CN105421308B - 多管聚流无坝连锁水力发电站 - Google Patents
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Abstract
本发明属于水力发电技术领域，具体为一种适用性强、投入成本低且建设方便，施工时间短使其可行性高的多管聚流无坝连锁水力发电站，包括多根发电引水管(1)、泄洪引水管(2)、吊闸(3)和发电机(4)，所述多根发电引水管(1)均设在河流中，所述的发电机(4)串接在发电引水管(1)上，所述泄洪引水管(2)装设在发电引水管(1)的上方，所述吊闸(3)位于发电引水管(1)和泄洪引水管(2)的进水口处，所述吊闸(3)的面积至少等于多根发电引水管(1)堆砌在一起的横截面积且通过动力装置进行上下移动。
Description
技术领域
本发明属于水力发电技术领域，具体为一种多管聚流无坝连锁水力发电站。
背景技术
我国乃至全世界水能资源最丰富的地区，往往都集中在高山峡谷地区。由于这类地区的海拔较高，严寒缺氧，山高坡陡，地质破碎、气候多变，降雨和地震等因素引发的山体滑坡、泥石流等自然灾害频发。尤其是在水能资源特别丰富的流域内，高山峡谷的特征更加突出，道路修建和维护非常困难，甚至无法修建道路或者保证道路畅通。因此越是水能资源丰富的地方开发利用水能发电越是困难。尤其是在我国西藏地区，开发水电非常困难并且非常有限，造成大量的能源白白流失，致使我们不得不主要依靠煤电来保证经济发展和民众生活，透支子孙后代的资源，增加温室气体排放，破坏地球生态。
水力发电虽然是我国当前的第二电力来源，但与石化能源相比，占比仍然很低，不足10％。当今世界上的水力发电站，从开发方式上，可分为坝式水电站、引水式水电站和坝－引水混合式水电站三种基本类型。
坝式水电站是最普遍的水电站。是在河道上修建一个拦河坝，形成较大库容，抬高水头，进而利用水能实现发电目的。这种水电站适用于河道坡降较缓的河段，大坝一般分为重力坝、拱坝和土石坝，但受到地质条件、淹没面积和筑坝技术等诸多因素的制约，拦河坝不能过高，并且筑坝投资、淹没区搬迁和移民赔偿成本太大，因此对水头的利用不够充分，发电效益不够高，并存在着破坏生态环境、淹没文化遗迹和旅游景点、可能诱发地震等一系列问题。
引水式水电站也是比较普遍的水电站。通常是在河流坡降较大、落差比较集中、不便于筑坝的河段，利用坡降平缓的引水道引水而与天然水面形成符合要求的落差发电的水电站。这种电站受到能够引用的水流流量较小、无蓄水库调节径流、水量利用率较差、机组容量小等方面的制约，综合利用效益较小。比如我国四川省凉山州昭觉县境内美姑河的苏巴姑电站，是亚洲第一高水头的引水式水电站，水头达到1117.5m，但引用流量仅为5.26m3/s，总容量仅为52MW。如果装机容量超过10000MW的电站，采用引水式发电是根本不适用的。
混合式水电站是在河道地形都适用于上述两种电站的情况，将坝式电站与引水式电站结合起来的电站，虽然具备了坝式水电站和混合式水电站的共同优点，具有一定的库容，水头利用效率更高，但是却仍然难以克服上述两种电站自身的缺点，两种电站的基本缺点反而共同存在。
当前我国乃至全世界的大容量水轮机组均不能承受高水头，而能承受高水头进行发电的冲击式水轮发电机组的单机容量较小，均不能适应大流量和大的装机容量情况下发电的需要；如果采用这种能够承受高水头的冲击式机组，那么厂房内必须布设很多的机组才能满足很大的装机容量的电站需求，但这样对厂房的要求非常苛刻，投资也非常巨大，而峡谷地区缺少足够构筑如此大的厂房的平地，构筑面积巨大的地下厂房在技术上也难以实施。
中国专利CN 103306250 B公开了一种隧道内引水式梯级水电站及其建设方法，该电站建设于环绕山体的具有落差的河道上两点之间的隧道内，包括有贯穿山体且进口和出口均通向河道的具有落差的隧道、从进口至出口可通行大型车辆的宽敞道路、设置于隧道中的引水管道、位于隧道进口附近设置于河道上的拦河坝、位于隧道中沿引水管道设置的两级以上的引水式水电站；所述两级以上的引水式电站除最后一级外，每一级引水式电站均包括有发电厂房和发电机组以及尾水溢水池，引水管道的水进入第一级发电机组的水轮机带动发电机发电后，以不密闭的口对口射入方式排入下一级引水式水电站的引水管道，溅出部分和短时间内不能流走的水由尾水溢水池围挡，如果溢水超出尾水溢水池容量，则流入隧道内另设的排水道流走；每上一级引水式电站尾水溢水池的水均通过引水管道流入下一级引水式电站的发电机组；最后一级引水式电站包括有发电厂房和水轮发电机组，其发电机组的尾水直接排入隧道出口处的河道中。
这种设计需要的条件较多首先需要通过开山隧道对山体情况和周边环境以及土壤情况要求都较高，对于铺设地铁和铁路的工程人员都了解铺设隧道对于土壤情况和山体构造是有一定要求的且施工量大、施工时间长并且需要长期维护，否侧存在塌方危险，其次通过两级以上的引水式电站使得对该设计需要的地理环境既要有山川河流还要有足够多级引水式电站的建设空间，可见该技术方案的可行性并不高。
发明内容
本发明的目的是针对以上问题，提供一种适用性强、投入成本低且建设方便，施工时间短使其可行性高的多管聚流无坝连锁水力发电站。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：一种多管聚流无坝连锁水力发电站，包括多根发电引水管、泄洪引水管、吊闸和发电机，所述多根发电引水管均设在河流中，所述的发电机串接在发电引水管上，所述泄洪引水管装设在发电引水管的上方，所述吊闸位于发电引水管和泄洪引水管的进水口处，所述吊闸的面积至少等于多根发电引水管堆砌在一起的横截面积且通过动力装置进行上下移动,所述的泄洪引水管自进水口至出水口高度逐渐降低，当所述吊闸处于吊起的状态时，水流会没过发电引水管使得吊闸起到堤坝的效果，进而通过提高水流的势能从而提高发电的效率。
作为改进，所述发电引水管的进水口为矩形。
作为改进，还包括基座，所述基座安装在河流底部，所述发电引水管安装在基座上，所述发电机安装在基座中。
作为改进，还包括固定架，所述发电引水管、泄洪引水管均安装在固定架上。
作为改进，还包括过滤网，所述过滤网位于多根发电引水管和泄洪引水管的进水口处。
本发明的有益效果为：不再需要根据地势高低选择施工地点，由于吊闸的存在，当吊闸处于吊起的状态时，水流会没过发电引水管使得吊闸起到堤坝的效果，进而通过提高水流的势能从而提高发电的效率，同时吊闸的高低可以根据需要进行预先设计，再有该设计占地面积极小，只需通过水流流过发电机即可，因此其发电引水管和泄洪引水管的管长都在一百米以内，即可完成发电，再该设计对于施工也极其的方便，可以先通过吊闸截流，截流后的水流通过泄洪引水管泄洪，然后施工人员可以在河道底部进行钢筋混凝土浇灌成基座，并将发电机固定在基座中，再有在发电引水管和泄洪引水管的引水口处设有过滤网，从而完全不影响正常生态环境。
附图说明
图1为本发明一种多管聚流无坝连锁水力发电站的侧视图；
图2为本发明一种多管聚流无坝连锁水力发电站的前视图；
如图所示：1、发电引水管，2、泄洪引水管，3、吊闸，4、发电机，5、基座，6、固定架。
具体实施方式
下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
请参照图1和2所示，一种多管聚流无坝连锁水力发电站，包括多根发电引水管1、泄洪引水管2、吊闸3和发电机4，所述多根发电引水管1均设在河流中，所述的发电机4串接在发电引水管1上，所述泄洪引水管2装设在发电引水管1的上方，所述吊闸3位于发电引水管1和泄洪引水管2的进水口处，所述吊闸3的面积至少等于多根发电引水管1堆砌在一起的横截面积且通过动力装置进行上下移动,所述的泄洪引水管2自进水口至出水口高度逐渐降低，当所述吊闸3处于吊起的状态时，水流会没过发电引水管1使得吊闸3起到堤坝的效果，进而通过提高水流的势能从而提高发电的效率。
作为改进，所述发电引水管1的进水口为矩形。
作为改进，还包括基座5，所述基座5安装在河流底部，所述发电引水管1安装在基座5上，所述发电机4安装在基座5中。
作为改进，还包括固定架6，所述发电引水管1、泄洪引水管2均安装在固定架6上。
作为改进，还包括过滤网，所述过滤网位于多根发电引水管1和泄洪引水管2的进水口处。
不再需要根据地势高低选择施工地点，由于吊闸的存在，当吊闸处于吊起的状态时，水流会没过发电引水管使得吊闸起到堤坝的效果，进而通过提高水流的势能从而提高发电的效率，同时吊闸的高低可以根据需要进行预先设计，再有该设计占地面积极小，只需通过水流流过发电机即可，因此其发电引水管和泄洪引水管的管长都在一百米以内，即可完成发电，再该设计对于施工也极其的方便，可以先通过吊闸截流，截流后的水流通过泄洪引水管泄洪，然后施工人员可以在河道底部进行钢筋混凝土浇灌成基座，并将发电机固定在基座中，再有在发电引水管和泄洪引水管的引水口处设有过滤网，从而完全不影响正常生态环境。
本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，由于文字表达的有限性，而客观上存在无限的具体结构，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进、润饰或变化，也可以将上述技术特征以适当的方式进行组合，这些改进润饰、变化或组合，或未经改进将发明的构思和技术方案直接应用于其他场合的，均应视为本发明的保护范围。
Claims (5)
1.一种多管聚流无坝连锁水力发电站，其特征在于：包括多根发电引水管(1)、泄洪引水管(2)、吊闸(3)和发电机(4)，所述多根发电引水管(1)均设在河流中，所述的发电机(4)串接在发电引水管(1)上，所述泄洪引水管(2)装设在发电引水管(1)的上方，所述吊闸(3)位于发电引水管(1)和泄洪引水管(2)的进水口处，所述吊闸(3)的面积至少等于多根发电引水管(1)堆砌在一起的横截面积且通过动力装置进行上下移动，所述的泄洪引水管(2)自进水口至出水口高度逐渐降低，当所述吊闸(3)处于吊起的状态时，水流会没过发电引水管(1)使得吊闸(3)起到堤坝的效果，进而通过提高水流的势能从而提高发电的效率。
2.根据权利要求1所述的多管聚流无坝连锁水力发电站，其特征在于：所述发电引水管(1)的进水口为矩形。
3.根据权利要求1所述的多管聚流无坝连锁水力发电站，其特征在于：还包括基座(5)，所述基座(5)安装在河流底部，所述发电引水管(1)安装在基座(5)上，所述发电机(4)安装在基座(5)中。
4.根据权利要求1所述的多管聚流无坝连锁水力发电站，其特征在于：还包括固定架(6)，所述发电引水管(1)、泄洪引水管(2)均安装在固定架(6)上。
5.根据权利要求1所述的多管聚流无坝连锁水力发电站，其特征在于：还包括过滤网，所述过滤网位于多根发电引水管(1)和泄洪引水管(2)的进水口处。
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