CN106223275A - 水库泄洪安全发电 - Google Patents

Abstract

一种水库泄洪安全发电，属于水库安全和排洪发电领域，它的排洪管的下部伸入基座的管式洞中，排洪管的中下部的横向凸缘盘固定在基座的上面，排洪管下端的出水口与基座的管式洞相通，基座的管式洞与建造在水库底部的排洪发电管道连接或与建造在堤坝底部的排洪发电管道连接，在排洪管的上面部分套装有环形浮体。环形浮体的配合面与排洪管的上面部分的外表面配合而能够在排洪管的上面部分上滑动，并且能够在上下滑动时打开或关闭排洪发电通道。水库泄洪安全发电的结构紧凑合理、制造方便，保护堤坝安全的能力强、自动化程度高、排洪时发电的效果好，合理地利用了水库排洪时的洪水的能量，在洪水低于警戒水位时自动关闭排洪发电的开关而保持水位。

Description

水库泄洪安全发电

技术领域

本发明涉及水库安全和排洪发电领域中的一种水库泄洪安全发电。

背景技术

现在的水库基本上都没有泄洪阀，基本上都是采用溢流排洪，其方法是：在堤坝上开设一个排洪道，或者，在堤坝上开设一个泄洪孔。在堤坝上开设排洪道，由于在堤坝上开了排洪道，导致堤坝在洪水季节很容易被洪水冲垮。在堤坝上开设泄洪孔，由于洪水中有漂浮物，导致洪水中的漂浮物堵塞了泄洪孔，继而导致洪水翻越堤坝。同时，在堤坝上开设排洪道和排洪孔在排洪时不能够利用排洪的水的能量来发电。

发明内容

本发明涉的目的是为了提供一种利用水库在泄洪排水时的能量来发电的装置及其方法。

为实现上述目的，本发明所述的水库泄洪安全发电主要包括环形浮体、浮力腔、进水孔、连通管、出水孔、配合面、排洪管、基座、水轮机、发电机。

所述的排洪管的下部伸入基座的管式洞中固定，排洪管下端的出水口与基座的管式洞相通，基座的管式洞与建造在水库底部的排洪发电管道连接或与建造在堤坝底部的排洪发电管道连接，排洪发电管道与水轮机的进水口连接，水轮机的出水口与安装在堤坝底部的排洪管道连接，排洪管道的出水口伸出堤坝外；水轮机和发电机安装在建造在堤坝内的底部的发电仓内，水轮机的转动轴与发电机的转动轴连接；在排洪管的上面部分套装有环形浮体。所述的环形浮体的配合面与排洪管的上面部分的外表面配合而能够在排洪管的上面部分上滑动，并能够使环形浮体向上滑动时打开排洪发电通道、向下滑动时关闭排洪发电通道；在环形浮体随水位的升高而上浮时，在排洪管上向上滑动，继而能够打开排洪发电通道；在环形浮体随水位下降而在排洪管上向下滑动时，能够关闭排洪发电通道。

所述的排洪管是直通管道与横向凸缘盘的结合体，直通管道部分是空心的直管、上端是进水口、下端是出水口，横向凸缘盘在靠近直通管道的下端部的管表面、与直通管道垂直；排洪管的上面部分的管表面或固定在基座以上的部分的排洪管的管表面是光滑的圆管形的外表面，光滑的圆管形的外表面与环形浮体的配合面配合。

所述的环形浮体是圆环形的空腔体，环形浮体内的空腔体是浮力腔，环形浮体的内环面是配合面，配合面是光滑的圆环形的内环面；在环形浮体的下面一面或外面的下面部分有进水孔，在环形浮体的配合面的环形面上有出水孔，在进水孔和出水口之间的浮力腔内有连通管连接进水孔和出水孔，连通管与进水孔和出水孔相通；所述的浮力腔是产生浮力腔体，浮力腔产生的浮力能够支撑环形浮体的重量、并能够使环形浮体浮在水面上时水面在环形浮体的上端面至配合面上的出水孔之间。

所述的基座是建造在水库底部的底座，建造成为有管式洞的中空座体；基座的管式洞的上面部分用于固定排洪管的下面部分，固定排洪管以外的部分的管式洞的用于排送水。

所述的发电仓是建造在堤坝底部的内部安装发电机和水轮机的室内空间，在发电仓内有与水轮机的进水口连接的排洪发电管道的一部分和与水轮机的出水口连接的排洪管道的一部分。

所述的水轮机是将需要排泄的洪水的能量转化为发电的动力的转化器。

建造时，将基座建造在水库的底部，将排洪发电管道建造在水库底部或堤坝底部，将排洪管道建造在堤坝底部、排洪管道的出水口伸出堤坝外，将发电仓建造在堤坝的底部的内部，将水轮机和发电机安装在发电仓内，水轮机的转动轴与发电机的转动轴连接；再将基座下端的管式洞与排洪发电管道连接，排洪发电管道与水轮机的进水口连接，水轮机的出水口与排洪管道连接；最后，将排洪管的下端插入基座中间的管式洞中固定，将环形浮体的配合面套装在排洪管的上面部分的光滑的圆管形的外表面。

水库内蓄水后，当水库中的水面低于设定的蓄水位时，环形浮体的配合面上的出水孔被排洪管的上面部分遮挡而密封，断开了从进水孔进入排洪管的排洪发电通道。当水库中的水面高于设定的蓄水位时，环形浮体上浮而在排洪管的上面部分的光滑的圆管形的外表面上向上滑动，随着环形浮体的上浮，环形浮体的配合面上的出水孔露出排洪管的上端的进水口，水从进水孔进入连通管后再经过出水孔进入排洪管上端的进水口，而后从排洪管进入基座内的管式洞中后经过排洪发电管道将水送入水轮机中推动水轮机转动，水轮机带动发电机发电，从水轮机中排出的水从排洪管道中排出水库外。当水库中的水位随着排洪发电通道的打开而泄洪后，水位自然降低；水位降低后，环形浮体随着随着水位自然下降，当水位达到设定的安全水位时，环形浮体的配合面上的出水孔随着环形浮体的下降而低于排洪管的上端；此时，环形浮体的配合面上的出水孔被排洪管的上面部分遮挡而密封，断开了从进水孔进入排洪管的排洪发电通道，水轮机停止运转、发电机停止发电。

一种水库泄洪安全发电的制造方法，其特征在于：

排洪管制造成为直通管道与横向凸缘盘的结合体，直通管道部分制造成为空心的直管、上端制造成为进水口、下端制造成为出水口，横向凸缘盘制造在靠近直通管道的下端部的管表面、与直通管道垂直；排洪管的上面部分的管表面或固定在基座以上的部分的排洪管的管表面制造成为光滑的圆管形的外表面，光滑的圆管形的外表面与环形浮体的配合面配合。

环形浮体制造成为圆环形的空腔体，环形浮体内的空腔体制造成为浮力腔，环形浮体的内环面制造成为配合面，配合面制造成为光滑的直管式的内环面；在环形浮体的下面一面或外面的下面部分制造有进水孔，在环形浮体的配合面的环形面上制造有出水孔，在进水孔和出水口之间的浮力腔内制造有连通管连接进水孔和出水孔，连通管与进水孔和出水孔相通。

基座制造成为建造在水库底部的底座，制造成为有管式洞的中空座体。

所述的排洪管的下部伸入基座的管式洞中固定，排洪管下端的出水口与基座的管式洞相通，基座的管式洞与建造在水库底部的排洪发电管道连接或与建造在堤坝底部的排洪发电管道连接，排洪发电管道与水轮机的进水口连接，水轮机的出水口与安装在堤坝底部的排洪管道连接，排洪管道的出水口伸出堤坝外；水轮机和发电机安装在建造在堤坝内的底部的发电仓内，水轮机的转动轴与发电机的转动轴连接；在排洪管的上面部分套装有环形浮体。

所述的环形浮体是打开和关闭水库泄洪安全发电的排洪发电通道的滑动开关，利用环形浮体产生的浮力自动打开排洪发电通道、利用环形浮体的重力自动关闭排洪发电通道。

所述的进水孔和出水孔都低于正常蓄水的水面。

为了使洪水中半沉半浮的漂浮物不进入进水孔中堵塞环形浮体上的进水通道，在环形浮体的进水孔处固定有过滤网。

所述的水库泄洪安全发电在自动排洪时不需要能源带动，既环保、又安全。

本发明水库泄洪安全发电的结构紧凑合理、制造和使用方便，保护堤坝安全的能力强、自动化程度高、排洪时发电的效果好，合理地利用了水库排洪时的洪水的能量，在洪水低于警戒水位时自动关闭排洪发电的开关而保持水位。

附图说明

图1是水库泄洪安全发电关闭时的剖视结构的示意图；

图2是水库泄洪安全发电开启时的剖视结构的示意图。

图中所示：环形浮体1、连通管2、进水孔3、出水孔4、配合面5、排洪管6、基座8。

具体实施方式

本发明水库泄洪安全发电主要包括环形浮体1、浮力腔、进水孔3、连通管2、出水孔4、配合面5、排洪管6、基座8、水轮机、发电机。

所述的排洪管6的下部伸入基座8的管式洞中固定，排洪管6下端的出水口与基座8的管式洞相通，基座8的管式洞与建造在水库底部的排洪发电管道连接或与建造在堤坝底部的排洪发电管道连接，排洪发电管道与水轮机的进水口连接，水轮机的出水口与安装在堤坝底部的排洪管道连接，排洪管道的出水口伸出堤坝外；水轮机和发电机安装在建造在堤坝内的底部的发电仓内，水轮机的转动轴与发电机的转动轴连接；在排洪管6的上面部分套装有环形浮体1。所述的环形浮体1的配合面5与排洪管6的上面部分的外表面配合而能够在排洪管6的上面部分上滑动，并能够使环形浮体向上滑动时打开排洪发电通道、向下滑动时关闭排洪发电通道；在环形浮体1随水位的升高而上浮时，在排洪管6上向上滑动，继而能够打开排洪发电通道；在环形浮体1随水位下降而在排洪管6上向下滑动时，能够关闭排洪发电通道。

排洪管6制造成为直通管道与横向凸缘盘的结合体，直通管道部分制造成为空心的直管、上端制造成为进水口、下端制造成为出水口，横向凸缘盘制造在靠近直通管道的下端部的管表面、与直通管道垂直；排洪管6的上面部分的管表面或固定在基座8以上的部分的排洪管6的管表面制造成为光滑的圆管形的外表面，光滑的圆管形的外表面与环形浮体1的配合面5配合。

环形浮体1制造成为圆环形的空腔体，环形浮体1内的空腔体制造成为浮力腔，环形浮体1的内环面制造成为配合面5，配合面5制造成为光滑的直管式的内环面；在环形浮体1的下面一面或外面的下面部分制造有进水孔3，在环形浮体1的配合面5的环形面上制造有出水孔4，在进水孔3和出水口之间的浮力腔内制造有连通管2连接进水孔3和出水孔4，连通管2与进水孔3和出水孔4相通。

基座8制造成为建造在水库底部的底座，制造成为有管式洞的中空座体；基座8的管式洞的上面部分用于固定排洪管6的下面部分，固定排洪管6以外的部分的管式洞的用于排送水。

所述的发电仓是建造在堤坝底部的内部安装发电机和水轮机的室内空间，在发电仓内有与水轮机的进水口连接的排洪发电管道的一部分和与水轮机的出水口连接的排洪管道的一部分。

所述的水轮机是将需要排泄的洪水的能量转化为发电的动力的转化器。

建造时，将基座8建造在水库的底部，将排洪发电管道建造在水库底部或堤坝底部，将排洪管道建造在堤坝底部、排洪管道的出水口伸出堤坝外，将发电仓建造在堤坝的底部的内部，将水轮机和发电机安装在发电仓内，水轮机的转动轴与发电机的转动轴连接；再将基座下端的管式洞与排洪发电管道连接，排洪发电管道与水轮机的进水口连接，水轮机的出水口与排洪管道连接；最后，将排洪管6的下端插入基座8中间的管式洞中固定，将环形浮体1的配合面5套装在排洪管6的上面部分的光滑的圆管形的外表面。

水库内蓄水后，当水库中的水面低于设定的蓄水位时，环形浮体1的配合面5上的出水孔4被排洪管6的上面部分遮挡而密封，断开了从进水孔3进入排洪管6的排洪发电通道。当水库中的水面高于设定的蓄水位时，环形浮体1上浮而在排洪管6的上面部分的光滑的圆管形的外表面上向上滑动，随着环形浮体1的上浮，环形浮体1的配合面5上的出水孔4露出排洪管6的上端的进水口，水从进水孔3进入连通管2后再经过出水孔4进入排洪管6上端的进水口，而后从排洪管6进入基座内的管式洞中后经过排洪发电管道将水送入水轮机中推动水轮机转动，水轮机带动发电机发电，从水轮机中排出的水从排洪管道中排出水库外。当水库中的水位随着排洪发电通道的打开而泄洪后，水位自然降低；水位降低后，环形浮体1随着随着水位自然下降，当水位达到设定的安全水位时，环形浮体1的配合面5上的出水孔4随着环形浮体1的下降而低于排洪管6的上端；此时，环形浮体1的配合面5上的出水孔4被排洪管6的上面部分遮挡而密封，断开了从进水孔3进入排洪管6的排洪发电通道，水轮机停止运转、发电机停止发电。

Claims (6)

1.一种水库泄洪安全发电，其特征在于：所述的水库泄洪安全发电包括环形浮体、浮力腔、内通管、进水孔、连通管、出水孔、配合面、排洪管、基座、水轮机、发电机；

所述的排洪管的下部伸入基座的管式洞中固定，排洪管下端的出水口与基座的管式洞相通，基座的管式洞与建造在水库底部的排洪发电管道连接或与建造在堤坝底部的排洪发电管道连接，排洪发电管道与水轮机的进水口连接，水轮机的出水口与安装在堤坝底部的排洪管道连接，排洪管道的出水口伸出堤坝外；水轮机和发电机安装在建造在堤坝内的底部的发电仓内，水轮机的转动轴与发电机的转动轴连接；在排洪管的上面部分套装有环形浮体；所述的环形浮体的配合面与排洪管的上面部分的外表面配合而能够在排洪管的上面部分上滑动，并能够使环形浮体向上滑动时打开排洪发电通道、向下滑动时关闭排洪发电通道；在环形浮体随水位的升高而上浮时，在排洪管上向上滑动，继而能够打开排洪发电通道；在环形浮体随水位下降而在排洪管上向下滑动时，能够关闭排洪发电通道；

所述的排洪管是直通管道，直通管道是空心的直管、上端是进水口、下端是出水口；排洪管的上面部分的管表面或固定在基座以上的部分的排洪管的管表面是光滑的圆管形的外表面，光滑的圆管形的外表面与环形浮体的配合面配合；

所述的环形浮体是圆环形的空腔体，环形浮体内的空腔体是浮力腔，环形浮体的内环面是配合面，配合面是光滑的圆环形的内环面；在环形浮体的下面一面或外面的下面部分有进水孔，在环形浮体的配合面的环形面上有出水孔，在进水孔和出水口之间的浮力腔内有连通管连接进水孔和出水孔，连通管与进水孔和出水孔相通；所述的浮力腔是产生浮力腔体，浮力腔产生的浮力能够支撑环形浮体的重量、并能够使环形浮体浮在水面上时水面在环形浮体的上端面至配合面上的出水孔之间；

所述的基座是建造在水库底部的底座，建造成为有管式洞的中空座体；基座的管式洞的上面部分用于固定排洪管的下面部分，固定排洪管以外的部分的管式洞的用于排送水；

所述的发电仓是建造在堤坝底部的内部安装发电机和水轮机的室内空间，在发电仓内有与水轮机的进水口连接的排洪发电管道的一部分和与水轮机的出水口连接的排洪管道的一部分；

所述的水轮机是将需要排泄的洪水的能量转化为发电的动力的转化器；

建造时，将基座建造在水库的底部，将排洪发电管道建造在水库底部或堤坝底部，将排洪管道建造在堤坝底部、排洪管道的出水口伸出堤坝外，将发电仓建造在堤坝的底部的内部，将水轮机和发电机安装在发电仓内，水轮机的转动轴与发电机的转动轴连接；再将基座下端的管式洞与排洪发电管道连接，排洪发电管道与水轮机的进水口连接，水轮机的出水口与排洪管道连接；最后，将排洪管的下端插入基座中间的管式洞中固定，将环形浮体的配合面套装在排洪管的上面部分的光滑的圆管形的外表面；

水库内蓄水后，当水库中的水面低于设定的蓄水位时，环形浮体的配合面上的出水孔被排洪管的上面部分遮挡而密封，断开了从进水孔进入排洪管的排洪发电通道；当水库中的水面高于设定的蓄水位时，环形浮体上浮而在排洪管的上面部分的光滑的圆管形的外表面上向上滑动，随着环形浮体的上浮，环形浮体的配合面上的出水孔露出排洪管的上端的进水口，水从进水孔进入连通管后再经过出水孔进入排洪管上端的进水口，而后从排洪管进入基座内的管式洞中后经过排洪发电管道将水送入水轮机中推动水轮机转动，水轮机带动发电机发电，从水轮机中排出的水从排洪管道中排出水库外；当水库中的水位随着排洪发电通道的打开而泄洪后，水位自然降低；水位降低后，环形浮体随着随着水位自然下降，当水位达到设定的安全水位时，环形浮体的配合面上的出水孔随着环形浮体的下降而低于排洪管的上端；此时，环形浮体的配合面上的出水孔被排洪管的上面部分遮挡而密封，断开了从进水孔进入排洪管的排洪发电通道，水轮机停止运转、发电机停止发电。

2.根据权利要求1所述的水库泄洪安全发电，其特征在于：环形浮体是打开和关闭水库泄洪安全发电的排洪发电通道的滑动开关，利用环形浮体产生的浮力自动打开排洪发电通道、利用环形浮体的重力自动关闭排洪发电通道。

3.根据权利要求1所述的水库泄洪安全发电，其特征在于：进水孔和出水孔都低于正常蓄水的水面；

为了使洪水中半沉半浮的漂浮物不进入进水孔中堵塞环形浮体上的进水通道，在环形浮体的进水孔处固定有过滤网。

4.根据权利要求1所述的水库泄洪安全发电，其特征在于：所述的水库泄洪安全发电在自动排洪时不需要能源带动，既环保、又安全。

5.根据权利要求1所述的水库泄洪安全发电，其特征在于：所述的水库泄洪安全发电的结构紧凑合理、制造和使用方便，保护堤坝安全的能力强、自动化程度高、排洪时发电的效果好，合理地利用了水库排洪时的洪水的能量，在洪水低于警戒水位时自动关闭排洪发电的开关而保持水位。

6.一种水库泄洪安全发电的制造方法，其特征在于：排洪管制造成为直通管道，直通管道造成为空心的直管、上端制造成为进水口、下端制造成为出水口；排洪管的上面部分的管表面或固定在基座以上的部分的排洪管的管表面制造成为光滑的圆管形的外表面，光滑的圆管形的外表面与环形浮体的配合面配合；

环形浮体制造成为圆环形的空腔体，环形浮体内的空腔体制造成为浮力腔，环形浮体的内环面制造成为配合面，配合面制造成为光滑的直管式的内环面；在环形浮体的下面一面或外面的下面部分制造有进水孔，在环形浮体的配合面的环形面上制造有出水孔，在进水孔和出水口之间的浮力腔内制造有连通管连接进水孔和出水孔，连通管与进水孔和出水孔相通；

基座制造成为建造在水库底部的底座，制造成为有管式洞的中空座体；

所述的排洪管的下部伸入基座的管式洞中，排洪管的中下部的横向凸缘盘固定在基座的上面，排洪管下端的出水口与基座的管式洞相通，基座的管式洞与建造在水库底部的排洪发电管道连接或与建造在堤坝底部的排洪发电管道连接，排洪发电管道与水轮机的进水口连接，水轮机的出水口与安装在堤坝底部的排洪管道连接，排洪管道的出水口伸出堤坝外；水轮机和发电机安装在建造在堤坝内的底部的发电仓内，水轮机的转动轴与发电机的转动轴连接；在排洪管的上面部分套装有环形浮体。