水轮机各叶桨沿凹槽轨道像闸门一样可上下(内外)移动,见说明书附图图3-11,水轮机叶桨两边在凹槽轨道内,设置转轮,这样利于水轮机叶桨沿凹槽轨道上下(内外)移动时防止卡住,见说明书附图图3-14,图5-4,说明书附图图4-1,图5-1,表示水轮机各叶桨,图4-2,图5-2表示水轮机各凹槽轨道,图4-3,图5-3表示水轮机圆形材料,图5-4表示叶桨转轮,水轮机各圆形材料和圆形材料之间应多处连接横梁,这样使水轮机整体强度加强,水轮机各叶桨采用单面材料制造,这样水轮机各叶桨重量轻,便于液压机对叶桨上下(内外)移动时方便做功,见说明书附图图3-11,水轮机各组叶桨与中心轴连接角度错开,这样利于水轮机叶桨受水力推动下匀速旋转利于发电,见说明书附图图3-17,图3-11,图3-18,水轮机各组叶桨随水轮机直径增大增加叶桨片数,水轮机各组叶桨随水轮机直径减小减少叶桨片数,水轮机横卧在流动的水面上,水轮机一半在水中,另一半在空中,水轮机叶桨朝水流方向,水轮机水中的叶桨在流动的水力的冲动下,见说明书附图图3-11,推动水轮机旋转,水轮机轴芯齿轮旋转带动发电机组齿轮旋转,见说明书附图图3-12,也可以水轮机轴芯与发电机组轴芯同轴芯连接,水轮机轴芯旋转带动发电机组轴芯旋转,发电机组工作发电,日夜不停地产生电能。当自动调速器接收到(测量到)发电机输出的电源及调速器偏差,及电网AGC系统和电厂AGC系统的指令时,见说明书附图图3-5,调速器连接液压机(电动机)工作,见说明书附图3-6,液压机通过高压油管连接液压缸、液压杆工作,见说明书附图图3-13,图3-10,当液压杆伸出时,连接液压杆的叶桨同时伸出,见说明书附图图3-11,水轮机叶桨在水中受水力面积增大,水轮机转速加快,力矩增大,使水轮机所产生的动力矩与发电机需要的阻力矩负荷保持平衡,从而使发电机组始终保持额定转速,相反,当液压杆缩回,见说明书附图图3-10,连接液压杆的叶桨同时缩回,水轮机叶桨在水中受水力面积减少,水轮机转速减慢,力矩减少,使水轮机所产生的动力矩负荷与发电机需要的阻力矩负荷保持平衡,从而使发电机组始终保持额定转速(发电机组转速必须按规定执行,转速太快或者太慢,产生电能频率、电压不符合国家标准,不准在国家电网上并网,否则,给国家电网带来严重危害,因此,必须做到发电机组始终保持额定转速),水力发电站通过自动调速器,调速、调频、调相、调负荷产生优质电能并电网。也可以采取水轮机两头轴芯分别各一只柱、一只支架,一头插入海底、江底、河底里,使柱或支架固定在海底、江底、河底里,另一头柱或支架露出水面,然后水轮机两头轴芯分别活动固定在各一只柱或一只支架上,使水轮机前后左右位置不变,上下移动,其它同以上发电方法相同。这种发电方法的优点:特别适合大江、大河春夏季节水位特别高,秋冬季节水位特别低,一年四季水位变化大的水域,水轮机圆形材料内部空心全封闭水密制造,浮于水面,水轮机随水位升高而升高,随水位降低而降低,水轮机叶桨始终满负荷受水力,获得能量最大,适合水域窄小地方,结构简单,节约材料,实行自动化发电,工作人员效率高。
在流动的海水、江水、河水这些实际需要的区域,在海底、江底、河底不平整或浅滩的水域,通过人工整理开挖水槽,根据水流自然规律,水流自然汇入水槽,并且水流流速加快、流量加大的特性,见说明书附图图6所示,也可以将水槽左右两侧浅滩堆石头等,使水流汇入水槽,并且水流流速加快、流量加大的特性,见说明书附图图7所示,用柱、支架等分别夹住卧式水轮机两头轴芯(适当空隙),分别固定在水槽左右两侧海床、江床、河床里,见说明书附图图7-1,图7-2,使卧式水轮机的叶桨保持在水槽内,见说明书附图图7-3,水轮机前后左右位置不变,见说明书附图图7所示,卧式水轮机圆形材料内部空心全封闭水密制造,水轮机浮于水面,根据浮力定理制造,卧式水轮机随水位升高而升高,随水位降低而降低,用于夹住卧式水轮机两头轴芯的柱或支架下部(适当高度)互相连接,见说明书附图图8-1所示,当卧式水轮机随水位降低到一定程度时,用于夹住卧式水轮机两头轴芯的柱或支架互相连接的部位支撑水轮机的整体重力,使水轮机不再随水位降低而降低,这样利于水轮机的叶桨旋转时不会碰到海底、江底、河底,使水轮机的叶桨不会碰坏,这样利于在水位低下情况下水力动能发电站也可以继续生产电能,水轮机两头轴芯用方形活动固定装置连接(活动固定装置内套轴承,设置牛油嘴,利于以后加牛油润滑),这样减少卧式水轮机两头轴芯摩损,其它发电方法同[0007]段一样。这种发电技术方法优点:一,充分利用自然水力动能资源,当需要的区域海底、江底、河底不平整或浅滩时,通过人工整理、开挖水槽,堆石头等方法,为我们人类所利用发电;二,当水位降低到一定程度时(枯水期),夹住水轮机两头轴芯的柱(支架)下部相连部位支撑水轮机整体重力,使水力动能发电站在枯水期继续延长发电。
在流动的海水、江水、河水这些实际需要的区域,卧式水轮机两头轴芯活动固定在轴芯平台与发电平台上(固定装置内套轴承,设置牛油嘴,利于以后轴芯加牛油润滑),见说明书附图,图9-1、图9-2,轴芯平台与发电平台用横梁连接在一起,见说明书附图图9-3,使轴芯平台、发电平台、水轮机结成一体,轴芯平台(趸船)与发电平台(趸船)浮于水面,轴芯平台与发电平台用锚、锚链、链环、沉箱、钢丝索、钢丝缆、缆绳等固定在海底、江底、河底里,见说明书附图,图9-4、图9-5,轴芯平台、发电平台(上可盖舱室)、水轮机前后左右位置不变,轴芯平台、发电平台、水轮机随水位升高它们同时升高,随水位降低它们同时降低,水轮机可采用内部空心全封闭(水密)浮于水面的水轮机,也可以采用不封闭没浮力,靠轴芯平台和发电平台支撑水轮机重力,根据浮力定理制造,同轴芯水轮机一台或一台以上,水轮机自由转动(水轮机的叶桨、轴芯、轴芯齿轮一体),水轮机叶桨三片或三片以上,水轮机各叶桨用液压杆、液压缸等分连接在水轮机中心轴上,见说明书附图图9-6,图9-13,水轮机各叶桨两边活动连接在水轮机圆形材料凹槽轨道上,见说明书附图图9-12,水轮机各叶桨沿凹槽轨道像闸门一样可上下(内外)移动,见说明书附图图9-7,水轮机各圆形材料和圆形材料之间应多处连接横梁,使水轮机整体强度加强,水轮机各叶桨采用单面材料制造,这样水轮机各叶桨重量轻,便于液压机对各叶桨上下(内外)移动时方便做功,见说明书附图图9-7,水轮机各组叶桨应与中心轴连接角度错开,这样利于水轮机叶桨受水力推动下匀速旋转,利于发电,见说明书附图图9-14,图9-7,图9-15,水轮机各组叶桨随水轮机直径增大各组叶桨片数增多,随水轮机直径减少各组叶桨片数减少,水轮机横卧在流动的水面上,水轮机一半在水中,另一半在空中,水轮机叶桨朝水流方向,这样水轮机受力最大,获得的能量最大,水轮机水中的叶桨在流动的水力的冲动下,见说明书附图图9-7,推动水轮机旋转,水轮机轴芯齿轮带动发电平台发电机旋转,见说明书附图图9-8,发电机工作发电,日夜不停生产电能。旋转轴芯安装离合器,见说明书附图图9-9,这样利于发电机组故障或维修时紧急停止转动。当自动调速器接收到(测量到)发电机输出的电源,及电网系统需要调速、调频、调相指令时,见说明书附图图9-10,调速器连接液压机(电动机)工作,见说明书附图图9-11,液压机通过高压油管连接液压缸、液压杆工作,见说明书附图图9-13,图9-6,当液压杆伸出时,见说明书附图图9-6,连接液压杆的叶桨同时伸出,水轮机叶桨在水中受水力面积增大,水轮机转速加快,力矩增大,使水轮机所产生的动力矩负荷与发电机需要的阻力矩负荷保持平衡,从而使发电机组始终保持额定转速,相反,当液压杆缩回,见说明书附图图9-6,连接液压杆的叶桨同时缩回,水轮机叶桨在水中受水力面积减少,水轮机转速减慢,力矩减少,使水轮机所产生的动力矩负荷与发电机需要的阻力矩负荷保持平衡,从而使发电机组始终保持额定转速(发电机组转速必须按规定执行,转速太快或者太慢,或者转速一时快,一时慢,产生电能频率、电压不符合国家标准,不准在国家电网上并网,否则,给国家电网带来严重危害,因此,必须做到发电机组始终保持额定转速),水力发电站通过自动调速器,调速、调频、调相产生优质电能并电网。这种方法优点是:发电平台、水轮机、轴芯平台它们同时随水位升高而升高,它们同时随水位降落而降落,水轮机叶桨始终满负荷受水力,获得能量大。
在流动的海水、江水、河水这些实际需要的区域,卧式水轮机的圆形材料内部空心全封闭水密制造(本发明所称全部圆形、扇形材料,根据需要都可以采用其它各种形状的材料,也可以不用),见说明书附图10-1、图10-2、图10-3,图10-4,水轮机浮力等于重力,使水轮机浮于水面,水轮机两头轴芯高于水面恰当高度,平行于水面,根据浮力定理制造,水轮机两头轴芯用固定装置活动连接(内套轴承,设置牛油嘴,利于以后轴芯加油润滑),见说明书附图图10-5、图10-6,固定装置用锚、锚链、链环、沉箱、钢丝索、钢丝缆、缆绳等,固定在海底、江底、河底里,见说明书附图图10-7,水轮机、固定装置前后左右位置不变,发电机组安装在水轮机的轴芯活动固定装置上方,见说明书附图图10-8,自动调速器安装在水轮机的轴芯活动固定装置上方,见说明书附图图10-16,液压机安装在水轮机的轴芯活动固定装置上方,见说明书附图图10-17,发电机组保持在水轮机轴芯的固定装置上方,水轮机轴芯的固定装置下方应连接水密空气箱浮在水面上,空气箱容积根据浮力定理制造(空气箱内可储藏液压油,与液压泵连接使用),这样使发电机组重心下移,使发电机组永远保持在水轮机轴芯固定装置上方(不倒翁原理),而且空气箱浮力能支撑发电机组重力,也可以水轮机轴芯的固定装置下方应悬挂重力垂(水泥制品等),使发电机组重心下移,发电机组永远保持在水轮机轴芯固定装置上方(不倒翁原理),水轮机、发电机组、活动固定装置全部结成一体,水轮机、发电机组随水位升高而它们同时升高,随水位降低而它们同时降低,发电机组采用全封闭(水密)自动发电,同轴芯水轮机一台或一台以上,水轮机自由转动(水轮机的叶桨、轴芯、轴芯齿轮一体),水轮机叶桨三片或三片以上,水轮机各叶桨用液压缸、液压杆等分连接在中心轴上,见说明书附图图10-9,图10-10,水轮机各叶桨两边活动连接在水轮机圆形材料凹槽轨道上,见说明书附图图10-11,水轮机各叶桨沿凹槽轨道像闸门一样可上下(内外)移动,见说明书附图图10-13,水轮机圆形材料和圆形材料之间应多处连接横梁,使水轮机整体强度加强,水轮机各叶桨采用单面材料制造,这样水轮机各叶桨重量轻,便于液压机对各叶桨上下(内外)移动时方便做功,见说明书附图图10-13,水轮机各组叶桨应与中心轴连接角度错开,见说明书附图图10-12,图10-13,图10-14,这样利于水轮机叶桨受水力推动下匀速旋转利于发电,水轮机各组叶桨随水轮机直径增大各组叶桨片数增多,随水轮机直径减少各组叶桨片数减少,水轮机横卧在流动的水面上,水轮机一半在水中,另一半在空中,水轮机叶桨朝水流方向,水轮机水中的叶桨在流动的水力的冲动下,见说明书附图图10-13,推动水轮机旋转,水轮机齿轮安装在水轮机圆形材料上,水轮机齿轮旋转带动发电机组齿轮旋转,见说明书附图图10-15,也可以水轮机轴芯与发电机组轴芯同轴芯连接,水轮机轴芯旋转带动发电机组轴芯旋转,发电机组工作发电,日夜不停地产生电能。当自动调速器接收到(测量到)发电机输出的电源,及调速器偏差,及电网需要调速、调频要求时,见说明书附图图10-16,调速器指令液压机(电动机)工作,见说明书附图图10-17,液压机通过高压油管连接液压缸、液压杆工作,见说明书附图图10-9,图10-10,当液压杆伸出时,见说明书附图图10-10,连接液压杆的叶桨同时伸出,水轮机叶桨在水中受水力面积增大,水轮机转速加快,力矩增大,使水轮机所产生的动力矩负荷与发电机需要的阻力矩负荷保持平衡,从而使发电机组始终保持额定转速,相反,当液压杆缩回,见说明书附图图10-10,连接液压杆的叶桨同时缩回,水轮机叶桨在水中受水力面积减少,水轮机转速减慢,力矩减少,使水轮机所产生的动力矩负荷与发电机需要的阻力矩负荷保持平衡,从而使发电机组始终保持额定转速(发电机组转速必须按规定执行,转速太快或者太慢,或者转速一时快、一时慢,产生电能频率、电压不符合国家标准,不准在国家电网上并网,否则,给国家电网带来严重危害,因此,必须做到发电机组始终保持额定转速),水力发电站通过自动调速器,调速、调频、调相产生优质电能并电网。这种发电技术方法优点是:一、水轮机圆形材料内部空心全封闭水密制造,浮于水面,随水位升高而升高,随水位降落而降落,水轮机的叶桨始终满负荷受水力,获得能量最大;二、发电机组、水轮机、水轮机轴芯活动固定装置结成一体,特别适合海上大风浪的区域,适合海上水深的区域;三、施工方便,结构简单,节约材料,实行自动化发电,工作人员效率高。本案发明也可以这样,水轮机两头轴芯用固定装置活动连接,见说明书附图图11-1、图11-2,然后用锚链、钢丝索、缆绳等,前后连接水轮机与水轮机的固定装置(锚链、钢丝索等连接空气箱,使锚链、钢丝索等浮于水面或接近水面,这样锚链、钢丝索利于水轮机安装),见说明书附图图11-3、图11-4,使水轮机与水轮机纵向联串连接,再用锚、锚链、链环、沉箱、钢丝索、缆绳等固定在海底、江底、河底里,见说明书附图图11-5、图11-6,使联串水轮机前后左右位置不变,使联串水轮机同时随水位升高而升高,随水位降低而同时降低,其它发电方法同以上相同。这种水轮机发电站布局方法优点:适合海上大风浪的区域,适合窄小区域,适合海上水深的区域,适合海底、江底、河底底质软泥任何水域,节约材料,施工方便。
在流动海水、江水、河水这些实际需要的区域,海底、江底、河底底质岩石坚硬,两岸山地或者两座岛屿之间的水域(指海底、江底、河底不能锚泊,又水流急不能施工的水域),选择两岸山地(两岛)适合的地点,把链环固定在山体上(通过挖沟、钻孔、钢材布设、水泥凝固等把链环固定在山体上,链环固定在山体上拉力强度必须足够),见说明书附图图12-1,图12-2,安装时,在两岸山地(两岛之间)任何一处施工好的固定链环上暂时连接绞缆车、滑轮组,将小绳用船(也可用撇缆枪)引渡到对岸,将对岸大绳、钢丝绳收来,用大绳、钢丝绳再通过绞缆车、滑轮组把对岸锚链收来、收紧,然后把收紧锚链连接在两岸(两岛)施工好的链环上,可用卸扣连接,锚链拉力强度必须足够,锚链高于水面恰当高度,见说明书附图图12-3,图12-14,水轮机两头轴芯活动固定装置用锚链连接在施工好的锚链上(可用卸扣连接),见明书附图图12-4,图12-5,图12-6,锚链连接空气箱,使锚链浮于水面或接近于水面,这样利于水轮机安装,见说明书附图图12-4,图12-5,图12-6,水力动能发电站采用联串发电,见说明书附图图12-7,图12-8,图12-9,卧式水轮机圆形材料内部空心全封闭水密制造,支撑水轮机整体重力,水轮机浮于水面,根据浮力定理制造,见说明书附图图12-10,图12-11,水轮机随水位升高而升高,随水位降低而降低,水轮机水面下部分,安装安全护罩(海上两岛之间水深的水域水轮机不必安装安全护罩),见说明书附图图12-12,图12-13,水轮机安全护罩与水轮机轴芯活动固定装置连成一体,当水轮机随水位降低到一定程度时,水轮机安全护罩接触海底、江底、河底、水轮机安全护罩支撑水轮机整体的重力,这样使水轮机的叶桨旋转不会碰到海底、江底、河底,使水轮机的叶桨不会碰坏,这样利于在水位低下情况下水力动能发电站也可以继续发电,其它发电方法同[0010]段一样。这种发电技术方法优点:一、特别适合大江、大河、小江、小河水流很急底质岩石两岸山地的水域,或者海上两岛之间水流很急底质岩山的水域;二,施工极端方便,获得能量大,当水位高(发洪水时)水轮机浮于水面自动升高,当水位低(枯水期)水轮机降低到一定程度时,水轮机安全护罩支撑水轮机整体重力,水力动能发电站也可以继续发电。
在流动的海水、江水、河水这些实际需要的区域,发电平台(趸船)浮于水面(上可盖舱室),见说明书附图图13-5,发电平台左右两侧活动固定同轴芯相等卧式水轮机各一台(固定装置内套轴承,设置牛油嘴,利于以后轴芯加牛油润滑),见说明书附图图13-1,图13-2,两侧水轮机的外缘的轴芯用活动固定装置连接在横梁上,见说明书附图图13-3,图13-4,发电平台、卧式水轮机用横梁结成一体,见说明书附图图13-6,水轮机可采用内部空心全封闭水密制造,浮于水面的水轮机,也可以采用单面材料没浮力,靠发电平台支撑水轮机重力,发电平台用锚、锚链、链环、沉箱、钢丝索、钢丝缆、缆绳等固定在海底、江底、河底里,见说明书附图图13-7,图13-8,发电平台、水轮机前后左右位置不变,发电平台、水轮机随水位升高它们同时升高,随水位降低它们同时降低,发电平台前后安装绞锚机利于以后调整锚链长短,迁移其他水域发电,或者撤离水力发电站做预备,见说明书附图,图13-9,图13-10,水轮机自由转动(水轮机的叶桨、轴芯、轴芯齿轮一体),水轮机各叶桨等分固定在水轮机中心轴上,水轮机叶桨三片或三片以上,水轮机横卧在流动的水面上,水轮机叶桨朝水流方向,这样水轮机受力最大,获得的能量最大,水轮机一半在水中,另一半在空中,水轮机水中的叶桨在流动的水力的冲动下,见说明书附图图13-11,推动水轮机旋转,水轮机轴芯齿轮带动发电机旋转,见说明书附图图13-12,发电机工作发电,日夜生产电能。当自动调速器接收到(测量到)发电机输出的电源,及电网需要调速、调频、调相的信号时,见说明书附图图13-15,调速器用电线连线发电平台的压载泵(电动机)工作,见说明书附图图13-14,也可以调速器用电线同时连接多台发电平台的压载泵(电动机)工作,当调速器指令发电平台压载泵(电动机)压入压载水时,发电平台(趸船)吃水增大,同时水轮机吃水也增大(水轮机和发电平台一体),水轮机的叶桨在水中受水力面积增大,水轮机转速加快,力矩增大,使水轮机所产生的动力矩负荷与发电机需要的阻力矩负荷保持平衡,从而使发电机组始终保持额定转速,相反,当调速器指令发电平台的压载泵(电动机)排出压载水时,发电平台(趸船)吃水减少,同时水轮机吃水也减少(水轮机和发电平台一体),水轮机的叶桨在水中受水力面积也减少,水轮机转速减慢,力矩减少,使水轮机所产生的动力矩负荷与发电机需要的阻力矩负荷保持平衡,从而使发电机组始终保持额定转速(发电机组转速必须按规定执行,转速太快或者太慢,或者转速一时快,一时慢,产生电能频率、电压不符合国家标准,不准在国家电网上并网,否则,给国家电网带来严重危害,因此,必须做到发电机组始终保持额定转速),水力发电站通过自动调速器、压载泵,调速、调频、调相、调负荷产生优质电能并电网。这种技术方法发电优点:一,发电平台前后安装绞锚机,随时起锚抛锚,随时迁移发电水域(移动发电站);二,发电平台、水轮机用横梁连接结成一体,它们同时随水位升高而升高,它们同时随水位降落而降落,水轮机叶桨始终满负荷受水力,获得能量大;三,工作人员可以在发电平台上工作、休息;四,适合海上、江上风浪大区域,适合海上、江上水深的区域,适合海底、江底、河底底质软泥任何水域。本发明也可以这样,发电平台(趸船)用锚、锚链等固定在海底、江底、河底里,见说明书附图图14-2,然后将多台发电平台用锚链、钢丝索、缆绳等纵向联串连接,见说明书附图图14-1,再后将发电平台用锚、锚链等固定在海底、江底、河底里,见说明书附图图14-3,使联串发电平台前后左右位置不变,使联串发电平台同时随水位升高而升高,随水位降低而同时降低,其它发电方法同以上相同,这种发电站布局方法优点:适合海上、江上风浪大的区域,适合窄小区域,适合海上、江上水深的区域,适合海底、江底、河底底质软泥任何水域,施工方便。
在实际应用发电过程中,流动的海水、江水、河水都能产生动能,动能转化成机械能,机械能转化成电能,根据功率公式得知,功率(P)=力(F)×速度(V),力越大,速度越快,获得能量(功率)越大。海水受太阳、月亮的引力产生潮汐(海水流动),当太阳、地球、月亮运行成一线时产生引力最大,即大潮汐,潮差最大(水位差最大),海水流速最快(流速达5-6节),流量最大,水力发电站水轮机的叶桨获得能量最大,产生电能也最大,大潮汐每月大约18天,当太阳、地球、月亮运行成垂直时,产生引力最小,即小潮汐,潮差最小(水位差最小),海水流速减慢(流速2节左右),流量减少,水力发电站水轮机的叶桨获得能量也最小,产生电能也最小,小潮汐每月大约12天;江水、河水每年受春夏季节雨量大影响,相应水位高,江水、河水流速也最快(流速达6-7节),流量也最大,水力发电站水轮机的叶桨获得能量也最大,产生的电能也最大,当江水、河水每年受秋冬季节雨量小影响,相应水位低,江水、河水流速减慢(流速3-4节),流量减少,水力发电站水轮机的叶桨获得能量也减少,产生的电能也减少。通过以上综合分析得知,海水、江水、河水流速流量在一定范围内波动,相对应所产生能量(功率)也在一定范围内波动,因此有必要在同一台水力发电站中安装不同功率的几台发电机,根据海水、江水、河水流速流量不同,产生能量不同,相对应分段安装几台不同功率发电机,这样水力发电站在原来设备不变的情况下,增加几台不同容量的发电机,既提高发电量,又提高经济效益。具体方法是:水力发电站发电平台根据水流速、流量不同,产生电能不同,安装相对应不同容量(功率)几台发电机,见说明书附图图13-12,图13-13,当水流速加快,流量加大时,将发电平台上小功率发电机沿带齿轨道移开,发电机底座安装行车电动机,见说明书附图图13-16,使小功率发电机旋转齿轮离开水轮机轴芯齿轮,见说明书附图图13-18,使小功率发电机暂停工作发电(或者对小功率发电机维修),将发电平台上的大功率发电机沿带齿轨道移来工作,发电机底座安装行车电动机,见说明书附图图13-12,图13-17,使大功率发电机旋转齿轮与水轮机轴芯齿轮齿合(为防止水轮机轴芯齿轮与发电机齿轮齿合,在使用过程中松动或移动,发电机行车转轮设置刹车固定装置,这样发电机行车转轮刹车后,水轮机轴芯齿轮与发电机齿轮齿合不会松动或移动),使水轮机轴芯齿轮旋转带动大功率发电机齿轮旋转,见说明书附图图13-12,大功率发电机工作发电。调速器对水轮机的叶桨转速力矩进行控制,使正在发电工作的发电机组始终保持额定转速,使正在工作发电的发电机产生优质电能并网。当水流速减慢,流量减少时,方法同以上相反。此方法发电也可以将大小功率不同两台发电机,分别安装在同一台水轮机发电站两头轴芯固定装置上方,当需要大功率发电机发电时,将小功率发电机移开(水轮机轴芯齿轮与发电机齿轮脱开),同时关闭小功率发电机一头的液压机高压油管,大功率发电机齿轮与水轮机齿轮齿合,大功率发电机工作发电,见说明书附图图10-8,当需要小功率发电机发电时,将大功率发电机移开(水轮机轴芯齿轮与发电机齿轮脱开),小功率发电机齿轮与水轮机齿轮齿合,小功率发电机工作发电,其他发电方法同[0010]段相同。本技术方法发电适合全部水流动动能发电站。
螺旋式水轮机发电站:在流动的海水、江水、河水这些实际需要的区域,用空心柱从上到下开一条缝(开一条槽),缝长度大于发电平台到水轮机固定芯子,缝宽度大于水轮机固定芯子,用这样的空心柱一头插入海床、江床、河床里(用打桩设备打桩),使空心柱固定在海床、江床、河床里,另一头露出水面,见说明书附图图15-9,螺旋式水轮机发电装置在工厂全部(整体)制造好后,放在驳船上,运到施工现场,用浮吊吊起螺旋式水轮机发电装置放在施工好的开缝空心柱上方(施工好的柱直径大于水轮机固定柱的直径),见说明书附图图16-10,水轮机固定芯子对准施工好空心柱的缝,水轮机的柱对准施工好空心柱的中心放下,螺旋式水轮机发电装置插入施工好空心柱里,水轮机叶桨进入水中,施工好空心柱支撑螺旋式水轮机发电装置的重力(已结成一体,全部重力),然后将空心柱插销插牢,见说明书附图图16-8,这样防止螺旋式水轮机发电装置上下移动时脱离施工好的空心柱跑掉,螺旋式水轮机活动固定在柱(支架)上,见说明书附图图15-4、图15-7,水轮机叶桨二片或二片以上,水轮机各叶桨等分固定在中心轴上,水轮机的轴芯、叶桨、轴芯齿轮一体,见说明书附图图15-6、图15-5,水轮机朝水流方向,水轮机叶桨在水力冲动下旋转,水轮机齿轮通过链条(或齿轮杆)带动发电平台的发电机组齿轮旋转,见说明书附图图15-3、图15-2、图15-1,发电机组旋转发电,见说明书附图图15-1,日夜不停生产电能。当自动调速器接收到(测量到)发电机组输出的电源,及电网需要调速、调频、调相信号时,见说明书附图图15-12,调速器指令液压机(电动机)工作,见说明书附图图15-13,液压机通过高压油管连接液压缸及液压杆工作(液压杆顶在施工好的柱上),见说明书附图图15-14,图15-15,图15-16,当液压杆缩回时,见说明书附图图15-15,螺旋式水轮机发电装置整体向下移动,水轮机叶桨在水中受水力面积增大,水轮机转速加快,力矩增大,使水轮机所产生的动力矩负荷与发电机组需要的阻力矩负荷保持平衡,从而使发电机组始终保持额定转速,相反,当液压杆伸出时,见说明书附图图15-15,螺旋式水轮机发电装置整体向上移动,水轮机叶桨在水中受水力面积减少,水轮机转速减慢,力矩减少,使水轮机所产生的动力矩负荷与发电机组需要的阻力矩负荷保持平衡,从而使发电机组始终保持额定转速(发电机组转速必须按规定执行,转速太快或者太慢,或者转速一时快、一时慢,产生电能频率、电压不符合国家标准,不准在国家电网上并网,否则,给国家电网带来严重危害,因此,必须做到发电机组始终保持额定转速),螺旋式水力发电站通过自动调速器,调速、调频、调相产生优质电能并电网。本发明螺旋式水轮机水力发电站可以单独发电,可以前后左右延伸方阵发电,也可与卧式水轮机水力发电站组合发电。本发明螺旋式水轮机水力发电站优点有:将螺旋式水轮机发电装置在工厂全部(整体)制造完成一体后,放到驳船上,运到现场,用浮吊吊起螺旋式水轮机整体发电装置放在施工好的空心柱上,水轮机叶桨进入水中即可发电,安装简便,提高效率,不要在水下安装,维修方便用浮吊吊起排除故障后,再放在施工好的空心柱上,水轮机叶桨进入水中即可工作发电。也可以这样将方形柱子(也可以是其他形状的柱)插入海床、江床、河床里,使方形柱固定在海床、江床、河床里,柱另一头露出水面,螺旋式水轮机固定在空心方形柱上(空心方形柱的直径大于施工现场方形柱的直径,空心方形柱也可以是其他形状的柱),工厂整体制造好后,放在驳船上,运到现场,用浮吊吊起螺旋式水轮机发电装置整体放在施工好方形柱上,见说明书附图图15-11,使施工好的方形柱插入水轮机空心方形柱里,施工好的方形柱支撑水轮机整体重力,水轮机叶桨进入水中即可发电,为防止螺旋式水轮机发电装置脱离施工好的方形柱,发电平台与施工好的方形柱根部用链条等适当长度连接,这样螺旋式水轮机发电装置上下移动时不会脱离施工好的方形柱漂移,其它发电方法同以上相同。
水力发电站水轮机转速调节和运行:为保证水力发电站提供优质电能并电网,要求水力发电站输出的电源的频率、电压必须在规定范围内,要保证水轮发电机组始终保持稳定在工作转速下运行,否则,发电站发出电能不准在国家电网上并网。水力势能电发站,例如三峡水电站、葛洲坝水电站、新安江水电站,通过自动调速器,调速器接收到(测量出)发电机组输出的电源需要调频、调相、调压信号时,调速器连接液压机(电动机)工作,液压机通过高压油管连接水轮机进水闸门液压缸、液压杆做功,控制(调节)水轮机进水的流量、流速,控制(调节)水轮机的转速,使水轮机所产生的动力矩负荷和发电机需要的阻力矩负荷保持平衡,从而使发电机组在各种负荷下都能始终保持额定转速,使发电机组输出优质的电能并电网。水力动能发电站水轮机转速调节与水力落差势能发电站工作原理基本上相同,水力落差势能发电站在控制(调节)水轮机进水流量、流速,从而控制水轮机的转速,水力动能发电站是控制(调节)水轮机叶桨进入流动水中的面积及深度,控制(调节)水轮机的转速,水轮机各组叶桨进入流动水中面积及深度越大,水轮机转速越快,动力矩越大,水轮机各组叶桨进入流动水中面积及深度越少,水轮机转速越慢,动力矩越少,水轮机各组叶浆没有进入流动水中,见说明书附图图17-5,水轮机停止不会转动,水轮机可进行定期检修。水力动能发电站转速调节及运转方法(形式)分四种。
第一种液压式:水力动能发电站通过自动调速器,见说明书附图图17-1,调速器接收到(测量出)发电机组输出的电源需要调频、调相、调压信号时,调速器连接液压机(电动机)工作,见说明书附图图17-2,液压机通过高压油管连接水轮机各叶桨液压缸,见说明书附图图17-3,液压缸内活塞连接液压杆做功,见说明书附图图17-4,液压缸周围水轮机叶桨采用两面材料制造,留有空间,当水轮机叶桨缩回时液压缸插入叶桨中间,见说明书附图图17-3,这样利于水轮机叶桨上下(内外)移动时增加移动幅度(长度),利于发电,液压杆周围包裹一层到二层水密帆布或橡皮套等,这样防止液压杆日久腐蚀生锈,及液压缸漏油,液压杆接头位置在水轮机叶桨中心,见说明书附图图17-4,这样利于液压杆对水轮机叶桨做功时叶桨受力匀均,防止叶桨上下(内外)移动时卡住。当液压杆伸出时,连接液压杆的叶桨同时伸出,见说明书附图图17-5,水轮机叶桨在水中受水力面积增大,水轮机转速加快,力矩增大,从而使发电机组始终保持客定转速,相反,当液压杆缩回,连接液压杆的叶桨同时缩回,水轮机叶桨在水中受水力面积减少,水轮机转速减慢,力矩减少,使水轮机所产生的动力矩负荷与发电机需要的阻力矩负荷保持平衡,从而使发电机组始终保持额定转速(发电机组转速必须按规定执行,转速太快或者太慢,或者转速一时快、一时慢,产生电能频率、电压不符合国家标准,不准在国家电网上并网,否则,给国家电网带来严重危害,因此,必须做到发电机组始终保持额定转速),水力发电站通过自动调速器调速、调频、调相产生优质电能并电网。调速器连接液压机(电动机)工作,调速器设置二档(自动档、手动档),调速器自动档功能:调速器自动档与发电机输出的电源相连,服从电网指令,通过调速、调频、调相产生优质电能并电网;调速器手动档功能:当水轮机、发电站需要定期检修保养时,调速器转向手动档,按操作手柄,液压机(电动机)工作,将水轮机各组叶桨收回(靠近水轮机中心轴),见说明书附图图17-5,使水轮机各组叶桨离开流动水中,水轮机停止不动,待水轮机、发电站检查保养完成后,再按操作手柄,液压机(电动机)工作,使水轮机各组叶桨进入流动水中,水轮机按规定转速旋转,调速器从手动档转向自动档,发电站正常发电。此项技术方法同船舶自动舵工作原理基本一样。安装(铺设)液压机到各液压缸高压油管,由于水轮机日夜不停旋转,同时水轮机轴芯也不停旋转,液压机高压油管只能从水轮机两端轴芯圆心点输入、输出液压油,反则是不能成立的,见说明书附图图17-6,图17-7,图18-1,图18-2,水轮机轴芯外高压油管与水轮机轴芯内高压油管全封闭紧密活动对接,防止漏油,见说明书附图图18-3,也可以在轴芯外反接,而且制造安装方便,水轮机轴芯外高压油管用支架、螺丝固定在水轮机活动固定装置上,见说明书附图图18-4,图18-5,这样水轮机旋转,水轮机轴芯外高压油管不会旋转,水轮机轴芯内高压油管随水轮机一起旋转,见说明书附图图18-4,图18-1,轴芯内高压油管连接到水轮机各组叶桨液压缸上,见说明书附图图17-8,液压杆对水轮机各组叶桨做功,水轮机各叶桨沿圆形材料上凹槽轨道像闸门一样上下(内外)移动,见说明书附图图17-9,水轮机圆形材料上凹槽轨道上下顶端设置停止档(板),见说明书附图图17-10,图4-4,图4-5,当水轮机叶桨移到顶端时在停止档(板)作用下,液压机功能液压油自然进入下一组水轮机叶桨做功,当各组水轮机叶桨都到顶端时或故障时,高压油管压力表(计)升到规定数值,液压机自动关机或手动关机。水轮机转速调节,实际水域水的流速、流量,发电机功率,三者相匹配,发挥最大发电效能。以上是液压式水力发电站水轮机转速调节和运行的技术方法及工作原理。
第二种螺杆式:水力动能发电站通过自动调速器,见说明书附图图2-15,调速器接收到(测量出)发电机组输出的电源需要调频、调相、调压信号时,调速器通过水密电缆连接(指令)水轮机各叶桨电动机工作,见说明书附图图2-19,水轮机各叶桨采用大小形状相等制造,各叶桨电动机功率、转速同步制造,这样利于电动机对水轮机各叶桨上下(内外)移动做功时同步进行,水轮机各叶桨螺母内设置牛油嘴,利于以后加牛油润滑,见说明书附图图2-23,水轮机各叶桨沿圆形材料上凹槽轨道像闸门一样可上下(内外)移动,水轮机叶桨在凹槽轨道内设置转轮,防止水轮机叶桨上下(内外)移动时卡住,见说明书附图图5-4,电动机旋转带动齿轮及螺杆旋转,见说明书附图图2-19,图2-20,图2-11。当螺杆旋转水轮机的叶桨伸出,水轮机叶桨在水中受水力面积增大,水轮机转速加快,力矩增大,使水轮机所产生的动力矩负荷与发电机需要的阻力矩负荷保持平衡,从而使发电机组始终保持在额定转速,相反,当螺杆旋转水轮机的叶桨缩回,水轮机叶桨在水中受水力面积减少,水轮机转速减慢,力矩减少,使水轮机所产生的动力矩负荷与发电机需要的阻力矩负荷保持平衡,从而使发电机组始终保持额定转速(发电机组转速必须按规定执行,转速太快或者太慢,或者转速一时快、一时慢,产生电能频率、电压不符合国家标准,不准在国家电网上并网,否则,给国家电网带来严重危害,因此,必须做到发电机组始终保持额定转速),水力发电站通过自动调速器,调速、调频、调相产生优质电能并电网。调速器通过水密电缆连接(指令)水轮机各叶桨电动机工作,调速器设置二档(自动档、手动档),调速器自动档功能:调速器自动档与发电机组输出的电源相连,服从电网指令,通过调速、调频、调相产生优质电能并电网;调速器手动档功能:当水轮机、发电站需要定期检修保养时或故障时,调速器转向手动档,按操作手柄,各叶桨电动机工作,将水轮机各组叶桨收回(靠近水轮机中心轴),水轮机各组叶桨离开流动水中,水轮机停止不动,待水轮机、发电站检修保养完成后或故障排除后,再按操作手柄,各叶桨电动机工作,使水轮机各组叶桨进入流动水中,水轮机按规定转速旋转,调速器从手动档转向自动档,发电站正常发电。此项技术方法同船舶自动舵工作原理基本一样。安装(铺设)调速器到各叶桨电动机水密电缆,由于水轮机日夜不停旋转,同时水轮机中心轴也不停旋转,调速器到各叶桨电动机通电电缆只能活动连接,反则不能成立,见说明书附图图2-22,说明书附图图19,第一步,水轮机中心轴需要通电电缆的区域表面包裹绝缘材料(橡皮等),见说明书附图图19-1,第二步,在水轮机中心轴绝缘材料上敷设环形母线,见说明书附图图19-3,第三步,调速器输出电缆及弹性母线同时固定在绝缘板上,见说明书附图图19-8,图19-5,图19-7,图19-6,使弹性母线和水轮机中心轴上敷设环形母线紧密活动接触,使它们之间保持永久闭合状态,见说明书附图图19-5,图19-3,第四步,水轮机中心轴上敷设环形母线用接线鼻连接水密电缆到水轮机各叶桨电动机上,见说明书附图图19-4,图19-2,水轮机正转、反转,调速器到各叶桨电动机水密电缆始终保持闭合状态,水轮机各叶桨沿圆形材料上凹槽轨道像闸门一样上下(内外)移动,水轮机凹槽轨道上下顶端设置水密行程开关,当水轮机叶桨移到顶端时在水密行程开关作用下,电动机自动关机或手动关机。水轮机转速调节,实际水域水的流速、流量,发电机功率,三者相匹配,发挥最大发电效能。以上是螺杆式水力发电站水轮机转速调节和运行的技术方法及工作原理。
第三种发电平台压载水控制式:水力动能发电站通过自动调速器,见说明书附图图13-15,当自动调速器接收到(测量到)发电机输出的电源,及电网需要调速、调频、调相的信号时,调速器用电线连接发电平台的压载泵(电动机)工作,见说明书附图图13-14,也可以调速器用电线同时连接发电平台的多台压载泵(电动机)工作,当调速器指令发电平台的压载泵(电动机)压入压载水时,发电平台(趸船)吃水增大,同时水轮机吃水也增大(水轮机和发电平台一体),水轮机的叶桨在水中受水力面积增大,水轮机转速加快,力矩增大,使水轮机所产生的动力矩负荷与发电机组需要的阻力矩负荷保持平衡,从而使发电机组始终保持额定转速,相反,当调速器指令发电平台的压载泵(电动机)排出压载水时,发电平台(趸船)吃水减少,同时水轮机吃水也减少(水轮机和发电平台一体),水轮机的叶桨在水中受水力面积也减少,水轮机转速减慢,力矩减少,使水轮机所产生的动力矩负荷与发电机组需要的阻力矩负荷保持平衡,从而使发电机组始终保持额定转速(发电机组转速必须按规定执行,转速太快或者太慢,或者转速一时快、一时慢,产生电能频率、电压不符合国家标准,不准在国家电网上并网,否则,给国家电网带来严重危害,因此,必须做到发电机组始终保持额定转速),水力发电站通过自动调速器、压载泵,调速、调频、调相、调负荷产生优质电能并电网。调速器用电线连接发电平台的压载泵(电动机)工作,调速器设置二档(自动档、手动档),调速器自动档功能:调速器自动档与发电机输出的电源相连,服从电网指令,通过调速、调频、调相产生优质电能并电网;调速器手动档功能:当水轮机、发电站需要定期检修保养时或故障时,调速器转向手动档,按操作手柄,发电平台的压载泵(电动机)工作,将发电平台(趸船)压载水排干,同时水轮机各组叶桨离开流动水中(水轮机和发电平台一体),水轮机停止不动,待水轮机、发电站检修保养完成后或故障排除后,再按操作手柄,发电平台的压载泵(电动机)工作,发电平台(趸船)压入压载水,发电平台与水轮机同时浸入流动水中(发电平台与水轮机结成一体),水轮机叶桨在水力冲动下旋转,水轮机按规定转速旋转,调速器从手动档转向自动档,发电站正常发电。水轮机转速调节,实际水域水的流速、流量,发电机功率,三者相匹配,发挥最大发电效能。以上是发电平台压载水控制式,水力发电站水轮机转速调节和运行的技术方法及工作原理。
第四种发电平台连接水轮机升降式:螺旋式水力动能发电站,在实际需要水域把开缝柱或方形柱固定在海底、江底、河底里,见说明书附图图15-9,图15-11,螺旋式水轮机发电装置在工厂全部(整体)制造完成一体后,放到驳船上,运到现场,用浮吊吊起螺旋式水轮机发电装置整体插入施工好柱上,见说明书附图图16-10,施工好柱支撑螺旋式水轮机发电装置整体重力,见说明书附图图15所示,螺旋式水轮机发电装置整体沿施工好柱可上下移动,螺旋式水轮机中心轴内部空心全封闭制造,浮力等于水轮机重力(也可以中心轴内部空心的浮力小于发电装置整体的重力,大于水轮机重力),根据浮力定理制造,见说明书附图图15-5,,这样利于液压机对螺旋式水轮机发电装置整体上下移动时方便做功(重力减轻)。当自动调速器接收到(测量到)发电机组输出的电源,及电网需调速、调频、调相信号时,见说明书附图图15-12,调速器指令液压机(电动机)工作,见说明书附图图15-13,液压机通过高压油管连接液压缸及液压杆工作,液压杆顶在施工好的柱上,见说明书附图图15-14,图15-15,图15-16,当液压杆缩回时,见说明书附图图15-15,螺旋式水轮机发电装置整体向下移动,水轮机叶桨在水中受水力面积增大,水轮机转速加快,力矩增大,使水轮机所产生的动力矩负荷与发电机需要的阻力矩负荷保持平衡,从而使发电机组始终保持额定转速,相反,当液压杆伸出时,见说明书附图图15-15,螺旋式水轮机发电装置整体向上移动,水轮机叶桨在水中受水力面积减少,水轮机转速减慢,力矩减少,使水轮机所产生的动力矩负荷与发电机组需要的阻力矩负荷保持平衡,从而使发电机组始终保持额定转速(发电机组转速必须按规定执行,转速太快或者太慢,产生电能频率、电压不符合国家标准,不准在国家电网上并网,否则,给国家电网带来严重危害,因此,必须做到发电机组始终保持额定转速),螺旋式水力发电站通过自动调速器,调速、调频、调相产生优质电能并电网。调速器连接液压机(电动机)工作,调速器设置二档(自动档、手动档),调速器自动档功能:调速器自动档与发电机输出的电源相连,服从电网指令,通过调速、调频、调相产生优质电能并电网;调速器手动档功能:当水轮机、发电站需要定期检修保养时或故障时,调速器转向手动档,按操作手柄,液压机(电动机)工作,液压杆伸出,螺旋式水轮机发电装置整体向上移动,水轮机叶桨离开流动水中,水轮机停止不动,待水轮机、发电站检修保养完成后或故障排除后,再按操作手柄,液压机(电动机)工作,液压杆缩回,螺旋式水轮机发电装置整体向下移动,水轮机叶桨进入流动水中,水轮机按规定转速旋转,调速器从手动档转向自动档,发电站正常发电。也可以这样,液压杆改成螺杆,液压机改成电动机,电动机带动螺杆旋转,螺杆旋转伸缩使发电装置整体上下移动,其它方法同以上相同。水轮机转速调节,实际水域水的流速、流量,发电机功率,三者相匹配,发挥最大发电效能。以上是发电平台连接水轮机一起升降式发电站水轮机转速调节和运行的技术方法及工作原理。
为实现水力发电站发电,水轮机制造工厂选择在靠海边、江边、河边合适地方,水深度必须达到水轮机(或水轮机部件)制造后装卸到驳船平台上安全运输,或把水轮机内部空心全封闭,浮于水面的水轮机,装卸到水面上安全运输的区域,水轮机制造车间大型门吊行车轨道从陆地车间一直延伸到海面、江面、河面上,见说明书附图图20-1,水面上轨道要适合于水轮机(或水轮机部件)装卸,水面上的大型门吊的行车轨道用柱或支架一头固定在海床、河床、江床里,另一头支撑水面上大型门吊行车轨道(用打桩船打桩),使行车轨道位置不变,见说明书附图图20-1,这样利于水轮机(或水轮机部件)制造好后,方便装卸到驳船平台上运输,或把浮于水面上的水轮机装卸到水面上运输,以同样方法将水轮机制造车间向左右延伸排列,这样利于工厂把水轮机(或水轮机部件)制造好后方便装卸、运输。也可以这样水轮机制造工厂选择不靠海边、江边、河边的地方,水轮机(或水轮机部件)在工厂制造好后放在大型车上(一辆大型车车轮200多只,价值2000多万元人民币,外国进口)运到专用码头,用大吊或浮吊将水轮机(或水轮机部件)装卸到驳船上或水而上运输。
卧式水轮机制造:第一步,水轮机中心轴及中心轴两头轴芯在制造车间地面上制作好。第二步,将制作好水轮机中心轴用门吊吊到空中适当高度(与轨道同向,与地面平行),见说明书附图图21-1,然后用支柱(支架)支撑水轮机中心轴两头轴芯活动固定(螺丝紧固可拆),见说明书附图图21-2,水轮机中心轴可以转动,支柱(支架)固定在车间地面上位置不变,见说明书附图图21-3,将水轮机叶桨在车间地面上制作好后,用门吊将水轮机叶桨内边需焊接一边朝上立直吊起与中心轴下缘吻合焊接,使第一片叶桨与中心轴一体,见说明书附图图23-1、图23-2。第三步,用门吊吊起制作好扇形材料与第一片叶桨一边(本发明所称全部扇形、圆形材料,根据需要都可改用其它各种形状的材料,也可以不用),中心轴一头吻合焊接,见说明书附图图24-4,用门吊吊起制作好扇形材料与第一片叶桨另一边,中心轴另一头吻合焊接,使它们一体,水轮机制造车间,四个角分别安装大功率绞缆车,见说明书附图图22-1,也可以多台绞缆车,绞缆车钢丝索分别通过导向滑轮与第一片叶桨外缘两角连接,见说明书附图图22-2、图22-3,绞缆车钢丝索调整中心轴恰当位置固定,见说明书附图图24-2、图24-1、图24-3,然后用门吊将水轮机第二片叶桨(在车间地面上制作好)内边需焊接一边朝上立直吊起与中心轴下缘吻合焊接,见说明书附图图24-6,水轮机第二片叶桨与第一片叶桨之间扇形材料焊接使它们之间强度加强,见说明书附图图24(表示中心轴,第一片叶桨,第二片叶桨,二片叶桨之间扇形材料固定连接)。第四步,用门吊吊起制作好扇形材料与第一片叶桨一边,中心轴一头吻合焊接,见说明书附图图25-1、图25-3,用门吊吊起制作好扇形材料与第一片叶桨另一边,中心轴另一头吻合焊接,使它们一体,调整钢丝索角度,用门吊将水轮机第三片叶桨(在车间地面上制作好)平横吊起,需焊接叶桨内边与中心轴边缘吻合焊接,见说明书附图图25-2、图25-3,使它们之间强度加强,见说明书附图图25(表示中心轴,第一片叶桨,第二片叶桨,第三片叶桨,叶桨与叶桨之间扇形材料一体)。第五步,方法同第四步相同,见说明书附图图26所示,中心轴、第一片叶桨、第二片叶桨、第三片叶桨、第四片叶桨,及叶桨与叶桨之间扇形材料连成一体。第六步,调整钢丝索,方法同第四步相同,见说明书附图图27所示,中心轴,一、二、三、四、五叶桨,叶桨与叶桨之间扇形材料结成一体。第七步,用门吊吊起制作好扇形材料与第五片叶桨一边中心轴一头焊接,见说明书附图图28-1、图28-3,用门吊吊起制作好扇形材料与第五片叶桨另一边,中心轴另一头焊接,用门吊立直吊起第六片已制作好叶桨焊接的一边朝下与水轮机中心轴上缘吻合焊接,见说明书附图图28-2、图28-3,用门吊吊起第六片叶桨与第四片叶桨之间扇形材料焊接,见说明书附图图28-4,扇形材料焊接完成后形成圆形,见说明书附图图28,使水轮机整体之间强度加强,见说明书附图图28(表示中心轴,一、二、三、四、五、六叶桨及叶桨与叶桨之间连成一体)。水轮机各叶桨正反两面纵横十字交错衬档(肋骨)焊接,利于加强水轮机强度,另一方面增加水轮机叶桨受水力面积及阻力,从而增加水轮机获得更多能量。水轮机叶桨顶端焊接“J”形材料,“J”形材料朝水流方向,这样水轮机获得更大的能量,水轮机叶桨三面受水力成斗形(叶桨左右扇形材料),从而获得更大的能量。根据水轮机长短,水轮机叶桨与叶桨之间应多处焊接扇形材料(本发明所称全部扇形、圆形材料,根据需要都可以采用其它各种形状的材料,也可以不用),使水轮机整体强度加强。制造内部空心全封闭(水密)浮于水面的水轮机时,水轮机每叶桨、圆形材料边缘梭角固定碰垫,防止在运输、安装、使用的过程中碰坏进水沉没,水轮机的每叶桨、叶桨与叶桨连接扇形材料内部空心,分隔成一小格,一小格,每小格全封闭水密制造,在运输、安装、使用的过程中损坏,局部进水时水轮机不会沉没,水轮机具有抗沉性,水轮机中心轴内部空心全封闭具有抗沉性,水轮机轴芯齿轮活动套在水轮机轴芯上,水轮机轴芯齿轮设置螺丝,当螺丝紧固时水轮机轴芯齿轮与水轮机轴芯一体,当螺丝松开时水轮机轴芯转动,水轮机轴芯齿轮不会转动,这样利于维修保养。水轮机焊接完成后,水轮机材料表面涂防腐漆,延长水轮机使用寿命。水轮机制造完成后,用一台或同轨道多台门吊同时起吊受力均匀(同时拆移水轮机两头固定柱子),缓缓沿轨道向海面(江面、河面)方向移动,移到海面恰当位置把水轮机放在驳船平台上运输,或把浮于水面水轮机放在海面上运输。这种技术方法制造卧式水轮机具有下列优点:一、把中心轴在车间地面上制造好后吊到空中恰当高度,中心轴两头轴芯活动固定在支柱(支架)上,中心轴可以转动,利于中心轴与各叶桨各角度焊接;二、水轮机各叶桨在车间地面制造好后吊到空中与水轮机中心轴焊接,水轮机各叶桨在车间地面上制造操作方便提高工作效率;三、水轮机车间安装绞缆车,绞缆车钢丝索通过导向滑轮与水轮机叶桨连接,利于调整中心轴与叶桨的角度、位置、固定。水轮机制造也可以这样,在工厂车间把水轮机的中心轴、叶桨、连接扇形或圆形各部件分组成若干小部件用船或车运到现场,在现场再组装成整体水轮机投入使用,这种技术方法适合小型水轮机发电,但对大型水轮机发电不妥。制造卧式水轮机有多种细节变化,可根据以上技术方法进行多种变化都属于本发明范围。水轮机制造工厂采用安装吊车、行车轨道、绞缆车等技术方法制造的都属于本发明范围。水轮机制造采用焊接、钻孔、螺丝紧固连接等技术方法制造的都属于本发明范围。
卧式水轮机浮于水面最佳制造方案(所谓最佳制造方案是指制造最简便,工作效率最高,所用材料最省,水轮机使用寿命最长,水轮机在水中运转最稳定,获得能量相对最大):第一步,水轮机两头圆形材料连接两头轴芯分别在车间地面上制作好后,吊到空中分别将水轮机两头轴芯活动固定在车间地面上支柱或支架上,见说明书附图图21所示,水轮机两头圆形材料连接两头轴芯可以自由转动(可用绞缆车钢丝索控制),水轮机两头圆形材料内部空心全封闭制造;第二步,水轮机中心轴在车间地面上制造好后,用大吊平行吊起与水轮机两头圆形材料中心点焊接(也可用螺丝连接);第三步,将在车间地面上制作好水轮机的各叶桨等分焊接(或者用螺丝固定)在水轮机两头圆形材料上,水轮机的叶桨为单面材料(内部不空心),水轮机的叶桨,根据水轮机直径确定,小直径为4片或5片,大直径可依次增加叶桨片数(相对所用材料最省,获得能量最佳);第四步,根据水轮机长短各叶桨之间应连接扇形材料(连接完成后为圆形),使水轮机整体强度加强,扇形材料内部空心全封闭水密制造,水轮机的浮力靠水轮机两头内部空心的圆形材料及内部空心的扇形材料控制,如果制造浮于水面的水轮机,增宽圆形材料及扇形材料内部空间,使水轮机在水中容积增大,根据浮力定理制造使水轮机浮于水面,如果制造有浮力的水轮机,控制圆形材料及扇形材料内部空间,根据浮力定理制造,水轮机在水中产生浮力使水轮机重力减少,水轮机重力减少,使支撑水轮机两头轴芯活动固定装置摩擦力减少,轴芯磨损减少,获得能量增大,这种制造水轮机技术方法优点是:一,这种制造水轮机在水中运转最稳定,水轮机的叶桨为单面材料,水轮机的叶桨入水时出水时水轮机不会上下移动及抖动;二,这种技术方法制造最简便,工作效率最高;三,水轮机的叶桨为单面材料,这种技术方法制造最节约材料,这种技术方法制造相对所用材料最省,水轮机强度最强,使用寿命最长,获得能量相对最大,其他制造方法同上一段相同,属于最佳制造方案。
大型卧式水轮机发电站制造a:为什么制造大型卧式水轮机?因为根据功率公式:功率(P)=力(F)×速度(V),自然界海水、江水、河水自然流速流量是定量,不能增大流速及流量;又根据杠杆力矩平衡定理:动力矩(M1)=阻力矩(M2)=力(F1)×力臂(L1)=力(F2)×力臂(L2),式中:F1为水轮机的叶桨在水中所受压力,L1为水轮机半径(动力臂),F2为发电机发电时运动产生的阻力,L2为发电机发电时的阻力臂,力臂和力成正比,即力矩越大相对获得功率(能量)越大;又根据压力公式:压力(F)=压强(P)×面积(S),水轮机的叶桨在水中深度越大(压强越大)获得压力越大成正比,水轮机的叶桨在水中面积越大获得压力越大成正比;通过以上分析得知,在自然界海水、江水、河水流速流量定量情况下,延长水轮机的半径(动力臂)及增长水轮机的叶桨在水中的深度和面积,大半径水轮机获得能量相对是小半径水轮机几倍十几倍的能量,因此有必要制造大型卧式水轮机,这样又节省材料又增大能量。水力势能发电站是建造大坝或者建造水渠积蓄势能集中落差,以势能落差推动水轮机及发电机组发电,建造大坝时间长,投资成本大。水力动能发电站是建造大直径水轮机发电站,根据杠杆动力矩、阻力矩平衡原理,建造动能发电站与势能发电站相比,动能发电站具有建造时间短,相同功率投资成本少,可大规模统一规格批量生产,施工安装极端简便等优点。第一步,大型卧式水轮机发电站制造船坞(车间)选择靠海边、江边、河边的地方,水轮机制造船坞,船坞口及水轮机运输的水域的水深必须超过水轮机浸入水中深度,见说明书附图图29-2,图29-10,水轮机制造的船坞与大型船舶修船、造船船坞基本一样,水轮机制造船坞要求吃水更深,这样利于水轮机制造完成后顺利出坞。船坞门关住,见说明书附图图29-1,把水轮机制造船坞内水排干,见说明书附图图29-10;第二步,大型卧式水轮机制造船坞上方安装大型门吊,大型门吊将制造好的水轮机两头圆形材料及附件一起吊起放到制造船坞规定位置上暂时固定(也可以水轮机圆形材料再分组成若干小部件,也可以一小片,一小片材料通过门吊吊到规定位置焊接,因为吊大件受吊车负荷限制),见说明书附图图29-3,图29-11,图29-4,再用大型门吊将水轮机制造好的圆形材料吊起放到水轮机制造船坞规定位置上暂时固定(也可以水轮机圆形材料再分组成若干小部件,也可以一小片,一小片材料通过吊车吊到规定位置焊接,因为吊大件受吊车负荷限制),见说明书附图图29-5,图29-6,图29-7,水轮机圆形材料内部空心全封闭水密制造,支撑水轮机整体重力,水轮机中心轴离开水面适当高度,平行于水面,根据浮力定理制造,水轮机圆形材料内部空心,分隔成一小格,一小格,每小格全封闭水密制造,这样在运输、安装、使用的过程中损坏,局部进水时水轮机不会沉没,水轮机具有抗沉性,水轮机圆形材料外缘尖头制造,这样使水流汇入水轮机的叶桨,使水轮机获得更多的能量(这种技术方法适用于全部圆形材料内部空心的水轮机),见说明书附图图29-24,用大型门吊将制造好的水轮机各中心轴吊起放在圆形材料中心规定位置上焊接(或螺丝连接),水轮机中心轴内部空心全封闭具有抗沉性,见说明书附图图29-8;第三步,大型门吊将制造好的水轮机各叶桨(单面材料)连接叶桨两边凹槽轨道一起吊起按顺序,按规定位置焊接到水轮机圆形材料上,见说明书附图图29-12,图29-13,水轮机各叶桨沿圆形材料上凹槽轨道像闸门一样可上下(内外)移动,水轮机各叶桨采用单面材料制造,这样水轮机各叶桨重量轻,便于液压机对各叶桨上下(内外)伸缩移动时方便做功,水轮机各叶桨顶端焊接“J”形材料,水轮机叶桨三面受水力成斗形,这样水轮机获得更多能量,水轮机各叶桨(单面材料)正反两面纵横十字交错衬档(肋骨)焊接,利于加强水轮机强度,另一方面增加水轮机叶桨受水力面积及阻力,从而增加水轮机获得更大的能量,见说明书附图图29-12,水轮机各组叶桨与中心轴(水轮机圆心)连接角度互相错开,这样利于水轮机叶桨受水力推动下匀速旋转利于发电,见说明书附图图29-9,图29-14,图29-15,图29-16,用大吊将制造好的水轮机各圆形材料和圆形材料之间连接横梁吊起,按顺序、按规定位置焊接到各圆形材料上(也可用螺丝连接),使水轮机整体强度加强;第四步,将已造好的大小功率发电机分别用门吊吊起安装在水轮机两端轴芯活动固定装置上方,见说明书附图图29-19,发电机底座设置带齿行车轨道,发电机可移动,当需要小功率发电机发电时,将大功率发电机齿轮脱开水轮机齿轮,小功率发电机齿轮与水轮机齿轮齿合,小功率发电机工作发电,当需要大功率发电机发电时与以上相反;第五步,将已造好的自动调速器、液压机分别用门吊吊起安装在水轮机两端轴芯活动固定装置上方,见说明书附图图29-21,图29-20,调速器连接液压机(电动机)工作,调速器设置二档(自动档、手动档),调速器自动档功能:调速器自动档与发电机输出的电源相连,服从电网指令,通过调速、调频、调相产生优质电能上电网;调速器手动档功能:当水轮机、发电站需要检修保养时,调速器转向手动档,按操作手柄,液压机(电动机)工作,将水轮机各组叶桨收回(靠近水轮机中心轴),水轮机各组叶桨离开流动水中,水轮机停止不动,待水轮机、发电站维修保养完成后,再按操作手柄,液压机(电动机)工作,使水轮机各组叶桨进入流动水中,水轮机按规定转速旋转,调速器从手动档转向自动档,发电站正常发电。此项技术方法同船舶自动舵工作原理基本一样。这种发明适合各种动能水力发电站;第六步,安装(铺设)液压机到各液压缸高压油管,由于水轮机日夜不停旋转,同时水轮机轴芯也不停旋转,液压机高压油管只能从水轮机两端轴芯圆心点输入、输出液压油,反则是不能成立的,见说明书附图图29-23,图18-1,图18-2,水轮机轴芯外高压油管与水轮机轴芯内高压油管全封闭水密活动对接,防止漏油,见说明书附图图18-3,也可以在轴芯外反接,而且制造安装方便,水轮机轴芯外高压油管用支架、螺丝固定在水轮机活动固定装置上,见说明书附图图18-4,图18-5,这样水轮机旋转,水轮机轴芯外高压油管不会旋转,水轮机轴芯内高压油管随水轮机一起旋转,见说明书附图图18-4,图18-1,水轮机轴芯内高压油管连接到水轮机各组叶桨液压缸上,见说明书附图图29-17,液压杆对水轮机各组叶桨做功,水轮机叶桨上下(内外)移动,水轮机叶桨上下顶端设置停止档(板),当水轮机叶桨移到顶端时在停止档(板)作用下,液压机功能液压油自然进入下一组水轮机叶桨做功,当各组水轮机叶桨都到顶端时或故障时,高压油管压力表(计)升到规定数值,液压机自动关机或手动关机;第七步,水轮机制造完成后涂上防腐漆,水轮机整体制造完成后打开圆形材料上的暂时固定,水轮机的叶桨通过液压杆收回,防止水轮机的叶桨出坞、运输、安装时损坏;第八步,打开船坞门放水阀,待船坞内的水和船坞外的水平行时再打开船坞门,如果在海边待高潮时打开船坞门,水位更高更安全,见说明书附图图29-1,用拖轮(船)缓缓拖出制造好的水轮机发电站,再制造大型卧式水轮机发电站,把船坞门关住,把船坞内水排干再进行大型水轮机发电站制造。这种制造大型卧式水轮机发电站优点:一,水轮机发电站制造完成后打开船坞门放水阀门,待船坞内的水和船坞外的水平行时再打开船坞门,用拖轮(船)拖出制造好的水轮机发电站,水轮机安全可靠不会损坏;二,水轮机各部件在车间地面制造好后,通过大型门吊吊到制造船坞规定位置组合焊接或螺丝连接,提高工作效率;三,水轮机圆形材料内部空心全封闭制造,支撑水轮机整体重力,水轮机轴芯高于水面适当高度并平行于水面,根据浮力定理制造,水轮机各叶桨采用单面材料制造,便于液压机对各叶桨上下(内外)伸缩移动时方便做功;四,水轮机的叶桨与叶桨之间开通有距离,见说明书附图图29-22,这样有利于延长水轮机的使用寿命,因为海上,江上有风浪(台风)等,风浪穿过水轮机的叶桨与叶桨之间空间,使水轮机受损减少,空气阻力减少,能量增大,还能减少制造材料,减轻水轮机重量;五,水轮机的叶桨向外缘延伸,见说明书附图图29-9,这样利于水轮机在同等材料下获得更多能量,根据杠杆力矩平衡原理,增长水轮机叶桨动力矩。
大型卧式水轮机发电站制造b:第一步、大型卧式水轮机制造平台(车间)选择靠海边、江边、河边的区域,水轮机制造平台前沿及运输的水域的水深必须超过水轮机浸入水中深度,见说明书附图图30-11,如果达不到水深要求,可通过挖泥船等设备挖泥,达到要求为止,这样利于水轮机制造完成后下水时,使水轮机不会碰到海底、江底、河底,防止水轮机下水及运输时损坏;第二步、大型卧式水轮机制造平台要设置斜坡度(角度适当),见说明书附图图30-9,图31-9,靠近水域一头低,另一头高,这样利于水轮机制造完成后在水轮机的重力的作用下滑向水面,水轮机制造平台表面铺设孤形钢板,见说明书附图图31-1,这样利于水轮机在制造过程中暂时焊接固定水轮机部件,以及水轮机制造完成后滑向水面时不会损坏制造平台(水轮机与制造平台磨擦力减少,水轮机按弧形方向定向滑下);第三步,大型卧式水轮机制造平台上方安装大型行车门吊,将车间地面上制造好水轮机两头圆形材料、两头轴芯、两头轴芯活动装置、及活动装置连接空气箱全部结成一体,用大型门吊吊起放到制造平台规定位置上暂时焊接固定(也可以水轮机圆形材料再分组成若干小部件,也可以一小片,一小片,通过门吊吊到规定位置焊接,因为受吊车负荷限制),见说明书附图图30-1,图30-2,图30-12,图30-13,图30-14,用大型门吊将水轮机制造好的圆形材料吊起放到水轮机制造平台规定位置上,暂时固定,见说明书附图图30-3,图30-4,图30-5,水轮机圆形材料内部空心全封闭(水密)制造,支撑水轮机整体重力,水轮机中心轴离开水面适当高度,并平行于水面,根据浮力定理制造,水轮机圆形材料内部空心,分隔成一小格,一小格,每小格全封闭水密制造,在运输、安装、使用的过程中损坏,水轮机局部进水时水轮机不会沉没,水轮机具有抗沉性,见说明书附图图30-1,图30-3,图30-4,图30-5,图30-2,用大型门吊将制造好的各水轮机中心轴吊起,放在圆形材料中心规定位置焊接(或螺丝连接),水轮机中心轴内部空心全封闭制造具有抗沉性,见说明书附图图30-6;第四步,大型门吊将制造好水轮机的各叶桨(单面材料)连接叶桨两边凹槽轨道一起吊起按顺序,按规定位置焊接到水轮机圆形材料上,见说明书附图图30-7、图30-8,见说明书附图,图4-1,图5-1,表示水轮机各叶桨,图4-2,图5-2,表示各凹槽轨道,图4-3,图5-3,表示圆形材料,水轮机各圆形材料和圆形材料之间应多处连接横梁,使水轮机整体强度加强,水轮机各叶桨沿圆形材料上凹槽轨道像闸门一样可上下(内外)移动,水轮机各叶桨采用单面材料制造,这样水轮机各叶桨重量轻,便于液压机对各叶桨上下(内外)伸缩移动时方便做功,水轮机各叶桨(单面材料)正反两面纵横十字交错衬档(肋骨)焊接,利于加强水轮机叶桨强度,另一方面增加水轮机叶桨受水力面积及阻力,从而增加水轮机获得更多能量,水轮机叶桨顶端焊接“J”形材料,水轮机叶桨三面受水力成斗形,从而获得更大的能量,见说明书附图图30-7,水轮机各组叶桨与中心轴(圆心)连接角度互相错开,这样利于水轮机叶桨受水力推动下均速旋转利于发电,见说明书附图30-19,图30-20,图30-21,图30-22;第五步,用门吊将制造好各液压缸和液压杆吊起用活动芯子连接安装在各叶桨与中心轴之间,见说明书附图图30-15,图30-16,再安装发电机(发电机底座铺设轨道,发电机可移动,发电机旋转齿轮与水轮机齿轮可齿合,可分开)、调速器、液压机,见说明书附图图30-25,图30-17,图30-18,再安装(铺设)液压机到各液压缸高压油管;第六步,水轮机制造完成后涂上防腐漆,水轮机整体制造完成后用缆绳或钢丝索暂时固定缆柱上,见说明书附图图30-10,防止水轮机与制造平台打开暂时固定后,水轮机突然滑下影响安全,水轮机制造完成后,水轮机各叶桨通过液压机、液压杆缩回,使水轮机各叶桨下水滑下时,及运输、安装时,防止损坏;第七步,水轮机制造完成后用拖轮(船)拖下水,见说明书附图图30-23,同时打开暂时固定缆绳或钢丝索,见说明书附图图30-10,水轮机制造后,在重力作用下快速滑下,顺利下水。这种制造大型卧式水轮机优点:一,承建水轮机制造平台简单方便,水轮机制造平台表面铺设弧形钢板,这样利于水轮机在制造过程中各部件暂时焊接固定,及水轮机制造完成后定向滑向水面,减少水轮机与制造平台摩擦力,减少水轮机和制造平台损坏;二,水轮机各部件在车间地面制造好后,通过大型门吊吊到制造平台组合焊接,或螺丝连接,提高工作效率;三,水轮机的圆形材料内部空心全封闭制造,支撑水轮机整体重力,水轮机轴芯高于水面适当高度,根据浮力定理制造,水轮机的叶桨采用单面材料,这样水轮机叶桨入水时出水时,水轮机不会上下抖动,平稳运转,水轮机的叶桨采用单面材料制造,液压机对叶桨上下移动时方便做功;四,水轮机的叶桨与叶桨之间开通有距离,见说明书附图图30-24,这样有利于延长水轮机的使用寿命,因为海上,江上有风浪(台风)等,风浪穿过水轮机的叶桨与叶桨之间空间,使水轮机受损减少,空气阻力减少,水轮机能量增大,还能减少制造材料,减轻水轮机重量。缺点有可能水轮机发电站下水时局部损坏。
超大型卧式水轮机发电站制造:为什么制造超大型卧式水轮机?因为根据功率公式:功率(P)=力(F)×速度(V),自然界海水、江水、河水自然流速流量是定量,不能增大流速及流量;又根据杠杆力矩平衡定理:动力矩(M1)=阻力矩(M2)=力(F1)×力臂(L1)=力(F2)×力臂(L2),式中:F1为水轮机的叶桨在水中所受压力,L1为水轮机半径(动力臂),F2为发电机阻力,L2为发电机阻力臂,力臂和力成正比,即力矩越大相对获得功率(能量)越大;又根据压力公式:压力(F)=压强(P)×面积(S),水轮机的叶桨在水中深度越大(压强越大)获得压力越大成正比,水轮机的叶桨在水中面积越大获得压力越大成正比;通过以上分析得知,在海水、江水、河水流速流量定量情况下,延长水轮机的半径(动力臂),及增长水轮机的叶桨在水中的深度和面积,大半径水轮机获得能量相对是小半径水轮机发电站几倍、十几倍的能量,因此有必要制造超大型卧式水轮机,这样又节省材料又增大能量。水力落差势能发电站是建造大坝或者建造水渠积蓄势能集中落差,例如,我国三峡水电站,葛洲坝水电站,新安江水电站,以势能落差推动水轮机及发电机组发电,建造大坝时间长,投资成本大。水力动能发电站是建造大直径水轮机发电站,根据杠杆动力矩、阻力矩平衡原理,建造水力动能发电站与水力势能发电站相比,水力动能发电站具有建造时间短,相同功率投资成本少,可大规模统一规格批量生产,施工安装极端简便等优点。水力落差势能发电站资源极端贫泛,水力动能发电站资源极端丰富,水力动能资源是水力落差势能资源至少100倍以上,今后100年,1000年,中国人口达到50亿人,水力动能发电站发出电能完全满足供电量。第一步,超大型卧式水轮机发电站制造浮体平台选择海上、江上水深适当的水域,选择海上、江上风浪小的水域,见说明书附图图32-1,图33-1,图34-1,用锚、锚链等固定在海底、江底、河底里,见说明书附图图32-2,图34-2,水轮机发电站制造浮体平台前后左右位置不变,当制造水轮机发电站时,将浮体平台内部压载水排干(浮体平台内部空心全封闭制造),见说明书附图图32-1,图33-1,图34-1,浮体平台浮于水面,根据浮力定理制造;第二步,水轮机各部件在工厂车间制造好后,按顺序用大吊装卸到驳船平台上,运到超大型水轮机制造浮体平台现场,见说明书附图图34-3;第三步,用浮吊将驳船上水轮机两头圆形材料连接附件一起吊起,见说明书附图图34-4,放到制造浮体平台规定位置上暂时固定,见说明书附图图32-3,图32-4,图33-2,再用浮吊将驳船上水轮机圆形材料吊起放到制造浮体平台规定位置上暂时固定,见说明书附图图32-5,图32-6,图32-7,用浮吊将驳船上制造好水轮机各中心轴吊起,放在圆形材料中心规定位置上焊接(或螺丝连接),水轮机中心轴内部空心全封闭具有抗沉性,见说明书附图图32-8,水轮机圆形材料内部空心全封闭水密制造,支撑水轮机整体重力,水轮机中心轴离开水面适当高度,并平行于水面,根据浮力定理制造,水轮机圆形材料内部空心,分隔成一小格,一小格,每小格全封闭制造,在运输、安装、使用的过程中损坏,水轮机局部进水时水轮机不会沉没,水轮机具有抗沉性,见说明书附图图32-3,图32-4,图32-5,图32-6,图32-7;第四步,用浮吊将驳船上运来制造好水轮机各叶桨(单面材料)连接叶桨两边凹槽轨道一起吊起,按顺序按规定位置焊接到水轮机圆形材料上,见说明书附图图32-9,图32-10,见说明书附图图4-1,图5-1,表示水轮机各叶桨,图4-2,图5-2,表示各凹槽轨道,图4-3,图5-3,表示水轮机圆形材料,水轮机各圆形材料和圆形材料之间应多处连接横梁,使水轮机整体强度加强,水轮机各叶桨沿圆形材料上凹槽轨道像闸门一样可上下(内外)移动,水轮机各叶桨采用单面材料制造,这样水轮机各叶桨重量轻,便于液压机对各叶桨上下(内外)伸缩移动时方便做功,水轮机各叶桨顶端焊接“J”形材料,水轮机叶桨三面受水力成斗形,这样水轮机获得更多能量,水轮机各叶桨(单面材料)正反两面纵横十字交错衬档(肋骨)焊接,利于加强水轮机强度,另一方面增加水轮机叶桨受水力面积及阻力,从而增加水轮机获得更多能量,见说明书附图图32-9,水轮机各组叶桨与中心轴(水轮机圆心)连接角度互相错开,这样利于水轮机叶桨受水力推动下均速旋转利于发电,见说明书附图图32-11,图32-12,图32-13,图32-14;第五步,用浮吊将驳船上运来制造好各液压缸和液压杆吊起,用活动芯子连接安装在规定位置各叶桨与中心轴之间,见说明书附图图32-15,图32-16,再安装发电机(发电机底座铺设轨道,发电机可移动,发电机旋转齿轮与水轮机齿轮可齿合,可分开),再安装调速器、液压机,见说明书附图图32-17,图32-19,图32-18,再安装(铺设)液压机到各液压缸高压油管,水轮机制造完成后涂上防腐漆,水轮机整体制造完成后打开圆形材料上的暂时固定,水轮机的各叶桨通过液压机液压杆收回防止水轮机出坞、运输、安装时叶桨损坏,水轮机边缘梭角悬挂碰垫防止出坞、运输、安装时损坏;第六步,将水轮机发电站制造浮体平台压载水阀门打开压入压载水,水轮机发电站制造浮体平台浸入水中(适当深度),制造好的水轮机发电站浮于水面,用拖轮(船)拖出水轮机发电站,水轮机发电站运到需要的区域施工发电,将水轮机发电站制造浮体平台压载水排干,水轮机发电站制造浮体平台浮于水面,再进行超大型水轮机发电站制造。这种制造超大型卧式水轮机发电站优点:一、解决大型卧式水轮机制造工厂岸边受水深限制,各水轮机制造工厂对水轮机发电站各部件统一规格分组专业制造,有利于提高水轮机发电站制造生产效率,通过驳船运输,集中到水轮机发电站制造平台,进行集合焊接或螺丝连接组装,水轮机发电站制造完成后下水安全可靠;二、水轮机加强圆形材料内部空心全封闭制造,支撑水轮机整体重力,水轮机中心轴离开水面适当高度并平行于水面,根据浮力定理制造,水轮机圆形材料内部空心分隔成一小格、一小格,每小格全封闭制造,这样有利于水轮机制造完成后在出坞、运输、安装、使用过程中水轮机局部进入时水轮机不会沉没,水轮机具有抗沉性;三、水轮机的叶桨与叶桨之间开通有距离,见说明书附图图32-20,这样有利于延长水轮机的使用寿命,因为海上、江上有风浪(台风)等,风浪穿过水轮机的叶桨与叶桨之间空间,使水轮机受损减少,空气阻力减少,获得能量增加,还能减少制造材料,减轻水轮机重量;四,水轮机的叶桨向外缘延伸,顶端连接“J”形材料,见说明书附图图32-9,这样利于水轮机在同等材料下获得更多能量,根据杠杆力矩平衡定理。
螺旋式水轮机发电站制造:第一步,将水轮机固定芯子和柱(支架)连成一体,见说明书附图图15-4、图15-7,水轮机固定芯子内设置牛油嘴小管子通到发电平台利于以后加牛油润滑。第二步:水轮机在车间制造,取大直径圆管子恰当一段,取小直径圆管子恰当一段,见说明书附图图15-4、图15-5,小直径圆管子适当长于大直径圆管子,水轮机齿轮固定在小直径圆管子上(水轮机齿轮也可以固定在大直径圆管子上),小直径圆管子内径与水轮机固定芯子外径有适当空隙,这样利于水轮机装在固定芯子上自由转动,大直径圆管子与小直径圆管子以同心圆同载面将它们之间两面全封闭水密焊接,使大直径圆管子一段,小直径圆管子一段,齿轮连成一体。第三步,大直径圆管子外缘等分焊接水轮机叶桨(叶桨根据水流造形,二片或二片以上),见说明书附图图15-6,然后将螺旋式水轮机安装在固定芯子上,水轮机自由转动,水轮机中心大轴内部空心全封闭水密制造,浮力等于水轮机重力,见说明书附图图15-5,根据浮力定理制造,这样使水轮机旋转与固定芯子摩擦力减少,获得能量增大,如果需要制作没有浮力的水轮机,以同样方法将水轮机叶桨焊接到小直径圆管子外缘上,水轮机没有浮力,水轮机齿轮与发电机组齿轮连接链条采用不锈钢链条,见说明书附图图15-3,这样减少水对链条腐蚀。第四步,将制造好的发电机组、自动调速器、液压机、液压缸、液压杆安装在发电平台上,见说明书附图图15-1,图15-12,图15-13,图15-14,图15-15,图15-2。第五步,螺旋式水轮机、发电平台、发电机组、自动调速器、液压机、液压缸、液压杆、柱或支架、齿轮、链条、轴芯加牛油管子等连成一体全部制造完成,见说明书附图图15-1、图15-2、图15-3、图15-4、图15-5、图15-6、图15-7,图15-12,图15-13,图15-14,图15-15,各部件表面涂上防腐漆,将水轮机整体放在驳船平台上运到施工现场,用浮吊吊起水轮机整体放在施工好柱上,将液压机液压油加满,水轮机叶桨进入水中,即可发电。螺旋式水轮机发电站制造也可以这样,在工厂车间把水轮机各叶桨、中心轴、固定芯子、轴芯齿轮、链条、固定芯子的柱、发电平台、发电机组、自动调速器、液压机、液压缸等各部件分组成若干小部件用船或车运到现场,在现场再组装连接成整体水轮机发电站投入使用,这种技术方法适合小型螺旋式水轮机发电站。
水力发电站施工和安装a:第一步,在流动的海水、江水、河水这些实际需要的区域,根据水流方向确定柱、支架等位置的方位,使卧式水轮机朝水流方向,这样获得能量最大,见说明书附图图35-1,图35-2,柱、支架等用打桩船或打桩设备打桩,使柱、支架等一头插入海底、江底、河底里,使柱、支架等插入海底、江底、河底里深度必须足够(水轮 机叶桨受水力冲动下旋转、翻滚,随时间延长此水域水深逐步加深),反则,用于支撑(夹住)水轮机的柱、支架等倒下,柱、支架等另一头露出水面,柱、支架等露出水面的高度根据实际需要确定,柱、支架等大小根据水轮机大小及水轮机叶桨受水力大小确定;第二步,卧式水轮机及附件在工厂全部(整体)制造完成后,结成一体,放在驳船上运输(没有浮力水轮机),或把浮于水面的水轮机放在水面上运输,用拖轮(船)把制造好水轮机拖到施工现场,把驳船或水轮机靠近施工好柱、支架等下方,使驳船或水轮机摆在水流方向下方,见说明书附图图35-3,用浮吊吊起水轮机(目前我国大力号浮吊最大负荷达2500吨),见说明书附图图35-4,图35-3,放在柱、支架等活动固定装置上方,然后将水轮机轴芯活动固定,见说明书附图图1-3,或者把水轮机吊起放在柱、支架等夹缝里,见说明书附图图2-1,图22,图2-3,图2-4;第三步,同轴芯卧式水轮机二台或二台以上,施工和安装方法同第一步、第二步相同,最后将各水轮机轴芯用螺丝连接,使各水轮机结成一体;第四步,发电平台用柱、支架等固定在海底、江底、河底里,另一头支撑发电平台,施工方法同第一步相同,发电平台用混凝土等制造,发电平台上发电机等设备在工厂全部制造完成后,放在驳船上,运到现场,用浮吊吊起发电机等设备放在发电平台上,按规定位置安装固定,水力发电站施工,安装完毕后,正常发电。如果发电平台是趸船,在工厂把发电平台(趸船)制造完成后,用拖轮(船)把发电平台拖到施工现场,把发电平台摆在柱、支架等中间,见说明书附图图2-3,图2-4,图2-5,图2-6,发电平台与水轮机中心轴活动固定,见说明书附图2-10,发电平台位置不变,发电平台上发电机等设备在工厂全部制造完成后,放在驳船上,运到现场,用浮吊吊起发电机等设备,放在发电平台上规定位置安装固定,水力发电站施工、安装完毕后正常发电。以上施工、安装技术方法适合[0004]、[0005]、[0006]、[0007]、[0008]段发电。
水力发电站施工和安装b:第一步,卧式水轮机发电站,浮于水面,在工厂全部(整体)制造完成后,见说明书附图图36-1,将锚、锚链等连接在发电站活动固定装置上,见说明书附图图36-2,将锚放在拖轮上,见说明书附图图36-3,将锚链绕系在拖轮缆桩上(也可以将锚链用制链器固定在拖轮上),见说明书附图图36-4,用二条拖轮将浮于水面的发电站拖到施工现场,见说明书附图图36-5,图36-6,图36-1;第二步,在流动的海水、江水、河水这些实际需要的区域,浮于水面发电站拖到现场后,二条拖轮上尾吊将锚分别吊到舷外,用钢丝回头缆等穿过锚链链环绕系在拖轮缆桩上,同时将原来锚链绕系在缆桩上解去,根据水流方向确定锚泊位置的方位,使卧式水轮机叶桨朝水流方向,这样获得能量最大,见说明书附图图37-1,图37-2,图37-4,图37-3,方位确定后,二条拖轮上分别同时松出钢丝回头缆,使锚泊在海底、江底、河底里,两锚抛八字形,两锚链夹角大约60°,这样使发电站前后左右位置不变,因为海上、江上有风浪,风向角度不同,不会使发电站移位,见说明书附图图37-2,图37-5,图37-4,图37-6,海上风浪大区域,水力发电站可抛4锚、6锚,锚链夹角根据实际情况确定,锚链长度大约8节-12节(每节25米,200米-300米)见说明书附图图37-5,图37-6,锚和锚链大小由发电站大小及水轮机叶桨受水力大小确定,锚和锚链强度必须足够,锚泊完成后抽回钢丝回头缆,同时连接尼龙回头缆,尼龙回头缆连接浮标,浮标在水面上做标记(航行灯标、禁止标记等),如果以后需要移动锚位,尼龙回头缆连接钢丝回头缆,抽回尼龙回头缆,钢丝回头缆穿在锚链上,绕系在拖轮缆桩上,即可移锚位,同样方法可以重复使用;第三步,锚链等用卸扣连接在发电站活动固定装置上,见说明书附图图37-7,锚链等连接空气箱,使锚链浮于水面,这样利于发电站方便安装,锚链大小根据水轮机大小确定强度必须足够,锚链长度根据水轮机大小确定,大约150米-250米,见说明书附图图37-8,发电站在工厂整体制造完成后,用拖轮拖到现场,用卸扣连接在锚链上,见说明书附图图37-9,以同样方法将多台发电站联串起来,如果联串发电站数量较多,那么发电站横向再锚泊,见说明书附图图37-10,使联串发电站位置不变,最后一台发电站同第一步、第二步施工、安装方法相同,使最后一台发电站固定在海底、江底、河底里,见说明书附图图37-11,联串发电站随水位升高而同时升高,随水位降低同时降低,水力联串发电站施工、安装完毕后,正常发电。以上施工、安装技术方法适合[0009]、[0010]、[0011]、[0012]、[0013]段发电。以上施工安装技术方法优点:一、水力发电站在工厂全部整体制造完成后,用拖轮拖到现场,发电站用锚、锚链等固定在海底、江底、河底里,发电站即可工作发电,施工、安装极端方便;二、锚、锚链用钢丝回头缆、尼龙回头缆连环使用,使发电站随时移动位置(锚位),这样利于发电站在海上、江上被风浪打移动时,随时调整发电站位置(锚位)。
水力发电站施工和安装c:第一步,在流动的海水、江水、河水这些实际需要的区域,用空心柱从上到下开一条缝,缝长度大于发电平台到水轮机固定芯子,缝宽度大于水轮机固定芯子,用这样的空心柱一头插入海底、江底、河底里,用打桩设备打桩,使空心柱固定在海底、江底、河底里,另一头露出水面,见说明书附图图15-9。用方形柱(也可其它形状柱)固定在海底、江底、河底里,用打桩船打桩,另一头露出水面,见说明书附图图15-11;第二步,螺旋式水轮机发电装置在工厂全部(整体)制造好后,放在驳船上,运到施工现场,用浮吊吊起螺旋式水轮机发电装置,放在施工好的开缝空心柱上方(施工好的柱直径大于水轮机固定柱的直径),见说明书附图图16-10,水轮机固定芯子要对准施工好空心柱的缝,水轮机的柱对准施工好空心柱的中心放下,螺旋式水轮机发电装置插入施工好空心柱里,水轮机叶桨进入水中,施工好空心柱支撑螺旋式水轮机发电装置的重力(已结成一体,全部重力),然后将空心柱插销插牢,见说明书附图图16-8,这样防止螺旋式水轮机发电装置上下移动时脱离施工好的空心柱跑掉,螺旋式发电站安装完毕后,正常发电。螺旋式水轮机固定在空心方形柱上(空心方形柱的直径大于施工现场方形柱的直径,空心方形柱也可以是其他形状的柱),工厂整体制造好后,放在驳船上,运到现场,用浮吊吊起螺旋式水轮机发电装置整体放在施工好方形柱上,见说明书附图图15-11,使施工好的方形柱插入水轮机空心方形柱里,施工好的方形柱支撑水轮机整体重力,水轮机叶浆进入水中,为防止螺旋式水轮机发电装置脱离施工好的方形柱,发电平台与施工好的方形柱根部用链条等适当长度连接,这样螺旋式水轮机发电装置上下移动时不会脱离施工好的方形柱漂移,螺旋式发电站安装完毕后,正常发电。以上施工、安装优点:将螺旋式水轮机发电装置在工厂全部(整体)制造完成一体后,放在驳船上,运到现场,用浮吊吊起螺旋式水轮机整体发电装置放在施工好的柱上,水轮机叶桨进入水中即可发电,安装简便,提高效率,不要在水下安装。
建立水力动能发电站质量监督委员会:为防上水力发电站粗制滥造,偷工减料,必须建立水力发电站质量监督制度,全部实行标准化生产,统一规格(发电站可分几档),提高发电技术水平,提高生产效率,延长发电站使用寿命(水力发电站属一次性投资使用),减少建造水力发电站时环境污染,在海上、江上、河上布设水力发电站实行统一航行灯标,做好海事航行行政部门协调工作。
附图说明
图1是单台水力发电站侧视图。
图2、图3是单台水力发电站俯视图。
图4、图5是水轮机局部结构示意图。
图6、图7、图8是水轮机发电站布置水域侧视图。
图9、图10是单台水力发电站俯视图。
图11、图12是联串水力发电站俯视排列图。
图13是单台水力发电站俯视图。
图14是联串水力发电站俯视排列图。
图15、图16是螺旋式水轮机水力发电站侧视示意图。
图17是单台水力发电站结构俯视图。
图18、图19是水力发电站局部结构示意图。
图20、图21、图22、图23、图24、图25、图26、图27、图28是卧式水轮机制造示意图。
图29是大型卧式水力发电站制造俯视图。
图30、图31是大型卧式水力发电站制造侧视图。
图32是超大型卧式水力发电站制造俯视图。
图33是超大型卧式水力发电站制造侧视图。
图34是超大型卧式水力发电站制造示意图。
图35、图36、图37是卧式水力发电站施工,安装俯视图。
图38是小型水力发电站俯视海上排列图。
图39是《杭州湾》海图(海图实物摄影)。
图40是《渤海湾》海图(海图实物摄影)。
具体实施方式
目前我国采用发电技术有风力发电,水流落差势能发电,太阳能(光伏)发电,核能发电,火力发电等。其中风力发电受季节,风速限制,时有时无,只能做为辅助发电(水的密度为1000千克/立方米,空气的密度为1.29千克/立方米,水的密度是空气密度775倍。假如将相同形状大小螺旋式发电站分别布置在风中及流动的水中相对比,假如风速与水流速相同,根据功率公式得知功率P=力F×速度V,那么布置在水中螺旋式发电站获得能量是风力螺旋式发电站获得能量775倍,假如以同样重量材料螺旋式发电站改造成卧式水轮机发电站,因为卧式水轮机叶桨与水流方向垂直,因为卧式水轮机一半在水中,一半在空中,水轮机旋转摩擦力最小,所以这样布置获得能量最大,同样重量材料的卧式水轮机发电站获得能量,是同样重量材料的风力螺旋式发电站获得能量至少2000倍以上。假如将相同形状大小螺旋式发电站分别布置在风中及流动的水中相对比,假如风速是水流速10倍,根据功率公式得知,功率=力×速度,那么布置在水中螺旋式发电站获得能量是风力螺旋式发电站获得能量77.5倍,假如以同样重量的材料螺旋式发电站改造成卧式水轮机发电站,因为卧式水轮机叶桨与水流方向垂直,因为卧式水轮机一半在水中,一半在空中,水轮机旋转摩擦力最小,所以这样布置获得能量最大,同样重量材料的卧式水轮机发电站获得能量,是同样重量材料的风力螺旋式发电站获得能量至少200倍以上。通过以上分析对比得知,与风力发电站相比,投资建设水力动能发电站具有非常大优势)。太阳能发电受昼夜温差、天气(阴、雨)限制,以及太阳能发电受占用陆地单位面积大的限制,对我国南方及东南沿海寸土寸金根本不适应,只能做为辅助发电。原子核发电受核废料,核泄漏事故,及地震、战争造成核泄漏难处理等限制,以及战争期间,核电站被敌人导弹击中所造成国民心理恐惧不可估量等限制(前苏联切尔诺贝利核电厂泄漏事故,1986年4月26日凌晨1时23分,切尔诺贝利核电站4号反应堆发生爆炸,核泄漏事故产生放射性污染是日本广岛原子弹爆炸100倍,致死9.3万人,受害者达900万人,直接经济损失在2350亿美元,消除这场洁劫需要800年!2011年3月11日,日本附近海域发生9级大地震,在这次地震中日本福岛两座核电站发生了泄漏事件,引发核电危机,周围30公里内居民大撤退,造成污染不可逆转)。近二十年来我国采用大规模火力发电,国家电网总公司2011年统计,火力发电占全国总发电量72.38%,为我国经济建设做出巨大贡献,但每年火力发电的燃料几十亿吨煤炭燃烧,二氧化碳环境污染不可估量,全球气候变暖,违反自然规律(火力发电厂通过煤炭燃烧,大型锅炉生产蒸汽,蒸汽推动蒸汽机旋转,蒸汽机带动发电机发电,瓦特发明蒸汽机给人类带来了工业革命,人类依赖瓦特发明蒸汽机,不再在其它道路上发明创新,这样瓦特发明蒸汽机同时给人类带来了深重灾难,2009年岁末,哥本哈根东道主邀请190个国家和地区的首脑和气象专家,讨论人类大量使用煤、石油等化石燃料,大气中的二氧化碳等气体含量剧增,形成温室效应,促使气候变暖,大会上气象专家一致认为,这种趋势继续下去,仅仅一百年后,全球气温会升高6摄氏度,如果全球气温升高6摄氏度,地球北极南极冰山熔化,海平面升高陆地面积减少,人类生活空间减少,由于气温升高,特别是夏天,海洋陆地水蒸汽蒸发加快,一些地方大旱,一些地方洪水泛滥,由于全球气温升高,地球表面大气层气流急剧运动,灾害性天气台风、龙卷风更加频繁,大量物种灭绝,给人类带来深重灾难!现在一个大型火力发电厂,每天消耗煤炭1万吨-2万吨,每天生产蒸汽消耗优质淡水1万吨-2万吨,每年消耗煤炭400万吨-800万吨,每年消耗优质淡水400万吨-800万吨,小型火力发电厂每天消耗煤炭也达几千吨,每年消耗煤炭也达几百万吨,现在煤炭价格上升到近每吨1000元人民币,火力发电厂林立,城市上空黑烟冲天,二氧化碳气体严重影响人类身体健康和生活质量),火力发电的燃料煤炭从我国西北三西(陕西、山西、内蒙古西部),铁路运输通过五大港口(京唐港、秦皇岛港、黄骅港、天津港、曹妃甸港)中转,再用海船运输到我国东南沿海火力发电厂,沿途几千公里路程,运输电煤所消耗动力能源非常巨大,其中海船一项运输电煤载重量达5000万吨,载重量5000万吨,所需动力1500万千瓦,1500万千瓦每年消耗石油1000万吨,用于我国火力发电的电煤运输动力又消耗巨大能源,真是恶性循环!另一方面,开采火力发电的燃料煤炭,全国每年开采煤炭的事故,夺取几百人的生命,血淋淋惨痛的代价,是当今人类文明社会最野蛮生产方式。水流落差势能发电受地理限制,以及地震、战争给人们生命财产带来严重隐患,且水流落差势能发电只能一次利用发电,例如:我国三峡水电站,葛洲坝水电站,建造水电站积畜势能的大坝时间长,投资大,整体建造完成后才能发电。上述在实际使用中可实存在局限及缺陷。
本人发明水力发电站(超大型)具有下列优点:一、完全尊重自然法则,不筑堤坝,根据自然海水、江水、河水流动的动能转化成电能,采用水流动的动能发电最大优点是可以不断重复使用,如在A点布置单台水轮机动能发电站发电,水流到B点(150米-250米)水又恢复动能,又可在B点布置单台水轮机动能发电站发电,也就是说水流动的动能可千万次的利用发电,例如:我国长江中下游从葛洲坝(宜昌市)到长江口一千多公里长度,平均宽度4公里,水流速5-6节(2.5米/秒-3米/秒),水深10米-20米,底质软泥完全符合施工要求,每平方公里可布置25台水轮机动能发电站(假如水轮机长130米,直径30米),从葛洲坝起到长江口可布置10万台水轮机动能发电站(假如面积全部用于动能发电站),发电装机容量达100亿千瓦,发出电能是三峡水电站至少100倍,是全国发电量至少10倍(2011年,国家电网总公司统计,我国发电装机总容量达到10.5亿千瓦),又例如:我国杭州湾海域,太阳和月亮在此海域产生巨大引力,每天(实际25小时)四次,二次涨潮,二次落潮,每次6小时15分,把此海域10000平方公里海水(潮差平均4米,1000米×1000米×10000公里×4米=400亿立方米≈400亿吨海水)二次引进,二次引出,每天海水发生量为1600亿吨,产生巨大无比能量,至少发电装机容量达300亿千瓦以上,平均流速3节(1.5米/秒),可利用面积10000平方公里——20000平方公里,海底底质软泥平坦,水深10米左右,四周避风,完全符合施工要求,证明材料《杭州湾》海图(中国人民解放军海军司令部航海保证部,版权所有,中国航海图书出版社出版发行,地址:天津市塘沽区上海道1716号,邮编:300450,海图编号:CGCS2000、13310,定价:128.00元),见说明书附图图39,证明材料《杭州湾口》2012年潮流表所示(国家海洋信息中心编,第二册长江口至台湾海峡,《潮汐表》2012海洋出版社,购书请与国家海洋信息中心联系,电话:022-24010847,地址:天津市河东区六纬路93号,邮编:300171,全套定价:315.00元,第488页、489页、490页、491页,杭州湾口、2012年潮流表,潮流预报表使用说明:潮流预报表中给出逐日的转流时刻,最大流速时刻以及对应于最大流速时刻的流速,同时用流速的正、负号标明流速的方向,应该指出的是表中的预报值只是海流中的潮流部分,在一般情况下本表预报的潮流是海流中的主要部分,可以近似地视为实际海流,但是在特殊天气海流受风,径流影响较大,这时表中的预报值与实际海流有较大差别);
每平方公里可布置动能水轮机发电站20台(假如水轮机长130米,直径30米),杭州湾海域可布置动能水轮机发电站20万台-40万台(假如水轮长130米,直径30米),我国最大电力能源基地从此二处诞生,而且永不枯竭,今后100年,1000年我国人口数量达到50亿人,也满足供电量。中国电力能源问题将彻底解决,中国能源问题将彻底解决(汽车用大功率蓄电池,轮船用大功率蓄电箱)。二、水力发电站(水动能发电站),绝对不会污染环境,绝对自然清洁能源。三、制造、安装、发电同时进行,上马快,工期短,施工安装后即可发电。四、员工劳动强度低,人员少。五、设备简单维护方便,使用永久(40年-50年)。六、不受季节,气候限制。七、环保,免费(天然资源),永不枯竭。八、地域广,能量大:黑龙江、松花江、乌苏里江、渤海湾、黄河、长江、杭州湾、舟山群岛周边,浙江沿海,瓯江、福建沿海、闽江等凡是有流动的水都可以发电。我国潮汐资源分布图:在北纬30°近海岸线为中心,即我国长江口,杭州湾,舟山群岛周边为中心的广大海域,大潮汐潮差(水位差)达5米,潮水流速5-6节(2.5米/秒-3米/秒),小潮汐潮差达3米,潮水流速2-3节(1米/秒-1.5米/秒),每天四次,二次涨潮,二次落潮,以我国长江口,杭州湾,舟山群岛周边的海域为中心潮汐能量最大,向南到我国广西省防城港,向北到我国辽宁省丹东港,潮汐能量向南向北遂渐减弱,东海,黄海近海岸线广大水域,有效发电面积达十几万平方公里,有经济价值发电装机容量至少达500亿千瓦以上,今后100年、1000年,我国人口达到50亿人,平均每人装机容量达10千瓦,完全满足用电量。九、长江中下游水流动的动能资源和杭州湾潮汐动能资源与中国经济发达地区电力用户距离近,输送电成本轻。十、不占用陆地土地面积,不用移民。十一、投资少,成本轻(投资少是火力发电厂相同功率投资大约四分之一,成本轻与火力发电厂相比,如果采用水力动能发电站发电,国家对煤矿建设,铁路运输电煤建设,港口中转电煤建设,海船运输电煤投资,火力发电厂建设等统统省去,至少为国家节约资金10000亿元人民币,如果采用水力动能发电站发电,对煤矿开采电煤的动力能源,铁路运输电煤的动力能源,港口中转电煤的动力能源,海船运输电煤的动力能源等统统省去,至少每年为国家节约运输电煤所消耗动力能源资金1500亿元人民币,如果采用水力动能发电站发电,火力发电厂所需燃料煤炭统统省去,至少每年为国家节约火力发电厂所消耗燃料煤炭资金10000亿元人民币,如果由政府部门牵头落实科学发展观,以创新行动将我国火力发电厂二年所消耗燃料煤炭资金20000亿元人民币,建设本人发明创造的水力动能发电站1万台-2万台,假如每台卧式水轮机长130-260米,直径30-40米,布置在长江中下游或杭州湾海域,发出电能能满足全国供电量)。以上是水力(动能)发电站十一大优点。
水力发电站(超大型)的发明是为了解决实际问题,促进社会生产力的提高,为投资者提供高额回报。本发明在使用过程中,要根据实际水域不同情况,采用不同发电技术方法。根据需要各种发电技术方法可以交叉使用,以及各种技术方法可以交叉使用。
本发明可以单独使用,见说明书附图图1、图2、图3、图9、图10、图13、图15,也可以左右延长排列,可以前后排列,可以组合集成方阵排列,见说明书附图图38,表示小型潮汐发电站的俯视海上排列图,图38-1表示局部发电站,图38-2表示总输电间,图38-3表示引桥及输送电缆,本发明适合国家级几千平方公里的超大型发电站,统一发电,统一管理,统一输电供应十几个省,也可以几千平方公里的超大型潮汐发电站与大江水流动的动能大型发电站并网向全国供电,也可适合海上中型,小型潮汐发电站,可以适合大江大河水流动的动能大型发电站,也可以适合大江大河中型发电站或者小江、小河小型发电站。
假如:本发明卧式水轮机发电站一台布置在杭州湾口,假如:水轮机长度130米,水轮机直径30米,水轮机叶桨共5组,水轮机各叶桨长度20米,宽度7米,水轮机叶桨为6片,水轮机圆形材料为6片,水轮机叶桨动力矩是发电机阻力矩5倍,水轮机每组叶桨为单面材料制造,水轮机圆形材料为双面材料内部空心全封闭水密制造,浮于水面的水轮机,采用材料钢板厚度0.016米,通过计算水轮机重量大约3500吨钢铁,制造这样水轮机水力动能发电站大约资金8000万元人民币(包括发电机组、发电平台、固定装置),杭州湾口潮流速度平均3节(1.5米/秒),见证明材料《杭州湾口》2012年潮流表所示(国家海洋信息中心编,第二册长江口至台湾海峡,《潮汐表》2012海洋出版社,购书请与国家海洋信息中心联系,电话:022-24010847,地址:天津市河东区六纬路93号,邮编:300171,全套定价:315.00元,第488页、489页、490页,491页,杭州湾口,2012年潮流表),根据功率公式:功率(P)=力(F)×速度(V),水轮机6片叶桨至少2片在流动的水中,水轮机叶桨在水中平均深度为3米,通过计算水轮机理论功率(P=F×V=3米×5倍×1000千克/立方米×10牛×20米×7米×2片×5组×1.5米/秒)为31.5万千瓦,假如实际功率取五分之一为6.3万千瓦,每天发电量6.3万千瓦×24小时=151.2万千瓦时,1千瓦时=1度,为151.2万度,每年发电量:151.2万度×365天=55188万度,每年产值:55188万度×0.53元=29249.64万元,如果以每度0.2元出售,一台水轮机发电站每年收入金额:55188万度×0.2元=11037.6万元,投产9个月后收回成本,水轮机发电站使用寿命大约40年——50年,收入非常可观(每台水轮机动能发电站每年折旧费:8000万元÷40年=200万元,每年每台水轮机动能发电站8000万元利息为800万元,每年每台支出:200力元+800万元=1000万元,每年收入是支出11倍,每年每台水轮机动能发电站利润收入1亿元人民币)。
假如本发明大型水轮机发电站一台布置在杭州湾口,假如水轮机总长度260米,水轮机直径40米,水轮机叶桨共8组,水轮机每组叶桨长度25米,宽度10米,水轮机每组叶桨为6片,水轮机每组叶桨为单面材料制造,水轮机圆形材料为双面材料内部空心全封闭水密制造,浮于水面的水轮机,圆形材料为9片,采用材料钢板厚度0.018米,通过计算水轮机重量大约1万吨,制造这样大型水轮机水力发电站大约资金2亿元人民币(包括发电机组、固定装置),杭州湾口潮流速度平均3节(1.5米/秒),见证明材料《杭州湾口》2012年潮流表(国家海洋信息中心编,第二册长江口至台湾海峡,《潮汐表》2012海洋出版社,购书请与国家海洋信息中心联系,电话:022-24010847,地址:天津市河东区六纬路93号,邮编:300171,全套定价:315.00元,第488页、489页、490页,491页,杭州湾口,2012年潮流表),根据功率公式:功率(P)=力(F)×速度(V),水轮机6片叶桨至少2片在流动的水中,水轮机叶桨在水中平均深度为4米,叶桨动力矩是发电机阻力矩5倍,通过计算这样水轮机理论功率(P=F×V=4米×5倍×1000千克/立方米×10牛×25米×10米×2片×8组×1.5米/秒)为120万千瓦,假如实际功率取五分之一为24万千瓦,每天发电量:24万千瓦×24小时=576万千瓦时,1千瓦时=1度,为576万度,每年发电量:576万度×365天=210240万度,每年产值:210240万度×0.53元=11.14272亿元人民币,如果以每度0.2元出售,一台大型水轮机发电站每年收入金额:210240万度×0.2元=4.2048亿元人民币,投产6个月后收回成本,水轮机发电站使用寿命大约40年-50年,收入非常可观(每台大型水轮机动能发电站每年折旧费:2亿元÷40年=500万元,每年每台水轮机动能发电站2亿元利息为2000万元,每年每台支出:500万元+2000万元=2500万元,每年收入是支出16倍,每年每台水轮机动能发电站利润收入3.9亿元人民币)。
假如本发明大型水轮机发电站一台布置在渤海湾,东经118°20′,北纬38°47′,渤海湾潮流速度平均2节(1米/秒),底质软泥完全符合施工要求,证明材料《渤海湾》海图,海图编号11770(中国人民解放军海军司令部航海保证部,版权所有,中国航海图书出版社出版发行,地址:天津市塘沽区上海道1716号,邮编:300450,定价128元),见说明书附图图40,假如水轮机总长度260米,水轮机直径40米,水轮机叶桨共8组,水轮机每组叶桨长度25米,宽度10米,水轮机每组叶桨为6片,水轮机每组叶桨为单面材料制造,水轮机圆形材料为双面材料内部空心全封闭水密制造,浮于水面的水轮机,圆形材料为9片,采用材料钢板厚度0.018米,通过计算水轮机重量大约1万吨,制造这样大型水轮机水力发电站大约资金2亿元人民币(包括发电机组、固定装置),根据功率公式:功率(P)=力(F)×速度(V),水轮机6片叶桨至少2片在流动的水中,水轮机叶桨在水中平均深度为4米,叶桨动力矩是发电机阻力矩5倍,通过计算这样水轮机理论功率(P=F×V=4米×5倍×1000千克/立方米×10牛×25米×10米×2片×8组×1米/秒)为80万千瓦,假如实际功率取五分之一为16万千瓦,每天发电量:16万千瓦×24小时=384万千瓦时,1千瓦时=1度,为384万度,每年发电量:384万度×365天=140160万度,每年产值:140160万度×0.53元=7.42848亿元人民币,如果以每度0.2元出售,一台大型水轮机发电站每年收入金额:140160万度×0.2元=2.8032亿元人民币,投产9个月后收回成本,水轮机发电站使用寿命大约40年50年,收入非常可观(每台大型水轮机动能发电站每年折旧费:2亿元÷40年=500万元,每年每台水轮机动能发电站2亿元利息为2000万元,每年每台支出:500万元+2000万元=2500万元,每年收入是支出11倍,每年每台水轮机动能发电站利润收入2.5亿元人民币)。
假如:本发明卧式水轮机发电站一台布置在长江中下游流水中,假如:水轮机采用内部空心全封闭(水密)浮于水面的水轮机,假如:水轮机长度130米,水轮机直径30米,水轮机叶桨共5组,水轮机各叶桨长度20米,宽度7米,水轮机叶桨6片,水轮机叶桨动力矩是发电机阻力矩5倍,水轮机圆形材料为6片,水轮机的叶桨为单面材料、“圆形”为双面材料,内部空心浮于水面的水轮机,采用材料钢板厚度0.016米,通过计算水轮机重量大约3500吨钢铁,制造这样水轮机水力发电站大约资金8000万元人民币(包括发电机组,发电平台,固定装置),长江水流速一般5节-6节(2.5米/秒-3米/秒),根据功率公式:功率(P)=力(F)×速度(V),水轮机6片叶桨至少2片在流动的水中,水轮机叶桨在水中平均深度为3米,通过计算这样水轮机理论功率(P=F×V=3米×5倍×1000千克/立方米×10牛×20米×7米×2片×5组×2.5米/秒)为52.5万千瓦,假如实际功率取五分之一为10.5万千瓦,每天发电量:10.5万千瓦×24小时=252万千瓦时,每千瓦时为一度电,为252万度,每年发电量:252万度×365天=91980万度,每年产值:91980万度×0.53元/每度=48749.4万元,如果以每度0.2元出售,一台水轮机每年收入:91980万度×0.2元=18396万元,投产5个月后收回成本,水轮机发电站使用寿命大约40年-50年,收入非常可观(每台水轮机动能发电站每年折旧费:8000万元÷40年=200万元,每年每台水轮机动能发电站8000万元利息为800万元,每年每台支出:200万元+800万元=1000万元,每年收入是支出18倍,每年每台水轮机动能发电站利润收入1.7亿元人民币)。
建设水力发电站具有深远的战略意义,功在当代,利在千秋。根据中华人民共和国电力法规定:“第三条,电力事业应当适应国民经济和社会发展的需要,适当超前发展。国家鼓励,引导国内外的经济组织和个人依法投资开发电源,兴办电力生产企业。电力事业投资,实行谁投资,谁收益的原则。”发明人热烈欢迎国内外经济组织和个人兴办水力发电站,发明人非常愿意和您一起发展壮大,尽自已力量献计献策。根据中华人民共和国电力法规定;“第五条,电力建设、生产、供应和使用应当依法保护环境,采用新技术,减少有害物质排放,防治污染和其他公害。国家鼓励和支持利用可再生能源和清洁能源发电。”火力发电污染环境,违反自然规律,严重阻碍社会生产力发展,已到了历史最后阶段,必定淘汰,潮汐、水流动能发电必定成为未来电能主流。
中国电力能源发展道路思考:核能、石油、煤炭、天然气属一次性能源,储量有限,使用了不能再生,做为战略重要物资储藏起来,在特殊危急情况下使用,在今后100年、1000年社会生产力进一步提高情况下,为中华民族子孙后代留存一批宝贵能源,为今后社会生产力做贡献。目前,我国火力发电的燃料煤炭,集中在我国东北、西北地区,通过铁路运输,港口中转,再海船运输,到我国东南沿海地区,运输电煤的动力能源石油消耗非常巨大,发电成本非常高,而且建造火力发电厂相同功率投资成本高,发展火力发电可实是大弯路不可取。水流落差势能发电,有效资源集中在我国西南地区,占全国水流势能发电70%,西北约占12.5%,我国西南、西北地区属多山地带,山路崎岖,交通不便,建造水流落差势能发电站多在深山,建造发电站的材料、设备等的运输成本非常高,而且水流落差势能发电资源非常有限,根据新评估在技术上和经济上可开发水流落差势能发电装机容量4.93亿千瓦,水流落差势能发电发展道路受阻。核能发电,受核废料,核泄漏事故及地震,战争造成核泄漏难处理等限制,而且建造核电站投资成本非常高,开采核燃料成本大,发展核电站道路不可取。风力发电受季节,风速限制,时有时无,时快时慢,发出电能的频率、电压极不稳定,不准在国家电网上并网,只能做为辅助发电。太阳能(光伏)发电受昼夜温差,天气阴雨限制,太阳能发出电能电压不稳定,电器使用范围受限制,只能做为辅助发电。潮汐水流动能发电属再生能源,洁净环保,永不枯竭,相对集中,能量大(装机容量至少500亿千瓦以上),水流动能直接转化成电能,投资成本少,施工、安装极端方便,水力动能发电站在海上、江上前后左右延伸方阵排列几千平方公里,几万平方公里,统一发电,统一管理,统一向全国输送电,为社会生产力提高跃上新的高度,是目前中国电力能源发展唯一正确道路,敬请国家领导人,社会各界仁士,电力行业同仁,对本发明及以上观点进行实质验证,以科学发展观,以创新行动将水力发电站(超大型)的伟大工程早日付诸实现。
中华人民共和国一切水域,凡是流动的海水、江水、河水都能产生动能,把流动的海水、江水、河水的动能转化成机械能,机械能转化成电能,凡是采用柱、支架、锚、锚链、链环、沉箱、钢丝索、钢丝缆、缆绳等连接(固定)水轮机的技术方法发电的都属于本发明范围。凡是采用柱、支架、锚、锚链、链环、沉箱、钢丝索、钢丝缆、缆绳等连接(固定)发电平台(发电机组)的技术方法发电的都属于本发明范围。自然水流动的动能发电所采用卧式水轮机,螺旋式水轮机,浮于水面的水轮机,有浮力的水轮机,没有浮力的水轮机(单面材料)等都属于本发明范围。
已在上文中联系附图及假如例子对本发明进行了说明,本领域内技术人员可以理解,可对这些附图及假如例子的细节做出各种变化都属于本发明的范围。
对水力发电站(超大型)说明书所述内容都属于本发明的范围。对水力发电站(超大型)说明书所述内容的各种变化,以及水力发电站(超大型)说明书附图的各种变形,都属于本发明的范围。水力发电站(超大型)在实际使用过程中,要根据实际水域不同情况,采用不同发电技术方法,根据需要各种发电技术方法可以交叉使用,以及各种技术方法可以交叉使用。对水力发电站(超大型)的制造、施工、安装、运输、监理、生产、使用、经营等都属于本发明的范围。
Claims (4)
1.一种超大型水力发电站,其将流动的海水、江水、河水产生的动能转化成机械能,机械能转化成电能,以下为具有不同组成部件以适应不同水域条件的水力发电站:
(1)水力发电站由柱、支架、卧式水轮机、水轮机的轴芯、水轮机的中心轴、水轮机的叶桨、水轮机的轴芯齿轮、水轮机的圆形材料、水轮机圆形材料上的轨道、横梁、发电平台的轴芯、离合器、发电机组、调速器、液压机、油管、液压缸、液压杆、发电平台部件组成,其特征是:在流动的海水、江水、河水这些实际需要的区域,把柱、支架一头固定在海床、江床、河床里,另一头柱、支架露出水面或接近水面,然后用露出水面的柱、支架支撑水轮机两头轴芯活动固定,水轮机位置不变,水轮机自由转动,水轮机叶桨三片或三片以上,水轮机各叶桨用液压杆、液压缸等分连接在水轮机中心轴上,水轮机各叶桨两边活动连接在水轮机圆形材料凹槽轨道上,水轮机各叶桨沿凹槽轨道像闸门一样上下内外移动,水轮机各圆形材料之间应多处连接横梁,使水轮机整体强度加强,水轮机各叶桨采用单面材料制造,这样水轮机各叶桨重量轻,便于液压机对各叶桨上下内外移动时方便做功,水轮机的半径大于当地水域水位差,水轮机横卧在流动的水面上,水轮机一半在水中,另一半在空中,水轮机叶桨朝水流方向,这样水轮机受力最大,获得的能量最大,水轮机水中的叶桨在流动的水力的冲动下,推动水轮机旋转,水轮机轴芯齿轮带动发电平台发电机旋转,发电机工作发电,日夜不停地产生电能,发电平台的轴芯安装离合器,这样利于发电机组故障或维修时紧急停车,当自动调速器接收到发电机输出的电源,及电网二次需要调速、调频、调相的信号时,调速器指令液压机工作,液压机通过高压油管连接液压缸、液压杆工作,当液压杆伸出时,连接液压杆的叶桨同时伸出,水轮机叶桨在水中受水力面积增大,水轮机转速加快,力矩增大,使水轮机所产生的动力矩负荷与发电机需要的阻力矩负荷保持平衡,从而使发电机组始终保持额定转速,相反,当液压杆缩回,连接液压杆的叶桨同时缩回,水轮机叶桨在水中受水力面积减少,水轮机转速减慢,力矩减少,使水轮机所产生的动力矩负荷与发电机需要的阻力矩负荷保持平衡,从而使发电机组始终保持额定转速,水力发电站通过自动调速器,调速、调频、调相产生优质电能并电网,用柱、支架一头固定在海床、江床、河床里,另一头露出水面,然后用露出水面的柱、支架支撑工作平台,使工作平台位置不变,工作平台上方盖舱室;
(2)水力发电站由柱、支架、卧式水轮机、水轮机的圆形材料、水轮机的轴芯、水轮机的叶桨、水轮机的轴芯齿轮、发电平台、活动固定装置、发电机组、调速器、电缆、电动机、横梁、横档、齿轮、螺杆、压载泵、轨道、转轮组成,其特征是:在流动的海水、江水、河水这些实际需要的区域,卧式水轮机圆形材料内部空心全封闭水密制造,支撑水轮机整体重力、水轮机浮于水面,水轮机轴芯高于水面恰当高度,平行于水面,根据浮力定理制造,水轮机两头轴芯分别用柱、支架夹住,一头插入海底、江底、河底里,使柱、支架一头固定在海底、江底、河底里,使水轮机前后左右位置不变,发电平台浮于水面,上盖舱室,根据发电平台大小形状夹在四柱中间,使发电平台前后左右位置不变,用于夹住水轮机、发电平台的柱、支架的高度必须超过此水域历史上最高水位,反侧,水轮机、发电平台脱离位置飘移,用于夹住水轮机、发电平台的柱、支架插入海底、江底、河底里深度必须足够,反则,用于夹住水轮机、发电平台的柱、支架倒下,水轮机轴芯活动固定在发电平台上,使左右两台同轴芯水轮机和发电平台连成一体,水轮机与发电平台随水位升高而它们同时升高,随水位降落而它们同时降落,同轴芯的水轮机一台或一台以上,水轮机自由转动,水轮机叶桨三片或三片以上,水轮机各叶桨用螺杆等分连接在水轮机圆形材料横档上,水轮机各叶桨两边活动连接在水轮机圆形材料凹槽轨道上,水轮机各叶桨沿凹槽轨道像闸门一样可上下内外移动,水轮机叶桨两边在凹槽轨道内设置转轮,防止水轮机叶桨上下内外移动时卡住,水轮机各圆形材料和圆形材料之间应多处连接横梁,这样使水轮机整体强度加强,水轮机各叶桨采用单面材料制造,这样水轮机各叶桨重量轻,便于电动机螺杆旋转对各叶桨上下内外移动时方便做功,水轮机各组叶桨应与水轮机圆心点连接角度错开,这样利于水轮机叶桨受水力推动下匀速旋转利于发电,水轮机各组叶桨随水轮机直径增大各组叶桨片数增多,随水轮机直径减少各组叶桨片数减少,水轮机横卧在流动的水面上,水轮机一半在水中,另一半在空中,水轮机叶桨朝水流方向,这样水轮机受力最大,获得的能量最大,水轮机水中的叶桨在流动的水力的冲动下,推动水轮机旋转,水轮机轴芯齿轮带动发电平台的发电机发电,日夜不停地产生电能,当自动调速器接收到发电机输出的电源,及电网二次需要调速、调频、调相的信号时,调速器通过水密电缆连接各叶桨电动机工作,电动机旋转带动齿轮及螺杆旋转,当螺杆旋转水轮机的叶桨伸出,水轮机叶桨在水中受水力面积增大,水轮机转速加快,力矩增大,使水轮机所产生的动力矩负荷与发电机需要的阻力矩负荷保持平衡,从而使发电机组始终保持在额定转速,相反,当螺杆旋转水轮机的叶桨缩回,水轮机叶桨在水中受水力面积减少,水轮机转速减慢,力矩减少,使水轮机所产生的动力矩负荷与发电机组需要的阻力矩负荷保持平衡,从而使发电机组始终保持额定转速,水力发电站通过自动调速器,调速、调频、调相产生优质电能并电网,或者,当自动调速器接收到发电机组输出的电源,及电网二次需要调速、调频、调相的信号时,调速器线路连接发电平台压载泵工作,也可以调速器线路同时连接多台发电平台压载泵工作,当发电平台压载水压入或者排出,使发电平台吃水增大或者减少,同时使水轮机的叶桨吃水增大或者减少,使水轮机的叶桨受水力面积增大或者减少,使水轮机的叶桨力矩增大或者减少,使水轮机所产生的动力矩负荷与发电机需要的阻力矩负荷保持平衡,从而使发电机组始终保持额定转速,使水力发电站产生优质电能并电网;这种方法发电也可以采取水轮机两头轴芯分别各一只柱或一只支架,一头插入海底、江底、河底里,使柱或支架一头固定在海底、江底、河底里,然后水轮机两头轴芯分别活动固定在各一只柱或一只支架上,使水轮机前后左右位置不变,上下移动,其它方法同以上发电方法相同;
(3)水力发电站由柱、支架、卧式水轮机、水轮机的轴芯、水轮机的中心轴、水轮机的叶桨、水轮机的轴芯齿轮、水轮机的圆形材料、轨道、转轮、横梁、发电机组、发电机组齿轮、发电机组轴芯、调速器、液压机、电动机、油管、液压缸、液压杆、轴芯活动装置组成,其特征是:在流动的海水、江水、河水这些实际需要的区域,卧式水轮机圆形材料内部空心全封闭水密制造,支撑水轮机整体重力,水轮机浮于水面,水轮机轴芯高于水面恰当高度,平行于水面,根据浮力定理制造,水轮机两头轴芯分别用柱、支架夹住,一头插入海底、江底、河底里,使柱、支架一头固定在海底、江底、河底里,使水轮机前后左右位置不变,发电机组安装在水轮机的轴芯活动装置上,自动调速器安装在水轮机的轴芯活动装置上,液压机安装在水轮机的轴芯活动装置上,水轮机、发电机组、调速器、液压机、活动装置组成一体,发电机组活动固定在柱或支架上,使发电机组不会转动,上下移动,水轮机、发电机组、调速器、液压机、活动装置一起随水位升高而它们同时升高,随水位降低而它们同时降低,用于夹住水轮机的柱、支架的高度必须超过此水域历史上最高水位,反则,水轮机、发电机组、活动装置脱离位置飘移,用于夹住水轮机的柱、支架插入海底、江底、河底里深度必须足够,反则,用于夹住水轮机的柱、支架倒下,发电机组采用全封闭自动发电,水轮机安装发电机组的一头重力加大,因此水轮机发电机组一头的水轮机圆形材料加宽,增加水中容积,增大浮力,根据浮力定理制造,使水轮机轴芯与水面保持平行,同轴芯的水轮机一台或一台以上,水轮机自由转动,水轮机叶桨三片或三片以上,水轮机各叶桨用液压杆、液压缸等分连接在水轮机中心轴上,水轮机各叶桨两边活动连接在水轮机圆形材料凹槽轨道上,水轮机各叶桨沿凹槽轨道像闸门一样可上下内外移动,水轮机叶桨两边在凹槽轨道内,设置转轮,这样利于水轮机叶桨沿凹槽轨道上下内外移动时防止卡住,水轮机各圆形材料和圆形材料之间应多处连接横梁,这样使水轮机整体强度加强,水轮机各叶桨采用单面材料制造,这样水轮机各叶桨重量轻,便于液压机对叶桨上下内外移动时方便做功,水轮机各组叶桨与中心轴连接角度错开,这样利于水轮机叶桨受水力推动下匀速旋转利于发电,水轮机各组叶桨随水轮机直径增大增加叶桨片数,水轮机各组叶桨随水轮机直径减小减少叶桨片数,水轮机横卧在流动的水面上,水轮机一半在水中,另一半在空中,水轮机叶桨朝水流方向,水轮机水中的叶桨在流动的水力的冲动下,推动水轮机旋转,水轮机轴芯齿轮旋转带动发电机组齿轮旋转,也可以水轮机轴芯与发电机组轴芯同轴芯连接,水轮机轴芯旋转带动发电机组轴芯旋转,发电机组工作发电,日夜不停地产生电能,当自动调速器接收到发电机输出的电源及调速器偏差,及电网AGC系统和电厂AGC系统的指令时,调速器连接液压机工作,液压机通过高压油管连接液压缸、液压杆工作,当液压杆伸出时,连接液压杆的叶桨同时伸出,水轮机叶桨在水中受水力面积增大,水轮机转速加快,力矩增大,使水轮机所产生的动力矩与发电机需要的阻力矩负荷保持平衡,从而使发电机组始终保持额定转速,相反,当液压杆缩回,连接液压杆的叶桨同时缩回,水轮机叶桨在水中受水力面积减少,水轮机转速减慢,力矩减少,使水轮机所产生的动力矩负荷与发电机需要的阻力矩负荷保持平衡,从而使发电机组始终保持额定转速,水力发电站通过自动调速器,调速、调频、调相、调负荷产生优质电能并电网;也可以采取水轮机两头轴芯分别各一只柱、一只支架,一头插入海底、江底、河底里,使柱或支架固定在海底、江底、河底里,另一头柱或支架露出水面,然后水轮机两头轴芯分别活动固定在各一只柱或一只支架上,使水轮机前后左右位置不变,上下移动,其它同以上发电方法相同;
(4)水力发电站由锚、锚链、链环、沉箱、钢丝索、钢丝缆、缆绳、卧式水轮机、水轮机的轴芯、水轮机的中心轴、轴芯平台、发电平台、水轮机的叶桨、水轮机的轴芯齿轮、水轮机的圆形材料、轨道、横梁、轴芯、离合器、发电机组、调速器、液压机、电动机、油管、液压缸、液压杆组成,其特征是:在流动的海水、江水、河水这些实际需要的区域,卧式水轮机两头轴芯活动固定在轴芯平台与发电平台上,轴芯平台与发电平台用横梁连接在一起,使轴芯平台、发电平台、水轮机结成一体,轴芯平台与发电平台浮于水面,轴芯平台与发电平台用锚、锚链、链环、沉箱、钢丝索、钢丝缆、缆绳固定在海底、江底、河底,轴芯平台、发电平台、水轮机前后左右位置不变,轴芯平台、发电平台、水轮机随水位升高而升高,随水位降低而降低,水轮机可采用内部空心全封闭浮于水面的水轮机,也可以采用不封闭没浮力,靠轴芯平台和发电平台支撑水轮机重力,根据浮力定理制造,同轴芯水轮机一台或一台以上,水轮机自由转动,水轮机叶桨三片或三片以上,水轮机各叶桨用液压杆、液压缸等分连接在水轮机中心轴上,水轮机各叶桨两边活动连接在水轮机圆形材料凹槽轨道上,水轮机各叶桨沿凹槽轨道像闸门一样可上下内外移动,水轮机各圆形材料和圆形材料之间应多处连接横梁,使水轮机整体强度加强,水轮机各叶桨采用单面材料制造,这样水轮机各叶桨重量轻,便于液压机对各叶桨上下内外移动时方便做功,水轮机各组叶桨应与中心轴连接角度错开,这样利于水轮机叶桨受水力推动下匀速旋转,利于发电,水轮机各组叶桨随水轮机直径增大各组叶桨片数增多,随水轮机直径减少各组叶桨片数减少,水轮机横卧在流动的水面上,水轮机一半在水中,另一半在空中,水轮机叶桨朝水流方向,这样水轮机受力最大,获得的能量最大,水轮机水中的叶桨在流动的水力的冲动下,推动水轮机旋转,水轮机轴芯齿轮带动发电平台发电机旋转,发电机工作发电,日夜不停生产电能,旋转轴芯安装离合器,这样利于发电机组故障或维修时紧急停止转动,当自动调速器接收到发电机输出的电源,及电网系统需要调速、调频、调相指令时,调速器连接液压机工作,液压机通过高压油管连接液压缸、液压杆工作,当液压杆伸出时,连接液压杆的叶桨同时伸出,水轮机叶桨在水中受水力面积增大,水轮机转速加快,力矩增大,使水轮机所产生的动力矩负荷与发电机需要的阻力矩负荷保持平衡,从而使发电机组始终保持额定转速,相反,当液压杆缩回,连接液压杆的叶桨同时缩回,水轮机叶桨在水中受水力面积减少,水轮机转速减慢,力矩减少,使水轮机所产生的动力矩负荷与发电机需要的阻力矩负荷保持平衡,从而使发电机组始终保持额定转速,水力发电站通过自动调速器,调速、调频、调相产生优质电能并电网;
(5)水力发电站由锚、锚链、链环、沉箱、钢丝索、钢丝缆、缆绳、卧式水轮机、水轮机的轴芯、水轮机的中心轴、水轮机的叶桨、水轮机的齿轮、水轮机的圆形材料、轨道、横梁、发电机组、发电机组轴芯、发电机组齿轮、轴芯、调速器、液压机、电动机、油管、液压缸、液压杆、水密空气箱、液压泵、重力垂、固定装置组成,其特征是:在流动的海水、江水、河水这些实际需要的区域,卧式水轮机的圆形材料内部空心全封闭水密制造,水轮机浮力等于重力,使水轮机浮于水面,水轮机两头轴芯高于水面恰当高度,平行于水面,根据浮力定理制造,水轮机两头轴芯用固定装置活动连接,固定装置用锚、锚链、链环、沉箱、钢丝索、钢丝缆、缆绳固定在海底、江底、河底,水轮机、固定装置前后左右位置不变,发电机组安装在水轮机的轴芯活动固定装置上方,自动调速器安装在水轮机的轴芯活动固定装置上方,液压机安装在水轮机的轴芯活动固定装置上方,发电机组保持在水轮机轴芯的固定装置上方,水轮机轴芯的固定装置下方应连接水密空气箱浮在水面上,空气箱容积根据浮力定理制造,这样使发电机组重心下移,使发电机组永远保持在水轮机轴芯固定装置上方,而且空气箱浮力能支撑发电机组重力,也可以水轮机轴芯的固定装置下方应悬挂重力垂,使发电机组重心下移,发电机组永远保持在水轮机轴芯固定装置上方,水轮机、发电机组、活动固定装置全部结成一体,水轮机、发电机组随水位升高而升高,随水位降低而降低,发电机组采用全封闭自动发电,同轴芯水轮机一台或一台以上,水轮机自由转动,水轮机叶桨三片或三片以上,水轮机各叶桨用液压缸、液压杆等分连接在中心轴上,水轮机各叶桨两边活动连接在水轮机圆形材料凹槽轨道上,水轮机各叶桨沿凹槽轨道像闸门一样可上下内外移动,水轮机圆形材料和圆形材料之间应多处连接横梁,使水轮机整体强度加强,水轮机各叶桨采用单面材料制造,这样水轮机各叶桨重量轻,便于液压机对各叶桨上下内外移动时方便做功,水轮机各组叶桨应与中心轴连接角度错开,这样利于水轮机叶桨受水力推动下匀速旋转利于发电,水轮机各组叶桨随水轮机直径增大各组叶桨片数增多,随水轮机直径减少各组叶桨片数减少,水轮机横卧在流动的水面上,水轮机一半在水中,另一半在空中,水轮机叶桨朝水流方向,水轮机水中的叶桨在流动的水力的冲动下,推动水轮机旋转,水轮机齿轮安装在水轮机圆形材料上,水轮机齿轮旋转带动发电机组齿轮旋转,也可以水轮机轴芯与发电机组轴芯同轴芯连接,水轮机轴芯旋转带动发电机组轴芯旋转,发电机组工作发电,日夜不停地产生电能,当自动调速器接收到发电机输出的电源,及调速器偏差,及电网需要调速、调频要求时,调速器指令液压机工作,液压机通过高压油管连接液压缸、液压杆工作,当液压杆伸出时,连接液压杆的叶桨同时伸出,水轮机叶桨在水中受水力面积增大,水轮机转速加快,力矩增大,使水轮机所产生的动力矩负荷与发电机需要的阻力矩负荷保持平衡,从而使发电机组始终保持额定转速,相反,当液压杆缩回,连接液压杆的叶桨同时缩回,水轮机叶桨在水中受水力面积减少,水轮机转速减慢,力矩减少,使水轮机所产生的动力矩负荷与发电机需要的阻力矩负荷保持平衡,从而使发电机组始终保持额定转速,水力发电站通过自动调速器,调速、调频、调相产生优质电能并电网;或者,水轮机两头轴芯用固定装置活动连接,然后用锚链、钢丝索、缆绳,前后连接水轮机与水轮机的固定装置,使水轮机与水轮机纵向串联连接,再用锚、锚链、链环、沉箱、钢丝索、缆绳固定在海底、江底、河底里,使串联水轮机前后左右位置不变,使串联水轮机同时随水位升高而升高,随水位降低而同时降低;
(6)水力发电站由链环、锚链、卸扣、卧式水轮机、水轮机轴芯、水轮机的圆形材料、水轮机的叶桨、安全护罩、固定装置组成,其特征是:在流动海水、江水、河水这些实际需要的区域,海底、江底、河底底质岩石坚硬,两岸山地或者两座岛屿之间的水域,选择两岸山地适合的地点,把链环固定在山体上,安装时,在两岸山地任何一处施工好的固定链环上暂时连接绞缆车、滑轮组,将小绳用船或撇缆枪引渡到对岸,将对岸大绳、钢丝绳收来,用大绳、钢丝绳再通过绞缆车、滑轮组把对岸锚链收来、收紧,然后把收紧锚链连接在两岸施工好的链环上,可用卸扣连接,锚链拉力强度必须足够,锚链高于水面恰当高度,水轮机两头轴芯活动固定装置用锚链连接在施工好的锚链上,锚链连接空气箱,使锚链浮于水面或接近于水面,这样利于水轮机安装,水力动能发电站采用串联发电,卧式水轮机圆形材料内部空心全封闭水密制造,支撑水轮机整体重力,水轮机浮于水面,根据浮力定理制造,水轮机随水位升高而升高,随水位降低而降低,水轮机水面下部分,安装安全护罩,水轮机安全护罩与水轮机轴芯活动固定装置连成一体,当水轮机随水位降低到一定程度时,水轮机安全护罩接触海底、江底、河底、水轮机安全护罩支撑水轮机整体的重力,这样使水轮机的叶桨旋转不会碰到海底、江底、河底,使水轮机的叶桨不会碰坏,这样利于在水位低下情况下水力动能发电站也可以继续发电,水轮机自由转动,水轮机叶桨三片或三片以上,水轮机各叶桨用液压缸、液压杆等分连接在中心轴上,水轮机各叶桨两边活动连接在水轮机圆形材料凹槽轨道上,水轮机各叶桨沿凹槽轨道像闸门一样可上下内外移动,水轮机圆形材料和圆形材料之间应多处连接横梁,使水轮机整体强度加强,水轮机各叶桨采用单面材料制造,这样水轮机各叶桨重量轻,便于液压机对各叶桨上下内外移动时方便做功,水轮机各组叶桨应与中心轴连接角度错开,这样利于水轮机叶桨受水力推动下匀速旋转利于发电,水轮机各组叶桨随水轮机直径增大各组叶桨片数增多,随水轮机直径减少各组叶桨片数减少,水轮机横卧在流动的水面上,水轮机一半在水中,另一半在空中,水轮机叶桨朝水流方向,水轮机水中的叶桨在流动的水力的冲动下,推动水轮机旋转,水轮机齿轮安装在水轮机圆形材料上,水轮机齿轮旋转带动发电机组齿轮旋转,也可以水轮机轴芯与发电机组轴芯同轴芯连接,水轮机轴芯旋转带动发电机组轴芯旋转,发电机组工作发电,日夜不停地产生电能,当自动调速器接收到发电机输出的电源,及调速器偏差,及电网需要调速、调频要求时,调速器指令液压机工作,液压机通过高压油管连接液压缸、液压杆工作,当液压杆伸出时,连接液压杆的叶桨同时伸出,水轮机叶桨在水中受水力面积增大,水轮机转速加快,力矩增大,使水轮机所产生的动力矩负荷与发电机需要的阻力矩负荷保持平衡,从而使发电机组始终保持额定转速,相反,当液压杆缩回,连接液压杆的叶桨同时缩回,水轮机叶桨在水中受水力面积减少,水轮机转速减慢,力矩减少,使水轮机所产生的动力矩负荷与发电机需要的阻力矩负荷保持平衡,从而使发电机组始终保持额定转速,水力发电站通过自动调速器,调速、调频、调相产生优质电能并电网;
(7)水力发电站由锚、锚链、链环、沉箱、钢丝索、钢丝缆、缆绳、发电平台、绞锚机、卧式水轮机、水轮机的轴芯、水轮机的中心轴、水轮机的叶桨、水轮机的轴芯齿轮、水轮机的圆形材料、横梁、发电机组、调速器、电线、压载泵、电动机、活动固定装置组成,其特征是:在流动的海水、江水、河水这些实际需要的区域,发电平台浮于水面,发电平台左右两侧活动固定同轴芯相等卧式水轮机各一台,两侧水轮机的外缘的轴芯用活动固定装置连接在横梁上,发电平台、卧式水轮机用横梁结成一体,水轮机可采用内部空心全封闭水密制造,浮于水面的水轮机,也可以靠发电平台支撑水轮机重力,发电平台用锚、锚链、链环、沉箱、钢丝索、钢丝缆、缆绳固定在海底、江底、河底里,发电平台、水轮机前后左右位置不变,发电平台、水轮机随水位升高而升高,随水位降低而降低,发电平台前后安装绞锚机利于以后调整锚链长短,迁移其他水域发电,或者撤离水力发电站做预备,水轮机自由转动,水轮机各叶桨等分固定在水轮机中心轴上,水轮机叶桨三片或三片以上,水轮机横卧在流动的水面上,水轮机叶桨朝水流方向,这样水轮机受力最大,获得的能量最大,水轮机一半在水中,另一半在空中,水轮机水中的叶桨在流动的水力的冲动下,推动水轮机旋转,水轮机轴芯齿轮带动发电机旋转,发电机工作发电,日夜生产电能,当自动调速器接收到发电机输出的电源,及电网需要调速、调频、调相的信号时,调速器用电线连线发电平台的压载泵工作,也可以调速器用电线同时连接多台发电平台的压载泵工作,当调速器指令发电平台压载泵压入压载水时,发电平台吃水增大,同时水轮机吃水也增大,水轮机的叶桨在水中受水力面积增大,水轮机转速加快,力矩增大,使水轮机所产生的动力矩负荷与发电机需要的阻力矩负荷保持平衡,从而使发电机组始终保持额定转速,相反,当调速器指令发电平台的压载泵排出压载水时,发电平台吃水减少,同时水轮机吃水也减少,水轮机的叶桨在水中受水力面积也减少,水轮机转速减慢,力矩减少,使水轮机所产生的动力矩负荷与发电机需要的阻力矩负荷保持平衡,从而使发电机组始终保持额定转速,水力发电站通过自动调速器、压载泵,调速、调频、调相、调负荷产生优质电能并电网;或者,发电平台用锚、锚链固定在海底、江底、河底里,然后将多台发电平台用锚链、钢丝索、缆绳纵向联串连接,再后将发电平台用锚、锚链固定在海底、江底、河底里,使串联发电平台前后左右位置不变,使联串发电平台同时随水位升高而升高,随水位降低而同时降低;
(8)水力发电站由空心柱、空心方形柱、方形柱、发电平台、螺旋式水轮机、螺旋式水轮机的轴芯、螺旋式水轮机的中心轴、螺旋式水轮机的叶桨、螺旋式水轮机的轴芯齿轮、螺旋式水轮机固定柱、固定芯子、链条、齿轮杆、发电机组、发电机组齿轮、插销、调速器、液压机、电动机、油管、液压缸、液压杆组成,其特征是:在流动的海水、江水、河水这些实际需要的区域,用空心柱从上到下开一条槽,槽长度大于发电平台到水轮机固定芯子的长度,缝宽度大于水轮机固定芯子的宽度,用这样的空心柱一头插入海床、江床、河床里,使空心柱固定在海床、江床、河床里,另一头露出水面,螺旋式水轮机发电装置在工厂全部制造好后,放在驳船上,运到施工现场,用浮吊吊起螺旋式水轮机发电装置放在施工好的开缝空心柱上方,水轮机固定芯子对准施工好空心柱的缝,水轮机的柱对准施工好空心柱的中心放下,螺旋式水轮机发电装置插入施工好空心柱里,水轮机叶桨进入水中,施工好空心柱支撑螺旋式水轮机发电装置的重力,然后将空心柱插销插牢,这样防止螺旋式水轮机发电装置上下移动时脱离施工好的空心柱跑掉,螺旋式水轮机活动固定在柱上,水轮机叶桨二片或二片以上,水轮机各叶桨等分固定在中心轴上,水轮机的轴芯、叶桨、轴芯齿轮一体,水轮机朝水流方向,水轮机叶桨在水力冲动下旋转,水轮机齿轮通过链条或齿轮杆带动发电平台的发电机组齿轮旋转,发电机组旋转发电,日夜不停生产电能,当自动调速器接收到发电机组输出的电源,及电网需要调速、调频、调相信号时,调速器指令液压机工作,液压机通过高压油管连接液压缸及液压杆工作,当液压杆缩回时,螺旋式水轮机发电装置整体向下移动,水轮机叶桨在水中受水力面积增大,水轮机转速加快,力矩增大,使水轮机所产生的动力矩负荷与发电机组需要的阻力矩负荷保持平衡,从而使发电机组始终保持额定转速,相反,当液压杆伸出时,螺旋式水轮机发电装置整体向上移动,水轮机叶桨在水中受水力面积减少,水轮机转速减慢,力矩减少,使水轮机所产生的动力矩负荷与发电机组需要的阻力矩负荷保持平衡,从而使发电机组始终保持额定转速,螺旋式水力发电站通过自动调速器,调速、调频、调相产生优质电能并电网,螺旋式水轮机水力发电站可以单独发电,也可以前后左右延伸方阵发电,也可与卧式水轮机水力发电站组合发电;或者,将方形柱子插入海床、江床、河床里,使方形柱固定在海床、江床、河床里,柱另一头露出水面,螺旋式水轮机固定在空心方形柱上,工厂整体制造好后,放在驳船上,运到现场,用浮吊吊起螺旋式水轮机发电装置整体放在施工好方形柱上,使施工好的方形柱插入水轮机空心方形柱里,施工好的方形柱支撑水轮机整体重力,水轮机叶桨进入水中即可发电。
2.一种根据权利要求1所述的超大型水力发电站的水轮机转速调节和运行方法,以下为具有不同组成部件以适应不同水域条件的水力发电站的水轮机转速调节和运行方法:
(1)液压式:水力发电站通过自动调速器接收到发电机组输出的电源需要调频、调相、调压信号时,调速器连接液压机工作,液压机通过高压油管连接水轮机各叶桨液压缸,液压缸内活塞连接液压杆做功,液压缸周围水轮机叶桨采用两面材料制造,留有空间,当水轮机叶桨缩回时液压缸插入叶桨中间,这样利于水轮机叶桨上下内外移动时增加移动幅度,利于发电,液压杆周围包裹一层到二层水密帆布或橡皮套,这样防止液压杆日久腐蚀生锈,及液压缸漏油,液压杆接头位置在水轮机叶桨中心,这样利于液压杆对水轮机叶桨做功时叶桨受力匀均,防止叶桨上下内外移动时卡住,当液压杆伸出时,连接液压杆的叶桨同时伸出,水轮机叶桨在水中受水力面积增大,水轮机转速加快,力矩增大,从而使发电机组始终保持额定转速,相反,当液压杆缩回,连接液压杆的叶桨同时缩回,水轮机叶桨在水中受水力面积减少,水轮机转速减慢,力矩减少,使水轮机所产生的动力矩负荷与发电机需要的阻力矩负荷保持平衡,从而使发电机组始终保持额定转速,水力发电站通过自动调速器调速、调频、调相产生优质电能并电网,调速器连接液压机工作,调速器设置二档,自动挡和手动挡,调速器自动档功能:调速器自动档与发电机输出的电源相连,服从电网指令,通过调速、调频、调相产生优质电能并电网,调速器手动档功能:当水轮机、发电站需要定期检修保养时,调速器转向手动档,按操作手柄,液压机工作,将水轮机各组叶桨收回,使水轮机各组叶桨离开流动水中,水轮机停止不动,待水轮机、发电站检查保养完成后,再按操作手柄,液压机工作,使水轮机各组叶桨进入流动水中,水轮机按规定转速旋转,调速器从手动档转向自动档,发电站正常发电,安装液压机到各液压缸高压油管,由于水轮机日夜不停旋转,同时水轮机轴芯也不停旋转,液压机高压油管只能从水轮机两端轴芯圆心点输入、输出液压油,水轮机轴芯外高压油管与水轮机轴芯内高压油管全封闭紧密活动对接,防止漏油,也可以在轴芯外反接,而且制造安装方便,水轮机轴芯外高压油管用支架、螺丝固定在水轮机活动固定装置上,这样水轮机旋转,水轮机轴芯外高压油管不会旋转,水轮机轴芯内高压油管随水轮机一起旋转,轴芯内高压油管连接到水轮机各组叶桨液压缸上,液压杆对水轮机各组叶桨做功,水轮机各叶桨沿圆形材料上凹槽轨道像闸门一样上下内外移动,水轮机圆形材料上凹槽轨道上下顶端设置停止档板,当水轮机叶桨移到顶端时在停止档板作用下,液压机功能液压油自然进入下一组水轮机叶桨做功,当各组水轮机叶桨都到顶端时或故障时,高压油管压力表升到规定数值,液压机自动关机或手动关机,水轮机转速调节,实际水域水的流速、流量,发电机功率,三者相匹配,发挥最大发电效能;
(2)螺杆式:水力发电站通过自动调速器接收到发电机组输出的电源需要调频、调相、调压信号时,调速器通过水密电缆连接水轮机各叶桨电动机工作,水轮机各叶桨采用大小形状相等制造,各叶桨电动机功率、转速同步制造,这样利于电动机对水轮机各叶桨上下内外移动做功时同步进行,水轮机各叶桨螺母内设置牛油嘴,利于以后加牛油润滑,水轮机各叶桨沿圆形材料上凹槽轨道像闸门一样可上下内外移动,水轮机叶桨在凹槽轨道内设置转轮,防止水轮机叶桨上下内外移动时卡住,电动机旋转带动齿轮及螺杆旋转,当螺杆旋转水轮机的叶桨伸出,水轮机叶桨在水中受水力面积增大,水轮机转速加快,力矩增大,使水轮机所产生的动力矩负荷与发电机需要的阻力矩负荷保持平衡,从而使发电机组始终保持在额定转速,相反,当螺杆旋转水轮机的叶桨缩回,水轮机叶桨在水中受水力面积减少,水轮机转速减慢,力矩减少,使水轮机所产生的动力矩负荷与发电机需要的阻力矩负荷保持平衡,从而使发电机组始终保持额定转速,水力发电站通过自动调速器,调速、调频、调相产生优质电能并电网,调速器通过水密电缆连接水轮机各叶桨电动机工作,调速器设置二档,自动挡和手动挡,调速器自动档功能:调速器自动档与发电机组输出的电源相连,服从电网指令,通过调速、调频、调相产生优质电能并电网,调速器手动档功能:当水轮机、发电站需要定期检修保养时或故障时,调速器转向手动档,按操作手柄,各叶桨电动机工作,将水轮机各组叶桨收回,水轮机各组叶桨离开流动水中,水轮机停止不动,待水轮机、发电站检修保养完成后或故障排除后,再按操作手柄,各叶桨电动机工作,使水轮机各组叶桨进入流动水中,水轮机按规定转速旋转,调速器从手动档转向自动档,发电站正常发电,安装调速器到各叶桨电动机水密电缆,由于水轮机日夜不停旋转,同时水轮机中心轴也不停旋转,调速器到各叶桨电动机通电电缆只能活动连接,水轮机中心轴需要通电电缆的区域表面包裹绝缘材料在水轮机中心轴绝缘材料上敷设环形母线,调速器输出电缆及弹性母线同时固定在绝缘板上,使弹性母线和水轮机中心轴上敷设环形母线紧密活动接触,使它们之间保持永久闭合状态,水轮机中心轴上敷设环形母线用接线鼻连接水密电缆到水轮机各叶桨电动机上,水轮机正转、反转,调速器到各叶桨电动机水密电缆始终保持闭合状态,水轮机各叶桨沿圆形材料上凹槽轨道像闸门一样上下内外移动,水轮机凹槽轨道上下顶端设置水密行程开关,当水轮机叶桨移到顶端时在水密行程开关作用下,电动机自动关机或手动关机,水轮机转速调节,实际水域水的流速、流量,发电机功率,三者相匹配,发挥最大发电效能;
(3)发电平台压载水控制式:水力发电站通过自动调速器接收到发电机输出的电源,及电网需要调速、调频、调相的信号时,调速器用电线连接发电平台的压载泵工作,也可以调速器用电线同时连接发电平台的多台压载泵工作,当调速器指令发电平台的压载泵压入压载水时,发电平台吃水增大,同时水轮机吃水也增大,水轮机的叶桨在水中受水力面积增大,水轮机转速加快,力矩增大,使水轮机所产生的动力矩负荷与发电机组需要的阻力矩负荷保持平衡,从而使发电机组始终保持额定转速,相反,当调速器指令发电平台的压载泵排出压载水时,发电平台吃水减少,同时水轮机吃水也减少,水轮机的叶桨在水中受水力面积也减少,水轮机转速减慢,力矩减少,使水轮机所产生的动力矩负荷与发电机组需要的阻力矩负荷保持平衡,从而使发电机组始终保持额定转速,水力发电站通过自动调速器、压载泵,调速、调频、调相、调负荷产生优质电能并电网,调速器用电线连接发电平台的压载泵工作,调速器设置二档,自动挡和手动挡,调速器自动档功能:调速器自动档与发电机输出的电源相连,服从电网指令,通过调速、调频、调相产生优质电能并电网,调速器手动档功能:当水轮机、发电站需要定期检修保养时或故障时,调速器转向手动档,按操作手柄,发电平台的压载泵工作,将发电平台压载水排干,同时水轮机各组叶桨离开流动水中,水轮机停止不动,待水轮机、发电站检修保养完成后或故障排除后,再按操作手柄,发电平台的压载泵工作,发电平台压入压载水,发电平台与水轮机同时浸入流动水中,水轮机叶桨在水力冲动下旋转,水轮机按规定转速旋转,调速器从手动档转向自动档,发电站正常发电,水轮机转速调节,实际水域水的流速、流量,发电机功率,三者相匹配,发挥最大发电效能;
(4)发电平台连接水轮机升降式:螺旋式水力动能发电站,在实际需要水域把开缝柱或方形柱固定在海底、江底、河底里,螺旋式水轮机发电装置在工厂全部制造完成一体后,放到驳船上,运到现场,用浮吊吊起螺旋式水轮机发电装置整体插入施工好柱上,施工好柱支撑螺旋式水轮机发电装置整体重力,螺旋式水轮机发电装置整体沿施工好柱可上下移动,螺旋式水轮机中心轴内部空心全封闭制造,浮力等于水轮机重力,或者,水轮机中心轴内部空心的浮力小于发电装置整体的重力,大于水轮机重力,根据浮力定理制造,这样利于液压机对螺旋式水轮机发电装置整体上下移动时方便做功,当自动调速器接收到发电机组输出的电源,及电网需调速、调频、调相信号时,调速器指令液压机工作,液压机通过高压油管连接液压缸及液压杆工作,液压杆顶在施工好的柱上,当液压杆缩回时,螺旋式水轮机发电装置整体向下移动,水轮机叶桨在水中受水力面积增大,水轮机转速加快,力矩增大,使水轮机所产生的动力矩负荷与发电机需要的阻力矩负荷保持平衡,从而使发电机组始终保持额定转速,相反,当液压杆伸出时,螺旋式水轮机发电装置整体向上移动,水轮机叶桨在水中受水力面积减少,水轮机转速减慢,力矩减少,使水轮机所产生的动力矩负荷与发电机组需要的阻力矩负荷保持平衡,从而使发电机组始终保持额定转速,螺旋式水力发电站通过自动调速器,调速、调频、调相产生优质电能并电网,调速器连接液压机工作,调速器设置二档,自动档和手动档,调速器自动档功能:调速器自动档与发电机输出的电源相连,服从电网指令,通过调速、调频、调相产生优质电能并电网,调速器手动档功能:当水轮机、发电站需要定期检修保养时或故障时,调速器转向手动档,按操作手柄,液压机工作,液压杆伸出,螺旋式水轮机发电装置整体向上移动,水轮机叶桨离开流动水中,水轮机停止不动,待水轮机、发电站检修保养完成后或故障排除后,再按操作手柄,液压机工作,液压杆缩回,螺旋式水轮机发电装置整体向下移动,水轮机叶桨进入流动水中,水轮机按规定转速旋转,调速器从手动档转向自动档,发电站正常发电;或者,液压杆改成螺杆,液压机改成电动机,电动机带动螺杆旋转,螺杆旋转伸缩使发电装置整体上下移动,其它方法同以上相同,水轮机转速调节,实际水域水的流速、流量,发电机功率,三者相匹配,发挥最大发电效能。
3.一种根据权利要求1所述的超大型水力发电站的制造技术方法,其特征在于:
为实现水力发电站发电,水轮机制造工厂选择在靠海边、江边、河边合适的地方,水轮机制造后装卸到驳船平台上安全运输,或把水轮机内部空心全封闭,浮于水面的水轮机,装卸到水面上安全运输的区域,水轮机制造车间大型门吊行车轨道从陆地车间一直延伸到海面、江面、河面上,水面上轨道要适合于水轮机装卸,水面上的大型门吊的行车轨道用柱或支架一头固定在海床、河床、江床里,另一头支撑水面上大型门吊行车轨道,使行车轨道位置不变,这样利于水轮机)制造好后,方便装卸到驳船平台上运输,或把浮于水面上的水轮机装卸到水面上运输,以同样方法将水轮机制造车间向左右延伸排列,这样利于工厂把水轮机制造好后方便装卸、运输,也可以这样水轮机制造工厂选择不靠海边、江边、河边的地方,水轮机在工厂制造好后放在大型车上运到专用码头,用大吊或浮吊将水轮机装卸到驳船上或水面上运输;
以下为水轮机制造方案:
(1)卧式水轮机制造:第一步,水轮机中心轴及中心轴两头轴芯在制造车间地面上制作好;第二步,将制作好水轮机中心轴用门吊吊到空中适当高度,然后用支柱支撑水轮机中心轴两头轴芯活动固定,水轮机中心轴可以转动,支柱固定在车间地面上位置不变,将水轮机叶桨在车间地面上制作好后,用门吊将水轮机叶桨内边需焊接一边朝上立直吊起与中心轴下缘吻合焊接,使第一片叶桨与中心轴一体;第三步,用门吊吊起制作好扇形材料与第一片叶桨一边,中心轴一头吻合焊接,用门吊吊起制作好扇形材料与第一片叶桨另一边,中心轴另一头吻合焊接,使它们一体,水轮机制造车间,四个角分别安装大功率绞缆车,或是多台绞缆车,绞缆车钢丝索分别通过导向滑轮与第一片叶桨外缘两角连接,绞缆车钢丝索调整中心轴恰当位置固定,然后用门吊将水轮机第二片叶桨内边需焊接一边朝上立直吊起与中心轴下缘吻合焊接,水轮机第二片叶桨与第一片叶桨之间扇形材料焊接使它们之间强度加强,中心轴,第一片叶桨,第二片叶桨,二片叶桨之间扇形材料固定连接;第四步,用门吊吊起制作好扇形材料与第一片叶桨一边,中心轴一头吻合焊接,用门吊吊起制作好扇形材料与第一片叶桨另一边,中心轴另一头吻合焊接,使它们一体,调整钢丝索角度,用门吊将水轮机第三片叶桨平横吊起,需焊接叶桨内边与中心轴边缘吻合焊接,使它们之间强度加强,中心轴,第一片叶桨,第二片叶桨,第三片叶桨,叶桨与叶桨之间扇形材料一体,第五步,方法同第四步相同,中心轴、第一片叶桨、第二片叶桨、第三片叶桨、第四片叶桨,及叶桨与叶桨之间扇形材料连成一体,第六步,调整钢丝索,方法同第四步相同,中心轴,一、二、三、四、五叶桨,叶桨与叶桨之间扇形材料结成一体,第七步,用门吊吊起制作好扇形材料与第五片叶桨一边中心轴一头焊接,用门吊吊起制作好扇形材料与第五片叶桨另一边,中心轴另一头焊接,用门吊立直吊起第六片已制作好叶桨焊接的一边朝下与水轮机中心轴上缘吻合焊接,用门吊吊起第六片叶桨与第四片叶桨之间扇形材料焊接,扇形材料焊接完成后形成圆形,使水轮机整体之间强度加强,中心轴,一、二、三、四、五、六叶桨及叶桨与叶桨之间连成一体,水轮机各叶桨正反两面纵横十字交错衬档焊接,利于加强水轮机强度,另一方面增加水轮机叶桨受水力面积及阻力,从而增加水轮机获得更多能量,水轮机叶桨顶端焊接“J”形材料,“J”形材料朝水流方向,这样水轮机获得更大的能量,水轮机叶桨三面受水力成斗形,从而获得更大的能量,根据水轮机长短,水轮机叶桨与叶桨之间应多处焊接扇形材料,使水轮机整体强度加强;制造内部空心全封闭浮于水面的水轮机时,水轮机每叶桨、圆形材料边缘梭角固定碰垫,防止在运输、安装、使用的过程中碰坏进水沉没,水轮机的每叶桨、叶桨与叶桨连接扇形材料内部空心,分隔成小格,每小格全封闭水密制造,在运输、安装、使用的过程中损坏,局部进水时水轮机不会沉没,水轮机中心轴内部空心全封闭具有抗沉性,水轮机轴芯齿轮活动套在水轮机轴芯上,水轮机轴芯齿轮设置螺丝,当螺丝紧固时水轮机轴芯齿轮与水轮机轴芯一体,当螺丝松开时水轮机轴芯转动,水轮机轴芯齿轮不会转动,这样利于维修保养,水轮机焊接完成后,水轮机材料表面涂防腐漆,延长水轮机使用寿命,水轮机制造完成后,用一台或同轨道多台门吊同时起吊受力均匀,缓缓沿轨道向海面方向移动,移到海面恰当位置把水轮机放在驳船平台上运输,或把浮于水面水轮机放在海面上运输,或者,在工厂车间把水轮机的中心轴、叶桨、连接扇形或圆形各部件分组成若干小部件用船或车运到现场,在现场再组装成整体水轮机投入使用,这种技术方法适合小型水轮机发电,但对大型水轮机发电不妥;
(2)卧式水轮机浮于水面制造方案:第一步,水轮机两头圆形材料连接两头轴芯分别在车间地面上制作好后,吊到空中分别将水轮机两头轴芯活动固定在车间地面上支柱或支架上,水轮机两头圆形材料连接两头轴芯可以自由转动,可用绞缆车钢丝索控制,水轮机两头圆形材料内部空心全封闭制造;第二步,水轮机中心轴在车间地面上制造好后,用大吊平行吊起与水轮机两头圆形材料中心点焊接或用螺丝连接;第三步,将在车间地面上制作好水轮机的各叶桨等分焊接在水轮机两头圆形材料上,水轮机的叶桨为单面材料,水轮机的叶桨,根据水轮机直径确定,小直径为4片或5片,大直径可依次增加叶桨片数;第四步,根据水轮机长短各叶桨之间应连接扇形材料,连接完成后为圆形,使水轮机整体强度加强,扇形材料内部空心全封闭水密制造,水轮机的浮力靠水轮机两头内部空心的圆形材料及内部空心的扇形材料控制,如果制造浮于水面的水轮机,增宽圆形材料及扇形材料内部空间,使水轮机在水中容积增大,根据浮力定理制造使水轮机浮于水面,如果制造有浮力的水轮机,控制圆形材料及扇形材料内部空间,根据浮力定理制造,水轮机在水中产生浮力使水轮机重力减少,水轮机重力减少,使支撑水轮机两头轴芯活动固定装置摩擦力减少,轴芯磨损减少,获得能量增大;
(3)大型卧式水轮机发电站制造a:第一步,大型卧式水轮机发电站制造船坞选择靠海边、江边、河边的地方,水轮机制造船坞,船坞口及水轮机运输的水域的水深必须超过水轮机浸入水中深度,水轮机制造的船坞与大型船舶修船、造船船坞基本一样,水轮机制造船坞要求吃水更深,这样利于水轮机制造完成后顺利出坞,船坞门关住,把水轮机制造船坞内水排干;第二步,大型卧式水轮机制造船坞上方安装大型门吊,大型门吊将制造好的水轮机两头圆形材料及附件一起吊起放到制造船坞规定位置上暂时固定,也可以水轮机圆形材料再分组成若干小部件,也可以一小片,一小片材料通过门吊吊到规定位置焊接,因为吊大件受吊车负荷限制,再用大型门吊将水轮机制造好的圆形材料吊起放到水轮机制造船坞规定位置上暂时固定,也可以水轮机圆形材料再分组成若干小部件,也可以一小片,一小片材料通过吊车吊到规定位置焊接,因为吊大件受吊车负荷限制,水轮机圆形材料内部空心全封闭水密制造,支撑水轮机整体重力,水轮机中心轴离开水面适当高度,平行于水面,根据浮力定理制造,水轮机圆形材料内部空心,分隔成小格,每小格全封闭水密制造,这样在运输、安装、使用的过程中损坏,局部进水时水轮机不会沉没,水轮机具有抗沉性,水轮机圆形材料外缘尖头制造,这样使水流汇入水轮机的叶浆,使水轮机获得更多的能量,用大型门吊将制造好的水轮机各中心轴吊起放在圆形材料中心规定位置上焊接或螺丝连接,水轮机中心轴内部空心全封闭具有抗沉性;第三步,大型门吊将制造好的水轮机各叶桨连接叶桨两边凹槽轨道一起吊起按顺序,按规定位置焊接到水轮机圆形材料上,水轮机各叶桨沿圆形材料上凹槽轨道像闸门一样可上下内外移动,水轮机各叶桨采用单面材料制造,这样水轮机各叶桨重量轻,便于液压机对各叶桨上下内外伸缩移动时方便做功,水轮机各叶桨顶端焊接“J”形材料,水轮机叶桨三面受水力成斗形,这样水轮机获得更多能量,水轮机各叶桨正反两面纵横十字交错衬档焊接,利于加强水轮机强度,另一方面增加水轮机叶桨受水力面积及阻力,从而增加水轮机获得更大的能量,水轮机各组叶桨与中心轴连接角度互相错开,这样利于水轮机叶桨受水力推动下匀速旋转利于发电,用大吊将制造好的水轮机各圆形材料和圆形材料之间连接横梁吊起,按顺序、按规定位置焊接或螺丝连接到各圆形材料上,使水轮机整体强度加强;第四步,将已造好的大小功率发电机分别用门吊吊起安装在水轮机两端轴芯活动固定装置上方,发电机底座设置带齿行车轨道,发电机可移动,当需要小功率发电机发电时,将大功率发电机齿轮脱开水轮机齿轮,小功率发电机齿轮与水轮机齿轮齿合,小功率发电机工作发电,当需要大功率发电机发电时与以上相反;第五步,将已造好的自动调速器、液压机分别用门吊吊起安装在水轮机两端轴芯活动固定装置上方,调速器连接液压机工作,调速器设置二档,自动挡和手动挡,调速器自动档功能:调速器自动档与发电机输出的电源相连,服从电网指令,通过调速、调频、调相产生优质电能上电网,调速器手动档功能:当水轮机、发电站需要检修保养时,调速器转向手动档,按操作手柄,液压机工作,将水轮机各组叶桨收回,水轮机各组叶桨离开流动水中,水轮机停止不动,待水轮机、发电站维修保养完成后,再按操作手柄,液压机工作,使水轮机各组叶桨进入流动水中,水轮机按规定转速旋转,调速器从手动档转向自动档,发电站正常发电;第六步,安装液压机到各液压缸高压油管,由于水轮机日夜不停旋转,同时水轮机轴芯也不停旋转,液压机高压油管只能从水轮机两端轴芯圆心点输入、输出液压油,水轮机轴芯外高压油管与水轮机轴芯内高压油管全封闭水密活动对接,防止漏油,也可以在轴芯外反接,而且制造安装方便,水轮机轴芯外高压油管用支架、螺丝固定在水轮机活动固定装置上,这样水轮机旋转,水轮机轴芯外高压油管不会旋转,水轮机轴芯内高压油管随水轮机一起旋转,水轮机轴芯内高压油管连接到水轮机各组叶桨液压缸上,液压杆对水轮机各组叶桨做功,水轮机叶桨上下内外移动,水轮机叶桨上下顶端设置停止档,当水轮机叶桨移到顶端时在停止档作用下,液压机功能液压油自然进入下一组水轮机叶桨做功,当各组水轮机叶桨都到顶端时或故障时,高压油管压力表升到规定数值,液压机自动关机或手动关机;第七步,水轮机制造完成后涂上防腐漆,水轮机整体制造完成后打开圆形材料上的暂时固定,水轮机的叶桨通过液压杆收回,防止水轮机的叶桨出坞、运输、安装时损坏;第八步,打开船坞门放水阀,待船坞内的水和船坞外的水平行时再打开船坞门,如果在海边待高潮时打开船坞门,水位更高更安全,用拖轮缓缓拖出制造好的水轮机发电站,再制造大型卧式水轮机发电站,把船坞门关住,把船坞内水排干再进行大型水轮机发电站制造;
(4)大型卧式水轮机发电站制造b:第一步、大型卧式水轮机制造平台选择靠海边、江边、河边的区域,水轮机制造平台前沿及运输的水域的水深必须超过水轮机浸入水中深度,如果达不到水深要求,可通过挖泥船设备挖泥,达到要求为止,这样利于水轮机制造完成后下水时,使水轮机不会碰到海底、江底、河底,防止水轮机下水及运输时损坏;第二步、大型卧式水轮机制造平台要设置斜坡,靠近水域一头低,另一头高,这样利于水轮机制造完成后在水轮机的重力的作用下滑向水面,水轮机制造平台表面铺设孤形钢板,这样利于水轮机在制造过程中暂时焊接固定水轮机部件,以及水轮机制造完成后滑向水面时不会损坏制造平台;第三步,大型卧式水轮机制造平台上方安装大型行车门吊,将车间地面上制造好水轮机两头圆形材料、两头轴芯、两头轴芯活动装置、及活动装置连接空气箱全部结成一体,用大型门吊吊起放到制造平台规定位置上暂时焊接固定,也可以水轮机圆形材料再分组成若干小部件,也可以一小片,一小片,通过门吊吊到规定位置焊接,因为受吊车负荷限制,用大型门吊将水轮机制造好的圆形材料吊起放到水轮机制造平台规定位置上,暂时固定,水轮机圆形材料内部空心全封闭制造,支撑水轮机整体重力,水轮机中心轴离开水面适当高度,并平行于水面,根据浮力定理制造,水轮机圆形材料内部空心,分隔成小格,每小格全封闭水密制造,在运输、安装、使用的过程中损坏,水轮机局部进水时水轮机不会沉没,水轮机具有抗沉性,用大型门吊将制造好的各水轮机中心轴吊起,放在圆形材料中心规定位置焊接或螺丝连接,水轮机中心轴内部空心全封闭制造具有抗沉性;第四步,大型门吊将制造好水轮机的各叶桨连接叶桨两边凹槽轨道一起吊起按顺序,按规定位置焊接到水轮机圆形材料上,表示水轮机各叶桨,水轮机各圆形材料和圆形材料之间应多处连接横梁,使水轮机整体强度加强,水轮机各叶桨沿圆形材料上凹槽轨道像闸门一样可上下内外移动,水轮机各叶桨采用单面材料制造,这样水轮机各叶桨重量轻,便于液压机对各叶桨上下内外伸缩移动时方便做功,水轮机各叶桨正反两面纵横十字交错衬档焊接,利于加强水轮机叶桨强度,另一方面增加水轮机叶桨受水力面积及阻力,从而增加水轮机获得更多能量,水轮机叶桨顶端焊接“J”形材料,水轮机叶桨三面受水力成斗形,从而获得更大的能量,水轮机各组叶桨与中心轴连接角度互相错开,这样利于水轮机叶桨受水力推动下均速旋转利于发电;第五步,用门吊将制造好各液压缸和液压杆吊起用活动芯子连接安装在各叶桨与中心轴之间,再安装发电机、调速器、液压机,再安装液压机到各液压缸高压油管;第六步,水轮机制造完成后涂上防腐漆,水轮机整体制造完成后用缆绳或钢丝索暂时固定缆柱上,防止水轮机与制造平台打开暂时固定后,水轮机突然滑下影响安全,水轮机制造完成后,水轮机各叶桨通过液压机、液压杆缩回,使水轮机各叶桨下水滑下时,及运输、安装时,防止损坏;第七步,水轮机制造完成后用拖轮拖下水,同时打开暂时固定缆绳或钢丝索,水轮机制造后,在重力作用下快速滑下,顺利下水;
(5)超大型卧式水轮机发电站制造:第一步,超大型卧式水轮机发电站制造浮体平台选择海上、江上水深适当的水域,选择海上、江上风浪小的水域,用锚、锚链固定在海底、江底、河底里,水轮机发电站制造浮体平台前后左右位置不变,当制造水轮机发电站时,将浮体平台内部压载水排干,浮体平台浮于水面,根据浮力定理制造;第二步,水轮机各部件在工厂车间制造好后,按顺序用大吊装卸到驳船平台上,运到超大型水轮机制造浮体平台现场;第三步,用浮吊将驳船上水轮机两头圆形材料连接附件一起吊起,放到制造浮体平台规定位置上暂时固定,再用浮吊将驳船上水轮机圆形材料吊起放到制造浮体平台规定位置上暂时固定,用浮吊将驳船上制造好水轮机各中心轴吊起,放在圆形材料中心规定位置上焊接或螺丝连接,水轮机中心轴内部空心全封闭具有抗沉性,水轮机圆形材料内部空心全封闭水密制造,支撑水轮机整体重力,水轮机中心轴离开水面适当高度,并平行于水面,根据浮力定理制造,水轮机圆形材料内部空心,分隔成小格,每小格全封闭制造,在运输、安装、使用的过程中损坏,水轮机局部进水时水轮机不会沉没,水轮机具有抗沉性;第四步,用浮吊将驳船上运来制造好水轮机各叶桨连接叶桨两边凹槽轨道一起吊起,按顺序按规定位置焊接到水轮机圆形材料上,水轮机各圆形材料和圆形材料之间应多处连接横梁,使水轮机整体强度加强,水轮机各叶桨沿圆形材料上凹槽轨道像闸门一样可上下内外移动,水轮机各叶桨采用单面材料制造,这样水轮机各叶桨重量轻,便于液压机对各叶桨上下内外伸缩移动时方便做功,水轮机各叶桨顶端焊接“J”形材料,水轮机叶桨三面受水力成斗形,这样水轮机获得更多能量,水轮机各叶桨正反两面纵横十字交错衬档焊接,利于加强水轮机强度,另一方面增加水轮机叶桨受水力面积及阻力,从而增加水轮机获得更多能量,水轮机各组叶桨与中心轴连接角度互相错开,这样利于水轮机叶桨受水力推动下均速旋转利于发电;第五步,用浮吊将驳船上运来制造好各液压缸和液压杆吊起,用活动芯子连接安装在规定位置各叶桨与中心轴之间,再安装发电机,再安装调速器、液压机,再安装液压机到各液压缸高压油管,水轮机制造完成后涂上防腐漆,水轮机整体制造完成后打开圆形材料上的暂时固定,水轮机的各叶桨通过液压机液压杆收回防止水轮机出坞、运输、安装时叶桨损坏,水轮机边缘梭角悬挂碰垫防止出坞、运输、安装时损坏;第六步,将水轮机发电站制造浮体平台压载水阀门打开压入压载水,水轮机发电站制造浮体平台浸入水中,制造好的水轮机发电站浮于水面,用拖轮拖出水轮机发电站,水轮机发电站运到需要的区域施工发电,将水轮机发电站制造浮体平台压载水排干,水轮机发电站制造浮体平台浮于水面,再进行超大型水轮机发电站制造;
(6)螺旋式水轮机发电站制造:第一步,将水轮机固定芯子和柱连成一体,水轮机固定芯子内设置牛油嘴小管子通到发电平台利于以后加牛油润滑;第二步:水轮机在车间制造,取大直径圆管子恰当一段,取小直径圆管子恰当一段,小直径圆管子适当长于大直径圆管子,水轮机齿轮固定在小直径圆管子上,水轮机齿轮也可以固定在大直径圆管子上,小直径圆管子内径与水轮机固定芯子外径有适当空隙,这样利于水轮机装在固定芯子上自由转动,大直径圆管子与小直径圆管子以同心圆同载面将它们之间两面全封闭水密焊接,使大直径圆管子一段,小直径圆管子一段,齿轮连成一体;第三步,大直径圆管子外缘等分焊接水轮机叶桨,然后将螺旋式水轮机安装在固定芯子上,水轮机自由转动,水轮机中心大轴内部空心全封闭水密制造,浮力等于水轮机重力,根据浮力定理制造,这样使水轮机旋转与固定芯子摩擦力减少,获得能量增大,如果需要制作没有浮力的水轮机,以同样方法将水轮机叶桨焊接到小直径圆管子外缘上,水轮机没有浮力,水轮机齿轮与发电机组齿轮连接链条采用不锈钢链条,这样减少水对链条腐蚀;第四步,将制造好的发电机组、自动调速器、液压机、液压缸、液压杆安装在发电平台上;第五步,螺旋式水轮机、发电平台、发电机组、自动调速器、液压机、液压缸、液压杆、柱或支架、齿轮、链条、轴芯加牛油管子连成一体全部制造完成,各部件表面涂上防腐漆,将水轮机整体放在驳船平台上运到施工现场,用浮吊吊起水轮机整体放在施工好柱上,将液压机液压油加满,水轮机叶桨进入水中,即可发电;螺旋式水轮机发电站制造也可以这样,在工厂车间把水轮机各叶桨、中心轴、固定芯子、轴芯齿轮、链条、固定芯子的柱、发电平台、发电机组、自动调速器、液压机、液压缸各部件分组成若干小部件用船或车运到现场,在现场再组装连接成整体水轮机发电站投入使用,这种技术方法适合小型螺旋式水轮机发电站。
4.根据权利要求1所述的超大型水力发电站的施工、安装方法:
(1)水力发电站施工和安装a:第一步,在流动的海水、江水、河水这些实际需要的区域,根据水流方向确定柱、支架位置的方位,使卧式水轮机朝水流方向,这样获得能量最大,柱、支架用打桩船或打桩设备打桩,使柱、支架一头插入海底、江底、河底里,使柱、支架插入海底、江底、河底里深度必须足够,反则,用于支撑夹住水轮机的柱、支架倒下,柱、支架另一头露出水面,柱、支架露出水面的高度根据实际需要确定,柱、支架大小根据水轮机大小及水轮机叶桨受水力大小确定,第二步,卧式水轮机及附件在工厂全部制造完成后,结成一体,放在驳船上运输,或把浮于水面的水轮机放在水面上运输,用拖轮把制造好水轮机拖到施工现场,把驳船或水轮机靠近施工好柱、支架下方,使驳船或水轮机摆在水流方向下方,用浮吊吊起水轮机,放在柱、支架的活动固定装置上方,然后将水轮机轴芯活动固定,或者把水轮机吊起放在柱、支架的夹缝里,第三步,同轴芯卧式水轮机二台或二台以上,施工和安装方法同第一步、第二步相同,最后将各水轮机轴芯用螺丝连接,使各水轮机结成一体;第四步,发电平台用柱、支架固定在海底、江底、河底里,另一头支撑发电平台,施工方法同第一步相同,发电平台用混凝土制造,发电平台上发电机设备在工厂全部制造完成后,放在驳船上,运到现场,用浮吊吊起发电机设备放在发电平台上,按规定位置安装固定,水力发电站施工,安装完毕后,正常发电,如果发电平台是趸船,在工厂把发电平台制造完成后,用拖轮把发电平台拖到施工现场,把发电平台摆在柱、支架中间,发电平台与水轮机中心轴活动固定,发电平台位置不变,发电平台上发电机设备在工厂全部制造完成后,放在驳船上,运到现场,用浮吊吊起发电机设备,放在发电平台上规定位置安装固定,水力发电站施工、安装完毕后正常发电;
(2)水力发电站施工和安装b:第一步,卧式水轮机发电站,浮于水面,在工厂全部制造完成后,将锚、锚链连接在发电站活动固定装置上,将锚放在拖轮上,将锚链绕系在拖轮缆桩上,也可以将锚链用制链器固定在拖轮上,用二条拖轮将浮于水面的发电站拖到施工现场,第二步,在流动的海水、江水、河水这些实际需要的区域,浮于水面发电站拖到现场后,二条拖轮上尾吊将锚分别吊到舷外,用钢丝回头缆穿过锚链链环绕系在拖轮缆桩上,同时将原来锚链绕系在缆桩上解去,根据水流方向确定锚泊位置的方位,使卧式水轮机叶桨朝水流方向,这样获得能量最大,方位确定后,二条拖轮上分别同时松出钢丝回头缆,使锚泊在海底、江底、河底里,两锚抛八字形,两锚链夹角大约60°,这样使发电站前后左右位置不变,因为海上、江上有风浪,风向角度不同,不会使发电站移位,海上风浪大区域,水力发电站可抛4锚、6锚,锚链夹角根据实际情况确定,锚链长度大约8节-12节,锚和锚链大小由发电站大小确定,锚和锚链强度必须足够,锚泊完成后抽回钢丝回头缆,同时连接尼龙回头缆,尼龙回头缆连接浮标,浮标在水面上做标记,如果以后需要移动锚位,尼龙回头缆连接钢丝回头缆,抽回尼龙回头缆,钢丝回头缆穿在锚链上,绕系在拖轮缆桩上,即可移锚位,同样方法可以重复使用,第三步,锚链用卸扣连接在发电站活动固定装置上,锚链连接空气箱,使锚链浮于水面,这样利于发电站方便安装,锚链大小根据水轮机大小确定强度必须足够,锚链长度根据水轮机大小确定,长度为150米-250米,发电站在工厂整体制造完成后,用拖轮拖到现场,用卸扣连接在锚链上,以同样方法将多台发电站串联起来,如果串联发电站数量较多,那么发电站横向再锚泊,使串联发电站位置不变,最后一台发电站同第一步、第二步施工、安装方法相同,使最后一台发电站固定在海底、江底、河底里,串联发电站随水位升高而同时升高,随水位降低同时降低,水力串联发电站施工、安装完毕后,正常发电;
(3)水力发电站施工和安装c:第一步,在流动的海水、江水、河水这些实际需要的区域,用空心柱从上到下开一条缝,缝长度大于发电平台到水轮机固定芯子,缝宽度大于水轮机固定芯子,用这样的空心柱一头插入海底、江底、河底里,用打桩设备打桩,使空心柱固定在海底、江底、河底里,另一头露出水面;用方形柱固定在海底、江底、河底里,用打桩船打桩,另一头露出水面,第二步,螺旋式水轮机发电装置在工厂全部制造好后,放在驳船上,运到施工现场,用浮吊吊起螺旋式水轮机发电装置,放在施工好的开缝空心柱上方,水轮机固定芯子要对准施工好空心柱的缝,水轮机的柱对准施工好空心柱的中心放下,螺旋式水轮机发电装置插入施工好空心柱里,水轮机叶桨进入水中,施工好空心柱支撑螺旋式水轮机发电装置的重力,然后将空心柱插销插牢,这样防止螺旋式水轮机发电装置上下移动时脱离施工好的空心柱跑掉,螺旋式发电站安装完毕后,正常发电;螺旋式水轮机固定在空心方形柱上,工厂整体制造好后,放在驳船上,运到现场,用浮吊吊起螺旋式水轮机发电装置整体放在施工好方形柱上,使施工好的方形柱插入水轮机空心方形柱里,施工好的方形柱支撑水轮机整体重力,水轮机叶浆进入水中,为防止螺旋式水轮机发电装置脱离施工好的方形柱,发电平台与施工好的方形柱根部用链条等适当长度连接,这样螺旋式水轮机发电装置上下移动时不会脱离施工好的方形柱漂移,螺旋式发电站安装完毕后,正常发电。
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