CN103184966A - 海面高架水渠及岸基高位储水池海水发电新技术 - Google Patents

海面高架水渠及岸基高位储水池海水发电新技术 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种海面高架水渠及岸基高位储水池海水发电新技术，是原发明专利“海浪动力往复式柱塞泵及高位储水发电系统”(专利申请号：201010569686.8)的分案补充发明专利。其原理是：在近岸海床上建造高出水面的一组柱子(柱子的平面分布不限制形状)，每两个柱子之间的顶部，安装高架水渠，高架水渠中的海水由海面高位流向岸基高位储水池。高位储水池下建造海水水力发电厂。发出的电接入电网。而高位储水池中的海水则是由悬挂安装在两柱之间联系梁上，并可拆卸的海浪动力往复式柱塞泵(专利申请号：201010569686.8)通过高位水渠供应。

Description

海面高架水渠及岸基高位储水池海水发电新技术
本发明涉及一种由海浪动力往复式柱塞泵(发明专利申请号：201010569686.8，以下简称柱塞泵)供应海面高架渠海水，海水流向岸基高位储水池及储水池下海水水力发电的新技术。是发明专利“海浪动力往复式柱塞泵及高位储水发电系统”(发明专利申请号：201010569686.8)的分案补充发明专利。其原理是：在近岸海床上建造高出水面的一组柱子(柱子平面分布不限形状)，两柱子之间的顶部，安装高架水渠，形成一组分布在近岸海面的高架水渠系统。高架水渠中的海水，由海面高位流向岸基高位储水池。岸基高位储水池下建造海水水力发电厂。而高位储水池中的海水，则是由悬挂安装在两柱之间联系梁上的“柱塞泵”通过高架水渠供应。 
海浪在空间上分布分散，时间上分布不稳定，时大时小；海水对金属的腐蚀性大；大规模的海床施工对海洋生态亦会造成一定程度的影响。这些因素阻碍了人类利用海浪能量大规模发电的实施。 
本发明专利就是针对并有效解决上述问题的新技术。 
下面结合附图对本发明作进一步的描述： 
图1：海面高位水渠及岸基高位储水水力发电新技术原理平面示意图 
图2：海面高位水渠及岸基高位储水水力发电新技术原理剖面示意图 
图3：“柱塞泵”吊挂悬背安装在两柱之间联系梁上的示意图 
首先参见图1图2：一组建造在近岸海床上的柱子1-1，在高出海面设计高度的顶端，安装高架水渠1，此水渠具有柱端联系梁、高位交通维修道及容纳“柱塞泵”供应的海水，并使海水流向岸基高位储水池的功能。在柱1-1之间的水面上，建造横向联系梁1-2，此梁除了稳固柱1-1，形成坚固的结构体抵抗风暴外力的作用外，最主要的功能是在梁的左右外侧，安装可拆卸的悬背式支撑架1-3，用来安装“柱塞泵”3。由于柱1-1之间的间距可以设计到安装许多个“柱塞泵”3，因而避免了每个“柱塞泵”都要安装到海床所造成的资金浪费，减少了海床施工对海洋生态造成的影响，大大减化了施工、维修的方法。同时，因悬背式支撑架1-3只有一部份深入海水，而且是可以拆卸安装的，而“柱塞泵”3安装在悬背式支撑架1-3上也是可以拆卸的。所有安装维修需要的起重工作，由安装在高架水渠上的塔式起重机1-4来完成。这样，就把接触海水的金属减少到最低限度，使安装，除锈及维修保养等工作也无需在水下进行。 
岸基高位储水池2，由一组单个的水池互相贯通组成，贯通处设置电动闸阀1-5，每个小水池都有一个高架水渠1的入口，每个入口处亦设置电动闸阀1-5，所有电动闸阀由自动控制系统控制。在高位储水池向海面的下部，建造海水发电厂2-1，该厂的地面，略高于海平面，目的是使所有的发电设备均在正常的环境下运作，接触海水的仅限于水轮机及管道，尽量避免海水的腐蚀。 
在高位储水池的向海面，设置一组电动抽水机2-5，在海浪太小，发电水源不足之时自动开启补水，海浪正常时自动停止，以保证发电厂的不间断稳定运作。 
再看图3：在柱子1-1中间的联系梁1-2上，安装了一组可拆卸的悬背式支撑架1-3。在支撑架1-3上安装一组可拆卸的“柱塞泵”3，每个泵体之间，又由可拆卸的紧固件4联接起来，形成一横向结构体，可以加强高架渠系统的稳固性，抵抗风暴及外力的破坏。 
另外，“柱塞泵”3的上行管3-1，安装在高架水渠1与柱间横向联系梁1-2中间的垂直联系构件1-4上，由管子支架5固定，使上行管得到充分的力学保证。 
总结上面的描述，本发明采用合理的新技术，克服了海浪发电的不稳定及海水腐蚀性大的缺点，减少了海床施工对海洋生态环境的影响。 
新技术的优点是： 
1、正确设计储水池与发电耗水量之间的关系，形成稳定的高位储水，因而有大型及稳定发电的保证。具体方法是：a：储水池容量＝预储水量+正常设计用水量；b：卫星式储水池(主储水池+补水池)；c：用部分电能抽水补充(根据用电峰值来调节)相当于抽水储能辅助发电；d：上述三种方法综合运用，储水的调节完全自动化。 
2、减少了发电机械与海水的接触，接触部分又可以方便的拆卸维修，因而克服了海水腐蚀性大造成的一 系列缺点。 
3、结构简单，制造容易，运行可靠，生产管理的全过程自动化程度高。 
4、“柱塞泵”、悬背支撑架及联接件均可大批量重复生产，具有互换性及模数化的特点，因而可以降低成本。 
5、海浪动力往复式柱塞泵运用明确简单的原理，结合成熟的水力发电技术及海面桥梁施工技术，使本发明的技术风险低，具有实用、高效、高竞争力的特点。 

Claims (10)

1.一种海面高架水渠及岸基高位储水池海水发电新技术，其原理是：在近岸海床上建造高出水面的一组柱子(柱子的平面分布不限形状)，每两根柱子之间的顶部，安装高架水渠，高架水渠由海面通向岸基高位储水池，储水池中的海水推动池下建造海水水力发电系统的水轮机发电，发出的电接入电网。高架水渠中的海水，由悬挂安装在两柱之间水面联系梁上的“海浪动力往复式柱塞泵”(发明专利申请号：201010569686.8以下简称“柱塞泵”)供应。
2.根据权利要求1所限定的海面高架水渠及岸基高位储水池海水发电新技术，其特征在于：高出海面设计高度柱子顶部的海水渠，具有柱顶联系梁，高位维修平台，交通通道，及容纳“柱塞泵”供应的海水并使海水流向岸基高位储水池的功能。
3.根据权利要求1、2所限定的海面高架水渠及岸基高位储水池海水发电新技术，其特征在于：高架水渠上安装塔式起重机，起重范围覆盖高架水渠的每一部分，担负高架水渠系统安装，维修的起重工作。
4.根据权利要求1、2、3所限定的海面高架水渠及岸基高位储水池海水发电新技术，其特征在于：高出海面柱子的水面上，柱子之间的横向联系梁，除了稳固柱子，形成坚固的结构体，抵抗风暴及外力的作用外，主要的功能是在联系梁的左右外侧，，安装悬背式支撑架，用来支撑及安装“柱塞泵”。横向联系梁，亦可作为交通及维修使用。
5.根据权利要求1、2、3、4所限定的海面高架水渠及岸基高位储水池海水发电新技术，其特征在于：柱子之间水面上横向联系梁上安装的悬背式支撑架，是可拆卸及互换的，并且只有一部分放入海水之中。
6.根据权利要求1、2、3、4、5所限定的海面高架水渠及岸基高位储水池海水发电新技术，其特征在于：安装在悬背式支撑架上的“柱塞泵”，是可拆卸及互换的。“柱塞泵”的上行管，安装在高架水渠与横向联系梁中间的垂直联系构件的管子支架上。垂直联系构件亦可用作维修及交通使用。
7.根据权利要求1、2、3、4、5、6所限定的海面高架水渠及岸基高位储水池海水发电新技术，其特征在于：岸基高位储水池(不限于建在岸基高地上)，由一组单个的水池互相贯通组成，贯通处设置电动闸阀。每个水池的高架水渠入口处，亦设置电动闸阀，所有的电动闸阀由自动控制系统控制，可以调控储水池的海水及方便水池维修。
8.根据权利要求1、2、3、4、5、6、7所限定的海面高架水渠及岸基高位储水池海水发电新技术，其特征在于：岸基高位储水池的向海面，设置一组电动抽水机，在海浪太小，发电水源不足之时自动开启向高位储水池补水，海浪正常时自动停止，以保证发电机不间断的稳定运作。
9.根据权利要求1、2、3、4、5、6、7、8所限定的海面高架水渠及岸基高位储水池海水发电新技术，其特征在于：高位储水池下的海水水力发电厂地面，略高于海平面，目的是使发电设备与海水不接触，在正常的环境下运作。接触海水的仅限于水轮机及管道，尽量避免海水对设备的腐蚀。
10.根据权利要求1、2、3、4、5、6、7、8、9所限定的海面高架水渠及岸基高位储水池海水发电新技术，其特征在于：新技术采用海浪高位储水发电系统，给克服海浪在空间分布分散，时间分布不稳定及对天气情况敏感，时大时小的缺点，创造了可能性。具体方法是a储水池容量＝预储水量+正常设计用水量，b采用卫星式储水池(主储水池+补水池)，c用部分电能抽水补充(根据用电峰值来调节)相当于抽水储能辅助发电，d上述三种方法综合运用，储水的调控完全自动化。以上方法正确设计储水池与发电耗水量之间的关系，有效解决及形成稳定的高位储水，因而有了用海浪能量大型及稳定发电的保证。 
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