CN107269449A - 超大型水力发电站 - Google Patents

超大型水力发电站 Download PDF

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CN107269449A CN201710412450.5A CN201710412450A CN107269449A CN 107269449 A CN107269449 A CN 107269449A CN 201710412450 A CN201710412450 A CN 201710412450A CN 107269449 A CN107269449 A CN 107269449A
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    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/20Hydro energy

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,这样人类就有了洁净、低成本的电能使用了。其特征是:水轮机轴芯活动固定,水轮机位置不变,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,水轮机的叶桨受水力的冲动下,推动水轮机旋转,水轮机旋转带动发电机发电,日夜生产电能。水力发电站在海上、江上前后左右排列几万平方公里,生产巨大电能供应全中国。水力发电站属清洁能源,再生能源,发电成本最低能源,即使今后1000年,中国人口达50亿人也满足供电量,中国能源问题、雾霾问题、气候变化问题将彻底解决,是中国目前电力能源及能源发展的唯一正确道路。

Description

超大型水力发电站
技术领域
超大型水力发电站,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,积蓄上涨的水位,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。我发明创造的动能超大型水力发电站,不筑堤坝,不建水库,根据自然流动的海水、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,这样人类就有洁净、低成本的电能使用了。水力发电站属清洁能源,再生能源,发电成本最低能源,即使今后1000年,中国人口达50亿人也满足供电量,中国能源问题、雾霾问题、气候变化问题将彻底解决,是中国目前电力能源及能源发展的唯一正确道路。
发明内容
我发明创造的超大型水力发电站,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,各种能量可以转化成电能。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,极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。
超大型水力发电站技术方案是:一、流动的海水、江水、河水都能产生动能→水轮机的叶桨受水力冲动下→推动水轮机旋转→增大动力矩→调速器调速→离合器离合→带动齿轮组升转速→带动发电机组按额定转速旋转→发电机发电→生产交流电→整流器整流生产直流电→直流电通过逆变器生产正规交流电→并电网;二、流动的海水、江水、河水都能产生动能→水轮机的叶桨受水力冲动下→推动水轮机旋转→增大动力矩→调速器调速→离合器离合→带动齿轮组升转速→带动发电机组按额定转速旋转→发电机发电→生产交流电→整流器整流生产直流电→直流电对储能蓄电瓶充电→直流电输出→通过逆变器生产正规交流电→并电网;三、流动的海水、江水、河水都能产生动能→水轮机的叶桨受水力冲动下→推动水轮机旋转→增大动力矩→调速器调速→离合器离合→带动齿轮组升转速→带动发电机组按额定转速旋转→发电机发电→生产正规交流电→并电网;上述应根据实际需要采用哪种发电方案,其特征是:
在流动的海水、江水、河水这些实际需要的水域,卧式水轮机的圆形材料内部空心全封闭水密制造,或者,圆形材料一部分为内部空心,一部分为单层材料制造,这样节约材料,又制造方便,圆形材料的浮力支撑水力发电站整体的重力,水力发电站浮于水面,水轮机的圆形材料二片或二片以上,水轮机的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,或者,水轮机的圆形材料外缘不尖头制造,这样制造方便,节约材料,水轮机的圆形材料近中心轴部分用支架连接,这样节约材料,减轻水轮机的重量,见说明书附图,图1中的2、图1中的9,水轮机的轴芯露出水面适当高度或接近水面,水轮机的轴芯平行于水面,见说明书附图,图1中的25,根据浮力定理制造,水轮机两头轴芯、中间轴芯,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,使水轮机前后左右位置不变,上下移动,见说明书附图,图1中的1、图1中的15、图1中的3、图1中的16,水轮机的圆形材料与柱、支架之间连接碰垫,这样防止水轮机旋转水轮机的圆形材料损坏,发电机组、调速器、液压机等设备安装在水轮机的轴芯固定装置上方,水轮机轴芯固定装置下方应连接重力箱,使发电机组等重心下移,使发电机组等永远保持在水轮机轴芯固定装置上方,或者,发电机组、调速器、液压机等设备安装在水轮机的轴芯固定装置上方,轴芯固定装置上安装不倒置机构,使发电机组等永远保持在水轮机轴芯固定装置上方,见说明书附图,图1中的4,图1中的5,图1中的6,图1中的3、图1中的16、图1中的7,图1中的8,或者,发电机组、调速器、液压机等设备安装在水轮机的轴芯固定装置下方连接吊台平台上,见说明书附图,图1中的4,图1中的5,图1中的6,或者,发电机组、调速器、液压机等设备安装在水轮机的轴芯固定装置下方连接重力箱内,见说明书附图,图1中的4,图1中的5,图1中的6,固定装置内套轴承,设置牛油嘴,利于轴芯以后加油润滑,水轮机、发电机组、调速器、液压机、轴芯固定装置等结成一体,发电机组等活动固定在柱或支架上,见说明书附图,图1中的7、图1 中的3、图1中的8、图1中的16,使发电机组等不会转动上下移动,水轮机、发电机组、调速器、液压机、轴芯固定装置等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,否则,水轮机、发电机组、活动固定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,水轮机的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,否则,用于夹住水轮机的柱、支架等倒下,发电机组等采用全封闭水密发电,水轮机安装的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的圆形材料加宽,见说明书附图,图1中的9,增加水中容积,增大浮力,根据浮力定理制造,使水轮机的轴芯与水面保持平行,同轴芯水轮机一台或一台以上,水轮机轴芯左右延伸,增加水轮机数量和增加柱、支架、固定装置等,水轮机自由转动,水轮机的叶桨、轴芯、轴芯齿轮一体,水轮机的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,或者,水轮机各叶桨用液压杆、液压缸等分连接在水轮机的圆形材料上,同一叶桨液压杆、液压缸一套或者多套,见说明书附图,图1中的10,图1中的13,水轮机各叶桨液压缸、液压杆的周围双层制造,水轮机各叶桨沿轨道伸缩移动时,液压缸插入叶桨双层中间,使水轮机各叶桨伸缩移动幅度长度更大,这样使水轮机获得更大能量,见说明书附图,图1中的20,液压杆周围用保护层包裹,这样防止液压缸漏油及液压杆日久腐蚀生锈,见说明书附图,图1 中的10,液压杆、液压缸位置可相反安装,见说明书附图,图1中的10,图1中的13,水轮机各叶桨左右两边活动连接在水轮机的圆形材料凹凸轨道上,见说明书附图,图1中的14,水轮机各叶桨沿凹凸轨道像闸门一样可上下左右内外移动,见说明书附图,图1中的11,水轮机的叶桨左右两边在凹凸轨道内,设置转轮,这样利于水轮机的叶桨沿凹凸轨道上下左右内外移动时防止卡住,见说明书附图,图1中的14,水轮机的圆形材料上的轨道向外缘延伸,这样在水轮机的圆形材料直径不变的情况下,水轮机的叶桨沿轨道向外缘延伸,增大叶桨受水力面积及动力矩,这样水轮机获得更大的能量,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层或双层或多层材料制造,如水轮机各叶桨采用单层材料制造,这样水轮机各叶桨重量轻,便于液压机对各叶桨上下左右内外移动时方便做功,水轮机各叶桨大小、重量、结构统一标准制造,这样利于液压杆对各叶桨上下左右内外移动时动作一致利于发电,见说明书附图,图1中的11,水轮机的叶桨顶端连接“丿”形材料,这样水轮机的叶桨获得能量大,水轮机各组叶桨与中心轴连接角度错开,这样利于水轮机的叶桨受水力推动下匀速旋转利于发电,见说明书附图,图1中的17,图1中的11,图1中的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,水轮机的叶桨左右两侧为纵向平面扇形材料,水轮机的叶桨三面受水力成斗形获得能量最大,水轮机横卧在流动的水面上,水轮机一半在水中(水轮机一部分在水中),另一半在空中(另一部分在空中),水轮机叶桨朝水流方向,叶桨与水流方向垂直,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中的11,推动水轮机旋转,水轮机轴芯齿轮安装在圆形材料上,见说明书附图,图1中的21,这样节约材料,所占空间位置小,水轮机轴芯齿轮旋转带动齿轮组、发电机组旋转,发电机工作发电,日夜产生电能,见说明书附图,图1中的21,图1中的12,图1中的4,可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齿轮组、发电机组轴芯旋转,发电机工作发电,日夜产生电能。轴芯与齿轮之间、轴芯与轴芯之间安装离合器,见说明书附图,图1中的19,这样利于齿轮组、发电机组故障紧急停止转动或维修停止转动。当调速器接收到测量到水轮机转速太快或者太慢需要调速信号时(转速偏差),当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(频率偏差),见说明书附图,图1 中的5,调速器对接收到信号数据经过综合处理后,调速器指令液压机的液压泵的电动机工作,输入输出液压液体及停止,见说明书附图,图1中的6,由于水轮机各叶桨液压缸、液压杆数量多,要求液压机的液压泵的电动机功率必须达到规定功率,这样利于调速器指令液压机快速反应迅速做功,见说明书附图,图1中的6,液压机通过液压管将液压液体输入、输出到水轮机各叶桨液压缸内,液压缸内的活塞在液压液体的压力作用下移动,活塞连接液压杆,液压杆连接水轮机各叶桨做功,或者,液压机的液压泵的电动机工作,调速器指令控制液压机液压管电阀门或机械阀门或液压阀门,阀门控制输入输出液压液体及停止,液压液体通过液压管输入输出到水轮机各叶桨液压缸内,液压缸内的活塞在液压液体的压力作用下移动,活塞连接液压杆,液压杆连接水轮机的各叶桨做功,见说明书附图,图1中的13,图1 中的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1中的11,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与发电机需要的阻力矩负荷保持平衡,从而使发电机始终保持额定转速,相反,当液压杆缩回,见说明书附图,图1中的10,连接液压杆的叶桨同时缩回,见说明书附图,图1中的11,水轮机的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,从而使发电机始终保持额定转速,发电机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,水力发电站通过调速器,调速、调频、调相、调压、调负荷产生优质电能并电网。或者,调速器自动档失效,调速器转向手动档,按操作手柄,通过人工手动,控制液压机电动机开关或电阀门、机械阀门、液压阀门的开关,控制输入输出液压液体及停止,控制液压杆对水轮机的叶桨上下左右内外移动做功,根据转速表,使水轮机按规定转速旋转,水力发电站通过人工操作调速、调频、调相、调压、调负荷产生优质电能并电网。水力发电站通过调速器手动档功能把水轮机各叶桨收回,各叶桨靠近水轮机的中心轴,水轮机各叶桨离开流动水中,水轮机各叶桨沒有受水力,水轮机停止不动,水轮机、齿轮组、发电机组等进行检修保养及抗大风浪,待水力发电站检修保养及抗风浪完成后,再按操作手柄,使水轮机的叶桨进入流动的水中受水力,水力发电站重新投入使用,正常发电。为防止水轮机的旋转受水力发电站当地水域风力的干扰,影响调速器对水轮机转速的控制,以免产生劣质电能并电网,水轮机应设置防风罩,防风罩半圆柱形造形,可防风罩根据需要可特需造形,横卧盖在水轮机的上方,防风罩底部悬挂挂帘,使防风罩更加密闭,防风罩用框架轻质材料制造,防风罩的重力用柱、支架等支撑,柱、支架等固定在海底、江底、河底里,水轮机自由转动,防风罩位置不变,见说明书附图,图1中的24,图1中的26,或者,防风罩的重力用水轮机轴芯的浮力支撑,见说明书附图,图1中的24,图1中的26,图1中的25,及防风罩部分重力靠水轮机的圆形材料支撑,见说明书附图,图1中的24,图1中的 26,图1中的2,圆形材料的外缘设置轨道,防风罩的重力支架与圆形材料的外缘轨道接触的部分安装转轮,见说明书附图,图1中的24,图1中的26,图1中的2,为使防风罩不会转动,防风罩左右两侧框架与柱、支架等活动固定,见说明书附图,图1中的24,图1中的 26,图1中的1,图1中的15,图1中的3,图1中的16,图1中的7,图1中的8,这样防风罩不会转动上下移动,防风罩随水轮机升高而升高,随水轮机降落而降落,防风罩、水轮机、轴芯固定装置等全部结成一体,使水力发电站整体强度加强,水轮机自由旋转,防风罩不会转动,这样水轮机的叶桨露出水面,水轮机不会受到水力发电站当地水域的顺风、逆风、歪风、快风、慢风、阵风、有风、无风的干扰,使水力发电站生产优质电能并电网;或者,当流向风向相反时,防风罩通过液压机、液压管、液压缸、液压杆、液压转动机构、电动机、轨道、芯子、绞链等,使防风罩分组分片重叠式、折叠式、卷门式、旋转式、闸门式、对开式、顶举式、翻倒式等方式局部或全部打开,见说明书附图,图1中的24,图1中的26,这样水轮机的叶浆在水中时受水力冲动,水轮机的叶浆在空中时受风力吹动,这样水轮机的叶浆同时风力、水力上下联动,使水力发电站获得更多的能量,提高经济效益;或者,当流向风向同向时,防风罩通过液压机、液压管、液压缸、液压杆、液压转动机构、电动机、轨道、芯子、绞链等,使防风罩分组分片重叠式、折叠式、卷门式、旋转式、闸门式、对开式、顶举式、翻倒式等方式局部或全部关闭,见说明书附图,图1中的24,图1中的26,这样水轮机的叶浆在水中时受水力冲动,水轮机的叶浆在空中时不受顶风风力阻碍吹动,使水力发电站获得更多的能量,提高经济效益;或者,当水力减弱时或没有时,风力增强时,水轮机的叶浆通过调速器手动档,将水轮机各组叶桨收回,靠近水轮机中心轴,使水轮机各组叶桨离开流动水中,见说明书附图,图1中的11,防风罩通过液压机、液压管、液压缸、液压杆、液压转动机构、电动机、轨道、芯子、绞链等,使防风罩分组分片重叠式、折叠式、卷门式、旋转式、闸门式、对开式、顶举式、翻倒式等方式一部分打开一部分关闭,见说明书附图,图1中的24,图1中的26,使水轮机的叶浆一部分受风力一部分不受风力,使水轮机的叶浆受风力吹动下,推动水轮机旋转,其发电方法同上相同或相似,水力发电站变成风力发电站,提高经济效益;在现有防风罩上安装太阳能光伏板发电,这样提高发电量,提高经济效益;上述根据实际情况确定。本案可水轮机同一片叶桨分二片或二片以上,各分片叶桨之间活动连接,然后同一片叶桨分二片或二片以上重叠式沿轨道上下左右内外伸缩移动,见说明书附图,图2所示,其发电方法原理相同。本案可水轮机同一片叶桨分二片或二片以上,各分片叶桨之间绞链活动连接,然后同一片叶桨分二片或二片以上折叠式沿轨道上下左右内外伸缩移动,见说明书附图,图3所示,其发电方法原理相同。本案可水轮机同一片叶桨分多片,各分片叶桨之间绞链活动连接,液压缸、液压杆改为液压转动机构,液压转动机构旋转带动叶桨转轮旋转,然后同一片叶桨分多片叶桨像卷门一样沿轨道上下左右内外伸缩移动,见说明书附图,图4所示,其发电方法原理相同。本案发明可水轮机的叶桨分几片,见说明书附图,图5中的1,图6中的1,每分片叶桨连接桨杆活动固定在中心轴上,见说明书附图,图 5中的2,图6中的2,水轮机的中心轴支撑每分片叶桨的重力,见说明书附图,图5中的3,图6中的3,水轮机中心轴内或轴外安装液压转动机构,液压转动机构齿轮带动每桨杆齿轮 90°转动做功,见说明书附图,图5中的4,图6中的4,桨杆90°来回转动,各分叶桨受水力面积增大或减少,桨杆转动90°前端、未端设置停止档,桨杆转到前端、未端时受停止档作用下自动停止转动,各分叶桨液压转动机构动作一致,当各分片叶桨与水流垂直时,水轮机的叶桨受水力面积最大,水轮机转速最快,见说明书附图,图5中的1,图5中的5,当各分片叶桨与水流平行时,水轮机的叶桨受水力面积最小,水轮机转速最慢或停止,见说明书附图,图6中的1,图6中的5,各分片叶桨液压转动机构服从调速器指令,水轮机按额定转速执行,水力发电站生产优质电能并电网,其发电方法原理同上相同或相似。本案发明可水轮机同一叶桨分二片像对门相似,二片叶桨用绞链活动固定在水轮机左右圆形材料上,见说明书附图,图7中的1,每分片叶桨绞链二只或二只以上,绞链支撑每分片叶桨的重力,见说明书附图,图7中的1,液压缸、液压杆安装在水轮机左右圆形材料上,液压杆横向伸缩对水轮机的叶桨像对门相似开合做功,见说明书附图,图7中的2,图7中的3,水轮机每片叶桨开合,水轮机叶桨受水力面积减少或增大,叶桨合时水轮机叶桨受水力面积最大,水轮机转速最快,叶桨开时水轮机叶桨受水力面积为零,水轮机转速最慢或停止,水轮机每片叶桨液压杆伸缩动作一致,调速器控制液压缸、液压杆做功,水轮机按额定转速旋转,其发电方法原理同上相同或相似。本案可水轮机的圆形材料与水轮机的圆形材料之间按等分多处里外连接二根横梁,见说明书附图,图8中的1,图8中的2,图8中的3,然后按规定在里外二条横梁上设置轨道,水轮机同一叶桨分二片或二片以上重叠式安装在二条横梁轨道之间,见说明书附图,图8中的4,二条轨道横梁支撑叶桨整片重力,各分片叶桨活动连接,液压缸、液压杆安装在水轮机圆形材料上,液压杆横向连接叶桨的边缘,液压杆对水轮机的叶桨重叠式沿轨道横向左右移动做功,可液压缸、液压杆安装在水轮机左右圆形材料上,液压杆横向连接叶桨的边缘,液压杆对水轮机的叶桨重叠式沿轨道似对开两扇移动门相似横向左右移动做功,液压缸、液压杆服从调速器指令做功,液压杆伸出长度最大,水轮机的叶桨受水力面积最大,水轮机转速最快,液压杆横向长度缩回为零,水轮机的叶桨受水力面积为零,水轮机转速最慢或停止,见说明书附图,图8中的5,水轮机每片叶桨液压杆伸缩动作一致,水轮机按额定转速旋转,其发电方法原理同上相同或相似。本发明可水轮机圆形材料与水轮机圆形材料之间按等分多处里外连接二根横梁,见说明书附图,图9中的1,图9中的2,图 9中的3,按规定在里外二条横梁上设置轨道,水轮机同一叶桨分二片或二片以上折叠式安装在二条横梁轨道之间,见说明书附图,图9中的4,二条轨道横梁支撑叶桨整片重力,各分片叶桨活动连接,液压缸、液压杆安装在水轮机的圆形材料上,液压杆横向连接叶桨的边缘,液压杆对水轮机的叶桨折叠式沿轨道横向左右移动做功,可液压缸、液压杆安装在水轮机左右圆形材料上,液压杆横向连接叶桨的边缘,液压杆对水轮机的叶桨折叠式沿轨道似对开两扇移动门相似横向左右移动做功,液压缸、液压杆服从调速器指令做功,液压杆伸出长度最大,水轮机的叶桨受水力面积最大,水轮机转速最快,液压杆横向长度缩回为零,水轮机的叶桨受水力面积为零,水轮机转速最慢或停止,见说明书附图,图9中的5,水轮机每片叶桨液压杆伸缩动作一致,水轮机按额定转速旋转,其发电方法原理同上相同或相似。本发明可水轮机的圆形材料与水轮机的圆形材料之间按等分多处里外连接横梁,按规定在里外二条横梁上设置轨道,水轮机同一叶桨分多片叶桨像卷门相似安装在二条横梁轨道之间,二条轨道横梁支撑叶桨整片的重力,液压转动机构安装在水轮机圆形材料上,液压转动机构服从调速器指令做功,液压转动机构对叶桨转轮带动,液压转动机构对水轮机叶桨像卷门相似沿轨道横向左右移动做功,可液压转动机构对水轮机叶桨像卷门相似对开两扇门沿轨道横向左右移动做功,水轮机的叶桨横向伸出长度最大,水轮机的叶桨受水力面积最大,水轮机转速最快,水轮机的叶桨长度横向缩回为零,水轮机的叶桨受水力面积为零,水轮机转速最慢或停止,水轮机每片叶桨液压转动机构转动动作一致,水轮机按额定转速旋转,见说明书附图,图10所示,其发电方法原理同上相同或相似。本发明可水轮机各叶桨以叶浆左右芯子为支点,芯子支撑叶浆整片的重力及受水力,见说明书附图,图11中的1,水轮机各叶桨圆弧形或不圆弧形制造,见说明书附图,图11中的2,水轮机各叶桨在液压机液压杆的作用下,见说明书附图,图11中的3,水轮机各叶桨以叶浆左右芯子为支点上下转动,见说明书附图,图11 中的2,图11中的1,水轮机各叶桨伸出,水轮机各叶桨受水力面积增大,水轮机转速加快,水轮机各叶桨缩回,水轮机各叶桨受水力面积减小,水轮机转速减慢,水轮机各叶桨缩回,整体变成圆柱形横卧在水面上,水轮机各叶桨没有受水力,水轮机停止不会转动,其发电方法原理同上相同或相似。本发明可采取水轮机两头轴芯、中间轴芯分别各一只柱、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高度恰当,然后水轮机两头轴芯、中间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,其同以上发电方法相同。本发明在海底、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12所示,可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13所示,用柱、支架等分别夹住卧式水轮机两头轴芯、中间轴芯适当空隙,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13中的1,图13中的2,使卧式水轮机的叶桨保持在水槽内,见说明书附图,图13中的3,水轮机前后左右位置不变,上下移动,见说明书附图,图13所示,卧式水轮机的圆形材料内部空心全封闭水密制造,圆形材料的浮力支撑水力发电站的整体的重力,水力发电站浮于水面,水轮机的轴芯高于水面适当高度并平行于水面,根据浮力定理制造,卧式水力发电站随水位升高而升高,随水位降低而降低,用于夹住卧式水轮机两头轴芯、中间轴芯的柱或支架下部适当高度互相连接,见说明书附图,图14中的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、中间轴芯的柱或支架互相连接的部位支撑水力发电站整体的重力,使水力发电站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可继续生产电能,水轮机两头轴芯、中间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,利于以后轴芯加油润滑,这样减少卧式水轮机两头轴芯、中间轴芯摩损。其发电方法同上一样。本发明可液压机改为空压机,液压管改为空气管,阀门改为气阀,液压缸改为气缸,液压杆改为气缸杆,液压转动机构改为气动转动机构,液压液体改用气体,调速器控制空气压缩式系统做功,使水轮机按额定转速旋转,其发电方法原理同上相同或相似。本发明可液压机改为电动机,液压管改为水密电缆,液压缸改为齿轮,液压杆改为螺杆,调速器控制螺杆式系统做功,水轮机按额定转速旋转,其发电方法原理同上相同或相似。上述根据实际情况确定。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,水轮机的圆形材料内部空心全封闭水密制造,水力发电站浮于水面,水力发电站随水位升高而升高,随水位降低而降低,水轮机的叶桨始终满负荷受水力,获得能量最大,水力发电站适合水域窄小的地方,结构简单,节约材料。本发明水力发电站用于直流电供电时,可将水力发电站调节系统去掉不要,液压系统去掉不要,空气压缩系统去掉不要,及螺杆式系统去掉不要,水轮机的叶桨固定在圆形材料上或中心轴上,或者,水力发电站调节系统部分保留,液压系统保留,空气压缩系统保留,及螺杆式系统保留,根据水力发电站具体情况确定,水力发电站通过直流发电机或者交流发电机再经过整流器整流生产直流电,直流电通过逆变器生产正规交流电并电网,或者,水力发电站通过直流发电机或者交流发电机再经过整流器整流生产直流电,直流电对储能蓄电瓶充电,直流电输出,通过逆变器生产正规交流电并电网,其发电技术方法同上相同或相似。水力发电站在实际使用过程中,根据实际情况其细节可以变化。
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,在实际应用过程中,根据功率公式得知,功率(P)=力(F)×速度(V),力越大,速度越快,获得能量越大。海水受太阳、月亮的巨大引力的作用下产生潮汐海水流动,潮水日夜往复不断的流动,产生巨大无比的能量,当太阳、地球、月亮运行成一线时产生的引力最大,即大潮汐,潮差最大(水位差最大),海水流速最快,流速达6节左右,3米/每秒左右,流量最大,水力发电站水轮机的叶桨获得能量最大,产生电能最大,大潮汐每月大约16天左右(8 天+8天=16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,1米/每秒左右,流量减少,水力发电站的水轮机的叶桨获得能量最小,产生的电能最小,小潮汐每月大约14天左右(7天+7天=14 天);江水、河水每年受春夏季节雨量大影响,相应水位高,江水、河水流速最快,流速达6 节左右,流量最大,水力发电站的水轮机的叶桨获得能量最大,产生的电能最大,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节左右,流量减少,水力发电站的水轮机的叶桨获得能量减少,产生的电能减少。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相对应最大功率的发电机,根据海水、江水、河水流速流量最大,产生能量最大,相对应安装最大功率的发电机,这样水力发电站在原来设备不变的情况下,以安装最大容量的发电机,既提高发电量,又提高经济效益。本技术方法发电适合全部水流动动能发电站。
发电机发电获取能量的过程就是克服磁阻力力矩的过程,即阻力矩,水轮机受水力冲动下旋转,即动力矩,动力矩与阻力矩的大小关系就是简称发电机能量转换的大小关系,两者的关系是平衡的,即动力矩=阻力矩,动力矩越大,相对应产生的电能越大,今后社会生产力的提高,及人们生活水平的提高,人们对电能需求进一步提高,只要增加动力矩,也就是增加水轮机的半径,水轮机的中心轴离开水面向空中提高,见说明书附图,图1中的25,即增加力臂,力×力臂=力矩,只要制造大直径的水轮机及制造相对应的大功率发电机,就能解决电能问题。
本发明所称全部“圆形材料”、“扇形材料”的形状根据需要都可以变化,见说明书附图,图1中的2,“圆形材料”、“扇形材料”根据需要可以不用。
超大型水力发电站水轮机转速调节和运行:水力动能发电站通过调速器,见说明书附图,图1中的5,当调速器接收到测量到水轮机转速太快或者太慢需要调速信号时(转速偏差),当调速器接收到测量出发电机输出的电源,及电网二次需要调频、调相、调压、调负荷信号时(频率偏差),调速器对接收到信号数据经过综合处理后,调速器指令控制液压机的液压泵的电动机工作,输入、输出液压液体及停止,液压机的液压泵的电动机功率必须达到规定功率,这样利于液压缸、液压杆迅速做功,液压机、液压泵、电动机可两套或多套,液压机通过液压管连接到水轮机各叶桨液压缸内,见说明书附图,图1中的13,液压缸内的活塞在液压液体压力的作用下移动,液压缸内的活塞受油压力面积必须达到规定的面积,液压缸内的活塞连接液压杆做功,见说明书附图,图1中的10,或者,液压机的液压泵的电动机工作,调速器指令控制液压机液压管电阀门或机械阀门或液压阀门的开关,阀门控制输入输出液压液体及停止,液压液体通过液压管输入输出到水轮机各叶桨液压缸内,液压缸内的活塞在液压液体压力的作用下移动,活塞连接液压杆,液压杆连接水轮机各叶桨做功,液压缸周围水轮机的叶桨采用两层材料制造,留有空间,当水轮机的叶桨缩回时液压缸插入叶桨两层中间,见说明书附图,图1中的20,这样利于水轮机的叶桨沿轨道上下左右内外移动时增加移动幅度的长度,液压缸基座可向水轮机中心轴内移,这样利于水轮机的叶桨沿轨道上下左右内外移动时增加移动幅度的长度,利于发电,液压杆的周围包裹一层到二层水密保护罩 (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的叶桨中心,这样利于液压杆对水轮机的叶桨做功时叶桨受力匀均,防止叶桨沿轨道上下左右内外移动时卡住。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1 中的11,水轮机各叶桨在水中受水力面积增大,水轮机转速加快,力矩增大,使水轮机所产生的主动力矩随时与发电机的电磁阻力矩相平衡,以满足外界电负荷的需要,并维持发电机的转子在额定转速下稳定运行,从而使发电机始终保持额定转速,相反,当液压杆缩回,连接液压杆的叶桨同时缩回,水轮机各叶桨在水中受水力面积减少,水轮机转速减慢,力矩减少,使水轮机所产生的主动力矩负荷与发电机需要的阻力矩负荷达到新的平衡,从而使发电机始终保持额定转速,发电机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,水力发电站通过调速器调速、调频、调相、调压、调负荷产生优质电能并电网。或者,调速器自动档失效,调速器转向手动档,按操作手柄,通过人工手动,控制液压机的电动机的开关或液压机的液压管阀门的开关,控制液压杆对水轮机各叶桨沿圆形材料上的轨道上下左右内外移动做功,根据水轮机转速表,使水轮机按规定转速旋转,水力发电站通过人工手动,调速、调频、调相、调压、调负荷产生优质电能并电网。调速器指令控制液压机的液压泵的电动机的开关或液压机的液压管阀门的开关,调速器设置二档:自动档与手动档,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,水力发电站通过调速、调频、调相、调压、调负荷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及抗大风浪时,调速器转向手动档,按操作手柄,控制液压机的液压泵的电动机的开关,或者,液压机的液压泵的电动机工作,控制液压机的液压管阀门的开关,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1中的25,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、发电站检查保养及抗大风浪完成后,再按操作手柄,控制液压机的液压泵的电动机的开关或液压机的液压管阀门的开关,使水轮机各叶桨进入流动水中受水力,水轮机按规定转速旋转,通过同步器调节其转速,使其与电网同步,调速器从手动档转向自动档,然后并电网,发电站正常发电。为防止水轮机的旋转受水力发电站当地水域风力的干扰,影响调速器对水轮机转速的控制,以免产生劣质电能并电网,水轮机应设置防风罩,这样水轮机的叶桨露出水面,水轮机不会受到水力发电站当地水域的顺风、逆风、歪风、快风、慢风、阵风、有风、无风的干扰,使水力发电站生产优质电能并电网;或者,当流向风向相反时,使防风罩分组分片局部或全部打开,这样水轮机的叶浆在水中时受水力冲动,水轮机的叶浆在空中时受风力吹动,这样水轮机的叶浆同时风力、水力上下联动,使水力发电站获得更多的能量,提高经济效益;或者,当流向风向同向时,使防风罩分组分片局部或全部关闭,这样水轮机的叶浆在水中时受水力冲动,水轮机的叶浆在空中时不受顶风风力阻碍吹动,使水力发电站获得更多的能量,提高经济效益;或者,当水力减弱时或没有时,风力增强时,水轮机的叶浆通过调速器手动档,将水轮机各组叶桨收回,靠近水轮机中心轴,使水轮机各组叶桨离开流动水中,使防风罩分组分片一部分打开一部分关闭,使水轮机的叶浆一部分受风力一部分不受风力,使水轮机的叶浆受风力吹动下,推动水轮机旋转,水力发电站变成风力发电站,提高经济效益;上述根据实际情况确定。为防止水轮机意外转动影响运输、检修及抗风浪时的安全,水轮机与柱、支架之间应安装锚定装置,这样水轮机暂时锚定不会转动影响安全,锚定装置用链环、卸扣连接,或者,锚定装置用插销原理固定,或者,锚定装置用液压机、液压缸、液压杆插销原理固定,锚定装置以简便实用为主。水力发电站轴芯与齿轮之间、轴芯与轴芯之间安装离合器,见说明书附图,图1中的19,这样利于齿轮组、发电机组故障或维修时紧急停止转动,或者,同一水力发电站中发电平台上同时安装多台发电机组,这样一台发电机组故障或维修时,另一台发电机组继续发电,轮换使用,可几台发电机组同时发电,提高发电效益,或者,水力发电站布置在正反流向潮流发电时,涨潮水轮机正旋转,用A发电机组发电,落潮水轮机反旋转,用B发电机组发电,水力发电站发电机组A台、B台与轴芯之间安装离合器,这样水力发电站的发电机A台、B台轮换使用发电,这样水力发电站在涨潮、落潮水轮机正旋转、反旋转都可发电,上述根据实际情况确定。安装铺设液压机到各液压缸内液压管,由于水轮机日夜旋转,同时水轮机轴芯也旋转,液压机液压管只能从水轮机两端轴芯圆心点输入、输出液压液体,否则是不能成立的,见说明书附图,图1中的22,图1中的23,图15中的1,图15中的2,液压机双作用液压管回路从空中通过或者从水中通过,液压机单作用不必用液压管回路,可水轮机两头轴芯固定装置前后延长两端连接横梁引桥,液压机液压管回路从横梁引桥上通过,同时工作人员从横梁引桥上通过,这样利于工作人员对水轮机的叶桨、液压管、发电机组等方便检修和方便操作,见说明书附图,图1中的26,图1中的24,水轮机轴芯外液压管与水轮机轴芯内液压管凹凸全封闭紧密活动对接,防止漏油,见说明书附图,图15中的3,这样水轮机轴芯内外液压管在液压液体压力作用下不会脱节,本案可液压管在轴芯外反对接,而且制造安装方便,水轮机轴芯外的液压管用支架、螺丝等固定在水轮机轴芯的固定装置上,见说明书附图,图15中的4,图15中的5,这样水轮机旋转,水轮机轴芯外液压管不会旋转,水轮机轴芯内液压管随水轮机一起旋转,见说明书附图,图15中的6,图15中的1,轴芯内液压管连接到水轮机各叶桨液压缸内,见说明书附图,图1中的13,轴芯内或者轴芯外液压管设置均匀分流系统,根据水轮机的叶桨片数分组,均匀分设液压管,各分支液压管大小统一标准制造,各分支液压管设置阀门,阀门可调节液压液体流量,使各叶桨液压缸内的液压液体份量保持同步执行,各分支液压管的阀门大小统一标准制造,这样利于液压机对水轮机各叶桨做功时,使水轮机各叶桨动作一致利于发电,或者,调速器用导线经过防缠绕装置,连接到各叶桨分支液压管电阀门,电阀门调节液压液体流量,通过液压杆伸缩移动的刻度,控制液压缸内的液压液体的体积,使水轮机的叶桨按规定位置执行,使水轮机按额定转速执行,使水力发电站生产优质电能并电网,水轮机各叶桨大小、重量、结构统一标准制造,水轮机各叶桨液压缸、液压杆大小、重量、结构统一标准制造,这样提高工作效率,这样利于液压机对水轮机各叶桨做功时,使水轮机各叶桨动作一致利于发电,液压杆对水轮机各叶桨做功,水轮机各叶桨沿圆形材料上凹凸轨道像闸门一样上下左右内外移动,水轮机的圆形材料上凹凸轨道上下顶端设置停止档(板),见说明书附图,图1中的11,当水轮机叶桨移到顶端时在停止档(板)作用下,液压机的功能液压液体自然进入下一水轮机的叶桨做功,当水轮机各叶桨都到顶端时或故障时,液压管压力表升到规定数值,液压机自动关机或手动关机。为防止液压液体冬季冻结疑固,液压机内部应设电热偶、电热棒等加热设备,使液压机正常使用。为防止液压液体夏季淡化,液压机内部应设冷却装置,使液压机正常使用。上述水力发电站可水轮机各叶桨重叠式、折叠式、卷门式沿圆形材料上轨道上下左右内外移动,见说明书附图,图2、图3、图4所示,可水轮机各叶桨沿圆形材料上的二条横梁轨道左右移动,见说明书附图,图8、图9、图10,可水轮机各叶桨90°转动,见说明书附图,图5、图6、图7所示,其水轮机调节技术方法同上述相同或相似。可水轮机各叶桨以叶浆左右芯子为支点,芯子支撑叶浆整片的重力,水轮机各叶桨以叶浆左右芯子为支点上下转动,见说明书附图,图11所示,其水轮机调节技术方法同上述相同或相似。本发明可液压机改为空压机,液压管改为空气管,阀门改为气阀,液压缸改为气缸,液压杆改为气缸杆,液压转动机构改为气动转动机构,液压液体改用气体,调速器控制空气压缩式系统做功,使水轮机按额定转速旋转,其水轮机调节技术方法同上述相同或相似。本发明可液压机改为电动机,液压管改为水密电缆,液压缸改为齿轮,液压杆改为螺杆,调速器控制螺杆式系统做功,水轮机按额定转速旋转,其水轮机调节技术方法同上述相同或相似。上述根据实际情况确定。水轮机的转速调节,实际水域水的流速、流量确定水轮机的半径及水轮机的叶桨的面积,发电机的功率,三者相匹配,发挥最大发电效能。水力发电站用于直流电供电时,可将水力发电站调节系统去掉不要,液压系统去掉不要,空气压缩系统去掉不要,螺杆式系统去掉不要,水轮机的叶桨固定在圆形材料上或中心轴上,或者,水力发电站调节系统部分保留,液压系统保留,空气压缩系统保留,螺杆式系统保留,根据水力发电站具体情况确定,水力发电站通过直流发电机或者交流发电机再经过整流器整流生产直流电,直流电通过逆变器生产正规交流电并电网,或者,水力发电站通过直流发电机或者交流发电机再经过整流器整流生产直流电,直流电对储能蓄电瓶充电,直流电输出,通过逆变器生产正规交流电并电网。以上是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。
卧式水轮机浮于水面制造:一、水轮机的中心轴、叶桨、连接扇形内部空心全封闭水密制造,根据浮力定理,浮于水面制造;二、水轮机的中心轴、叶桨内部空心全封闭水密制造,连接扇形单层材料不空心,根据浮力定理浮于水面制造;三、水轮机的中心轴、连接扇形内部空心全封闭水密制造,叶桨单层材料不空心,根据浮力定理浮于水面制造;四、水轮机的中心轴内部空心全封闭水密制造,水轮机的叶桨、连接扇形单层材料不空心,根据浮力定理浮于水面制造;五、水轮机扇形材料内部空心全封闭水密制造,水轮机的叶桨单层不空心,水轮机中心轴不要,根据浮力定理浮于水面制造;六、水轮机扇形材料内部空心全封闭水密制造,水轮机的叶桨内部空心全封闭水密制造,水轮机中心轴不要,根据浮力定理浮于水面制造;七、水轮机扇形材料单层不空心制造,水轮机的叶桨内部空心全封闭水密制造,水轮机中心轴不要,根据浮力定理浮于水面制造。以上是卧式水轮机浮于水面制造方法,制造内部空心全封闭浮于水面的水轮机时,水轮机每叶桨、扇形材料边缘梭角固定碰垫,防止水轮机在运输、安装、使用的过程中碰坏进水水轮机沉没,水轮机的中心轴、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,这样水轮机在运输、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,水轮机中心轴内部空心全封闭具有抗沉性,水轮机中心轴可设置倒门及水密倒门盖,倒门盖可打开可关上。
超大型水力发电站制造:见说明书附图,图1,图16所示,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,即动力矩越大相对获得能量越大;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、河水流速流量定量的情况下,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制造,施工安装极端简便等优点。第一步,大型卧式水轮机水力发电站制造船坞(车间)选择靠海边、江边、河边的地方,水力发电站制造船坞,船坞口及水力发电站运输的水域的水深必须超过水轮机浸入水中的深度,见说明书附图,图16中的2,图16中的10,水力发电站制造的船坞与大型船舶修船、造船船坞相似,水力发电站制造船坞要求吃水更深,这样利于水力发电站的水轮机制造完成后顺利出坞。船坞门关住,见说明书附图,图16中的1,把水力发电站制造船坞内水排干,见说明书附图,图16中的10;第二步,大型卧式水轮机水力发电站制造船坞上方安装大型吊车,大型吊车将制造好的水轮机的两头圆形材料及附件一起吊起,放到制造船坞规定的位置上用抛线、支架等暂时固定,可水轮机的圆形材料及附件再分组成若干小部件,可一小片,一小片材料通过大吊车吊到规定位置焊接或螺丝连接,因为吊大件受吊车负荷限制,见说明书附图,图16中的3,图16中的11,图16中的4,再用大型吊车将制造好的水轮机的圆形材料吊起放到制造船坞规定的位置上暂时固定,可水轮机的圆形材料再分组成若干小部件,可一小片,一小片材料通过吊车吊到规定的位置上焊接,因为吊大件受吊车负荷限制,见说明书附图,图16中的5,水轮机的圆形材料二片或二片以上,水轮机的圆形材料内部空心全封闭水密制造,或者,圆形材料一部分为单层材料制造,一部分为内部空心制造,这样可节约材料又制造方便,圆形材料的浮力支撑水力发电站整体的重力,水力发电站浮于水面,水轮机中心轴离开水面适当高度,平行于水面,见说明书附图,图16 中的6,根据浮力定理制造,水轮机的圆形材料内部空心,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,水轮机局部进水时水轮机不会沉没,水轮机具有抗沉性,水轮机的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,可水轮机的圆形材料外缘不尖头制造,这样制造方便,节约材料,水轮机的圆形材料近圆心部分用支架连接制造,这样节约材料,减轻水轮机的重量,水轮机的圆形材料近圆心部分每小格设置水密倒门,倒门盖可打开可关上,这样利于对水轮机圆形材料内部空心每小格检修,这种技术方法适用全部圆形材料内部空心的水轮机,见说明书附图,图16中的3,图16中的4,图16中的5,用大型吊车将制造好的水轮机各中心轴吊起放在圆形材料中心规定的位置上焊接或螺丝连接,水轮机的中心轴内部空心全封闭具有抗沉性,水轮机中心轴可设置倒门及水密倒门盖,倒门盖可打开可关上,见说明书附图,图16中的6;第三步,大型吊车将制造好的水轮机各叶桨连接叶桨两边凹凸轨道一起吊起,按顺序按规定的位置焊接或螺丝连接到水轮机的圆形材料上,或者,轨道固定在水轮机的圆形材料规定位置上,水轮机各叶桨吊起活动插入轨道内,见说明书附图,图16中的7,水轮机各叶桨沿圆形材料上凹凸轨道像闸门一样可上下左右内外移动,水轮机各叶桨采用单层或双层或多层材料制造,如水轮机各叶桨采用单层材料制造,这样水轮机各叶桨重量轻,制造方便又节约材料,便于液压机对各叶桨上下左右内外伸缩移动时方便做功,水轮机各叶桨大小、重量、结构统一标准制造,这样利于液压机、液压缸、液压杆对各叶桨上下左右内外移动时动作一致利于发电,水轮机的圆形材料上轨道向外缘延伸,这样使水轮机的叶桨沿圆形材料上轨道向外缘移动时增加叶桨移动幅度,增加动力臂,使水轮机获得更多能量,见说明书附图,图16中的8,水轮机各叶桨顶端焊接“丿”形材料,水轮机的叶桨三面受水力成斗形,这样水轮机获得更多的能量,水轮机各叶桨正反两面纵横十字交错衬档肋骨制造,利于加强水轮机的叶浆的强度,另一方面增加水轮机的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16中的7,水轮机各组叶桨与中心轴(水轮机圆心)连接角度互相错开,这样利于水轮机的叶桨受水力推动下匀速旋转利于发电;第四步,用大吊车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、按规定的位置焊接或用螺丝连接到各圆形材料上,使水轮机整体强度加强,用吊车吊起制造好各液压缸、液压杆安装在各叶浆与中心轴之间规定的位置上,或者,用吊车吊起制造好各液压缸、液压杆安装在各叶浆与圆形材料之间规定的位置上,液压缸、液压杆位置根据需要可相反安装,同一叶桨的液压杆、液压缸一套或者多套,各叶桨液压杆、液压缸大小结构统一标准制造,这样利于对各叶桨上下左右内外移动时动作一致利于发电,见说明书附图,图16中的9,图16中的11,水轮机各叶桨液压缸、液压杆周边的叶桨双层制造,见说明书附图,图16中的13,水轮机各叶桨伸缩移动时,液压缸插入叶桨双层中间,使水轮机各叶桨伸缩移动幅度长度更大,这样使水轮机获得更大的能量,液压杆周围用保护层(帆布等)包裹,这样防止液压缸漏油及液压杆日久腐蚀生锈,见说明书附图,图16中的9;第五步,将已造好的发电机组、调速器、液压机等设备安装在轴芯固定装置上方,固定装置下方应连接重力箱等,使发电机组等重心下移,可将发电机组、调速器、液压机等设备安装在轴芯固定装置下方连接平台上,可将发电机组、调速器、液压机等设备安装在轴芯固定装置上,轴芯固定装置上安装不倒置机构,见说明书附图,图16中的14,水轮机的轴芯齿轮安装在水轮机的圆形材料上,见说明书附图,图16中的15,这样减少空间及节约材料,水轮机的轴芯齿轮旋转带动固定装置上轴芯齿轮及轴芯旋转,固定装置上轴芯旋转带动升速齿轮旋转,升速齿轮旋转带动齿轮组、发电机组旋转,水轮机轴芯齿轮直径、升速齿轮直径、齿轮组直径按规定比例制造,发电机工作发电,日夜生产电能;可水轮机轴芯齿轮旋转带动齿轮组、发电机组旋转,发电机工作发电,日夜生产电能;可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齿轮组、发电机组旋转,发电机工作发电,日夜生产电能;水力发电站布置在海上为正反流向潮流发电时,涨潮水轮机正旋转,用A发电机组发电,落潮水轮机反旋转,用B发电机组发电,这样水力发电站发电机A台、B台轮换使用,这样水力发电站在涨潮、落潮水轮机正旋转、反旋转都可发电;以上根据实际情况确定;第六步:固定装置上轴芯与升速齿轮之间安装离合器,轴芯与齿轮之间、轴芯与轴芯之间安装离合器,这样利于齿轮组、发电机组故障或维修时紧急停止;第七步,安装铺设液压机到各液压缸内的液压管;本发明可液压机改为空压机,液压管改为空气管,阀门改为气阀,液压缸改为气缸,液压杆改为气缸杆,液压转动机构改为气动转动机构,液压液体改用气体,调速器控制空气压缩式系统做功,使水轮机按额定转速旋转,其制造技术方法同上述相同或相似;本发明可液压机改为电动机,液压管改为水密电缆,液压缸改为齿轮,液压杆改为螺杆,调速器控制螺杆式系统做功,水轮机按额定转速旋转,其制造技术方法同上述相同或相似;上述根据实际情况确定;第八步,为防止水轮机意外转动影响运输、检修及抗风浪时的安全,水轮机与横梁之间应安装锚定装置,这样水轮机暂时锚定不会转动影响安全,锚定装置用链环、卸扣连接,或者,锚定装置用插销原理固定;第九步,将已造好水轮机防风罩用吊车分若干次吊起按顺序按规定位置安装在水轮机上方,或者,水轮机的防风罩制造完成后放在驳船上运到水力发电站现场,再进行水轮机的防风罩施工安装,水力发电站制造完成后涂上防腐漆加满液压液体,水力发电站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杆收回,防止水轮机的叶桨出坞、运输、安装时损坏;第十步,打开船坞放水阀,水力发电站浮于水面,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16中的1,用拖轮缓缓拖出制造好的水力发电站,运到需要的水域布置发电,再制造大型卧式水轮机水力发电站,把船坞门关住,把船坞内水排干再进行大型水轮机水力发电站制造。上述制造方法前后次序可以变动。这种制造大型卧式水轮机水力发电站的优点:一、水力发电站制造完成后打开船坞放水阀门,水力发电站浮于水面,待船坞内的水和船坞外的水平行时再打开船坞门,用拖轮拖出制造好的水力发电站,水力发电站安全可靠不会损坏;二、水力发电站各部件在车间地面制造好后,通过大型吊车吊到制造船坞规定的位置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,支撑水力发电站整体重力,水力发电站浮于水面,水轮机的叶桨满负荷受水力,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层材料制造,制造方便节约材料,便于液压机对各叶桨上下左右内外移动时方便做功,水轮机的叶桨采用单层材料制造,这样水轮机的叶桨入水时出水时,水轮机不会上下抖动,平稳运转;四、水轮机的叶桨与水轮机的中心轴之间开通有距离,见说明书附图,图16中的16,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,减轻水轮机的重量;五、水轮机各叶桨沿圆形材料上轨道向外缘延伸,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,增长水轮机各叶桨动力矩。本发明可水力发电站制造平台,像大型船舶制造平台一样,见说明书附图,图17,水力发电站制造平台要设置斜坡度,角度适当,靠近水域一头低,另一头高,见说明书附图,图17中的1,这样利于水力发电站制造完成后,在水力发电站的重力的作用下滑向水面,或者水力发电站制造完成后用拖轮拖下水,水力发电站制造平台表面铺设弧形钢板或轨道,可制造平台不设弧形平台及不设弧形钢板或轨道,如水力发电站制造平台表面铺设弧形钢板或轨道,这样利于水力发电站在制造过程中暂时焊接,及水力发电站部件暂时固定焊接,这样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,这样水力发电站制造完成后滑向水面时不会损坏制造平台和水力发电站,水力发电站的制造平台上方按规定位置设置暂时固定垫墩,垫墩根据水力发电站的圆形材料的外缘造形,各垫墩用横梁连接结成一体,使垫墩整体强度加强,垫墩内部空心随水力发电站制造完成后一起滑下浮于水面,这样防止水力发电站制造完成后滑下时损坏,上述垫墩可以不要,水轮机的圆形材料内部空心水密制造,圆形材料的浮力支撑水力发电站整体的重力,见说明书附图,图17中的2,水力发电站制造完成后,打开船坞门,见说明书附图,图17中的3,水力发电站在自身的重力的作用下滑向水面,或者用拖轮拖下水,水力发电站浮于水面,用拖轮把浮于水面的水力发电站拖到施工现场,水力发电站其制造技术方法同上述相同或相似。本发明可水力发电站制造浮体平台像大型船舶修船、造船浮体平台相似,见说明书附图,图18,水力发电站制造浮体平台用锚、锚链等固定在海底、江底、河底里,见说明书附图,图18中的1,水力发电站制造浮体平台前后左右位置不变,当制造水力发电站时,将制造浮体平台内部空心全封闭压载水排干,见说明书附图,图18中的2,浮体平台制造平面浮出水面,根据浮力定理制造,水力发电站制造浮体平台前后或左右干舷高度适当高于中间制造平台,见说明书附图,图18中的3,水力发电站制造浮体平台中间部分面积大小(长×宽)及干舷高度根据水力发电站实际需要确定,见说明书附图,图18中的2,或图18中的3,水轮机的圆形材料内部空心水密制造,圆形材料的浮力支撑水力发电站整体的重力,见说明书附图,图18中的4,水力发电站制造完成后,将制造浮体平台内部空心全封闭压载水压入适当,制造浮体平台下浸适当,水力发电站浮于水面,用拖轮把浮于水面的水力发电站拖到施工现场,将制造浮体平台内部空心全封闭压载水排干,浮体平台制造平面浮出水面,再进行水力发电站制造,水力发电站其制造技术方法同上述相同或相似。本发明水力发电站制造用于直流电供电时,可将水力发电站调节系统去掉不要,液压系统去掉不要,空气压缩系统去掉不要,螺杆式系统去掉不要,水轮机各叶桨焊接或用螺丝连接在圆形材料上或中心轴上,或者,水力发电站调节系统部分保留,液压系统保留,空气压缩系统保留,螺杆式系统保留,根据水力发电站具体情况确定,水力发电站通过直流发电机或者交流发电机再经过整流器整流生产直流电,直流电通过逆变器生产正规交流电并电网,或者,水力发电站通过直流发电机或者交流发电机再经过整流器整流生产直流电,直流电对储能蓄电瓶充电,直流电输出,通过逆变器生产正规交流电并电网,其制造技术方法同上相同或相似。
超大型水力发电站施工和安装,第一种,见说明书附图,图1所示:第一步,在流动的海水、江水、河水这些实际需要的水域,根据水流方向确定柱、支架等位置的方位,使卧式水轮机的叶桨与水流方向垂直,这样获得能量最大,见说明书附图,图1中的1,图1 中的3,图1中的15,图1中的16,或图19中的1,图19中的2,图19中的5,图19中的 6,图19中的7,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,水轮机的叶桨受水力的冲动下旋转、翻滚,随时间延长此水域水深逐步加深,否则,用于夹住水轮机的柱、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的大小及水轮机的叶桨受水力大小确定;第二步,浮于水面的水力发电站及附件在工厂全部制造完成后,结成一体,浮于水面的水力发电站在水面上运输,用拖轮把制造好的水力发电站拖到施工现场,把浮于水面的水力发电站靠近施工好的柱、支架等下流,使浮于水面的水力发电站摆在水流方向下方,用一台或者多台浮吊或吊车同时起吊水力发电站,放在柱、支架等夹缝里,见说明书附图,图1中的1,图1中的3,图1中的15,图1中的 16,或图19中的2,图19中的5,图19中的6,图19中的7,可水轮机安装后将发电机组、调速器、液压机等设备安装在轴芯固定装置上,轴芯固定装置上安装不倒置机构;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等连接或焊接,使各水轮机结成一体;第四步,将水轮机防风罩各部件按统一标准在工厂全部制造完成后,放在驳船上运到水力发电站的施工现场,防风罩重力支撑的柱支架等按规定位置施工执行,用浮吊或吊车将水轮机防风罩的材料分批分次吊起,按顺序按规定位置安装(用螺丝连接大大提高工作效率),水力发电站施工安装完毕后正常发电,生产优质电能并电网。第二种,见说明书附图,图1所示:两支夹住水轮机的轴芯的柱或支架一高一低,高的柱或支架的高度为原来设计的高度,见说明书附图,图1中的1,图1中的3,或图19中的5,图19中的7,低的柱或支架的高度为适当,不会碰到水轮机的轴芯,见说明书附图,图1中的15,图1中的16,或图19中的2,图19中的6,施工安装的方法同上述第一步、第二步相同,水轮机的轴芯落入两柱或两支架夹缝间后,将水轮机的轴芯用钢丝索、缆绳等暂时活动固定在高的柱或支架上,可通过拖轮协助,见说明书附图,图19中的5,图19中的7,使水力发电站暂时前后左右位置不变上下移动,将低的柱或支架用施工材料快速加高,使低的柱或支架的高度达到原来设计的高度,见说明书附图,图19中的2,图19中的 6,然后将水轮机的轴芯的暂时固定钢丝索、缆绳等卸掉,其施工安装方法同上相同或相似,水力发电站施工安装完毕后正常发电,生产优质电能并电网。第三种,见说明书附图,图1 所示:水力发电站根据水流方向确定柱、支架等位置的方位,使卧式水轮机的叶桨与水流方向垂直,这样获得能量最大,水力发电站两头轴芯、中间轴芯分别活动固定在各一只柱或一只支架上,使水力发电站前后左右位置不变,上下移动,见说明书附图,图1中的1,图1中的3,或图19中的5,图19中的7,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,水轮机的叶桨受水力的冲动下旋转翻滚,随时间延长此水域的水深逐步加深,否则,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的大小及水轮机的叶桨受水力的大小确定;第二步,浮于水面的水力发电站及附件在工厂全部制造完成后,结成一体,把浮于水面的水力发电站在水面上运输,水力发电站运到施工现场,把浮于水面的水力发电站靠近施工好的柱、支架等上流,拖轮(甲、乙等)控制水力发电站移动速度,拖轮(丙、丁等)控制水力发电站与柱、支架等之间偏差,使水力发电站正好缓缓落入施工好的柱、支架等之间,水力发电站大小距离与施工好的柱、支架等距离通过计算做到恰当,水轮机的圆形材料与柱、支架等之间要安装碰垫,这样防止水轮机旋转日久磨擦损坏;第三步,把水力发电站的轴芯固定装置安装在各一支柱或一支支架上,使水力发电站轴芯活动固定,使水力发电站前后左右位置不变,上下移动;第四步,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、第三步相同,然后将各水轮机轴芯用螺丝等连接或焊接,使各水轮机结成一体;第五步,将水轮机防风罩各部件按统一标准在工厂全部制造完成后,放在驳船上运到水力发电站的施工现场,防风罩重力支撑的柱、支架等按规定位置施工执行,用浮吊或吊车将水轮机防风罩的材料分批分次吊起,按顺序按规定位置安装,水力发电站施工安装完成后正常发电。水力发电站上述施工安装技术方法为基础,根据实际情况,其施工安装的技术方法的细节可以变化。
超大型水力发电站维修保养技术方法:为了延长水力发电站使用寿命,必须对水力发电站进行定期维修和保养,第一步、对水轮机维修和保养时,通过调速器手动档功能使水轮机的叶桨收回靠近水轮机的中心轴,水轮机的叶桨离开水中没有受水力,水轮机停止不动,或者,通过调速器手动档功能使水轮机的叶桨没有受水力,水轮机停止不动;第二步,为防止水轮机意外转动影响安全,水轮机与柱、支架之间安装锚定装置,这样水轮机暂时锚定不会意外转动影响安全,锚定装置用链环、卸扣连接,或者,锚定装置用插销原理固定,或者,锚定装置用液压机、液压缸、液压杆插销原理固定,锚定装置以简便实用为主;第三步、水力发电站布置在水上发电,为提高维修和保养工作效率,水力发电站应采用维修保养专用工作船,维修保养工作船上安装高压水枪设备、高压喷砂设备、喷漆设备、焊接设备、加油设备、云梯设备等,维修保养工作船可供工作人员起居生活,维修保养工作船可多条同时对同一水力发电站进行维修和保养,提高工作效率,可单条维修保养工作船对单一水力发电站进行特需维修和保养,提高工作效率;第四步、维修保养工作船上高压水枪设备、高压喷砂设备、喷漆设备、焊接设备、加油设备、云梯设备等,对水力发电站、水轮机露出水面部分进行清洗、除锈、涂漆、焊接、加油润滑、更换保护罩等维修保养,同时工作人员对发电机组等进行维修保养;第五步、水轮机露出水面部分维修保养完成后,打开暂时锚定装置,按调速器手动档功能使水轮机维修保养完成后的部分进入水中,使水轮机未维修保养部分露出水面,同时将水轮机锚定装置暂时锚定,对水轮机露出水面部分再进行维修保养,水轮机维修保养完成后,打开暂时锚定装置,同样维修保养的技术方法可重复多次,使水轮机全部整体维修保养完成,工作船对水电站及防风罩进行维修保养,水力发电站维修保养完成后,正常发电。维修保养工作船到其它水力发电站再进行维修保养。上述水力发电站维修保养的技术方法前后次序可以变动,上述水力发电站工作人员可平时进行维修保养。上述水力发电站维修保养的技术方法优点:采用维修保养工作船,及维修保养工作船上安装高压水枪设备、高压喷砂设备、喷漆设备、焊接设备、加油设备、云梯设备等,提高工作效率,维修保养工作船可多条同时对同一水力发电站进行维修和保养,提高工作效率,可单条维修保养工作船对单一水力发电站进行特需维修和保养,提高工作效率。
附图说明
图1是单台水力发电站俯视图。
图2、图3、图4、图5、图6、图7、图8、图9、图10、图11是水轮机局部结构示意图。
图12、图13、图14是水力发电站布置水域侧视图。
图15是水力发电站局部结构示意图。
图16是单台大型卧式水力发电站制造俯视图。
图17是单台大型卧式水力发电站制造侧视图。
图18是单台大型卧式水力发电站制造俯视图。
图19是卧式水力发电站施工,安装俯视图。
图20是小型水力发电站俯视海上排列图。图21是《杭州湾》海图(海图实物摄影)。
具体实施方式
超大型水力发电站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交叉使用,以及各种技术方法可交叉、调换、增加、减少使用。本发明所有名称可能与实际有差异,应该根据实际名称。本发明所用的材料根据实际需要都可变化。本发明所有的数字、数量根据实际需要都可变化。本发明所有的形状根据实际需要都可变化。本发明所有的部件根据实际需要都可变化。本发明附图的图形根据实际需要都可变化。
本发明水力发电站可单独使用发电,见说明书附图,图1,可左右延长排列发电,可前后排列发电,可前后左右组合集成方阵排列发电,可螺旋式水力发电站与卧式水力发电站组合集成发电,水力发电站与水力发电站前后左右布置的位置应互相差开,这样获得更多的能量,可根据实际情况阵形可无穷无尽的变化。见说明书附图,图20,表示小型潮流发电站俯视海上排列图,图20中的1,表示局部发电站,图20中的2,表示总输电间,总输电间可设在水面上可设在陆地上,图20中的3,表示引桥及输送电缆,本发明适合国家级几千平方公里、几万平方公里超大型发电站,统一发电,统一管理,统一输电供应十几个省、供应全中国,可几千平方公里、几万平方公里的超大型潮流发电站与大江水流动的动能大型发电站并网向全国供电,可适合海上中型,小型潮流发电站,可适合大江大河水流动的动能大型发电站,可适合大江大河中型发电站,或者,小江、小河小型发电站。
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,风力发电与水力动能发电对比,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水力发电站改造成卧式水轮机水力发电站,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,另一半在空中,水轮机旋转摩擦力、阻力最小,所以这样布置获得能量最大,同样重量材料的卧式水轮机水力发电站获得能量,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水力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水力发电站改造成卧式水轮机水力发电站,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,另一半在空中,水轮机旋转摩擦力、阻力最小,所以这样布置获得能量最大,同样重量材料的卧式水轮机水力发电站获得能量,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,水力动能发电与风力发电相比,投资建设水力动能发电站具有非常大的经济优势。太阳能发电受昼夜温差天气阴雨限制,以及太阳能发电受相同功率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,及太阳能发电受相同功率发电成本高的限制,只能做为辅助发电。原子核发电受核废料、热污染、核泄漏事故限制,及地震、战争造成核泄漏对环境、生态、民众生命等造成非常巨大伤害的限制,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。近二十年来我国采用大规模火力发电,国家电网总公司2013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,2013年统计,全国全年煤炭消耗35 亿吨,但每年火力发电煤炭燃烧,二氧化碳、二氧化硫等对环境污染不可估量,全球气候变暖,违反自然规律,火力发电厂通过煤炭燃烧或天然气燃烧,大型锅炉生产蒸汽,蒸汽推动蒸汽机(汽轮机)旋转,蒸汽机(汽轮机)旋转带动发电机发电,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,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、二氧化硫等气体含量剧增,形成温室效应,促使全球气候变暖,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,每年大型火力发电厂消耗煤炭400万吨-800万吨,每年消耗优质淡水400万吨 -800万吨,煤炭价格每吨500元人民币左右,火力发电厂林立,城市上空黑烟冲天,灾害性天气雾霾更加频繁,二氧化碳、二氧化硫等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。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。上述现有发电技术在实际使用中确实存在局限及缺陷。
本人发明超大型水力发电站具有下列优势:一、完全尊重自然法则,不筑堤坝,不建水库,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不断重复使用,如在A点布置单台水轮机动能水力发电站发电,水流到B点水又恢复动能,又可在B点布置单台水轮机动能水力发电站发电,也就是说水流动的动能可千万次的利用发电。二、水力动能发电站,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:水力动能发电站属一次性投资使用,一般情况下40-50年,水轮机经过塑料密封等措施可延长发电站使用寿命到60-70年,这样更加提高经济效益,更加环保。六、海水、江水、河水流速、流量、流向稳定,这样保证电力能源安全、长效、可靠、稳定。七、环保,免费(天然资源),永不枯竭,属再生能源。八、地域广,能量大。九、长江中下游水流动的动能资源,杭州湾潮流动能资源,及中国东南沿海潮流动能资源,及渤海潮流动能资源,与中国经济发达的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、流动的海水、江水、河水的动能直接转化成电能,投资少,成本轻。十二、为投资者提供高额经济回报。以上是水力动能发电站十二大优势。
假如:本发明卧式水轮机发电站一台布置在杭州湾口,见说明书附图,图1所示:假如:水轮机长度135米,水轮机直径30米,水轮机叶桨共5组,水轮机每组叶桨为6片,水轮机每片叶桨为长方形,长度20米,宽度7米,水轮机中心轴的中间部分用固定装置、横梁2条加固连接,水轮机的圆形材料为8片,水轮机的叶桨动力矩是发电机阻力矩5倍,水轮机每片叶桨为单层材料制造,水轮机的圆形材料为双层材料内部空心全封闭水密制造,浮于水面的水力发电站,假如水轮机采用材料船用钢板厚度为0.018米制造,通过计算水力发电站重量大约4500吨左右钢铁,制造这样水力动能发电站大约资金1.5亿元人民币左右,杭州湾口潮流速度平均3节(1.5米/秒),有证明材料《杭州湾口》2012年潮流表及《杭州湾》海图图21所示,上述水电站水轮机获得流量是:流量=叶桨面积×流速=20米×7米×5组×1.5米/秒=1050立方米/秒,根据功率公式:功率(P)=力(F)×速度(V),压力公式:压力(F)=压强(p)×面积(S),水轮机6片叶桨至少2片在流动的水中,水轮机的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÷1000瓦)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,一台水力发电站每年收入金额:55188万度×0.2 元=11037.6万元,投产16个月后收回成本,水力发电站使用寿命大约40年-50年,收入非常可观,每台水力动能发电站每年折旧费:1.5亿元÷40年=375万元,每年每台水力动能发电站1.5亿元利息为1500万元,每年每台支出:375万元+1500万元=1875万元,每年收入是支出6倍左右,每年每台水力动能发电站利润收入9000万元人民币左右。
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,见说明书附图,图1 所示:假如:水轮机长度135米,水轮机直径30米,水轮机叶桨共5组,水轮机每组叶桨为 6片,水轮机每片叶桨为长方形,长度20米,宽度7米,水轮机中心轴的中间部分用固定装置、横梁2条加固连接,水轮机的圆形材料为8片,水轮机的叶桨动力矩是发电机阻力矩5 倍,水轮机每片叶桨为单层材料制造,水轮机的圆形材料为双层材料内部空心全封闭水密制造,浮于水面的水力发电站,假如水轮机采用材料船用钢板厚度为0.018米制造,通过计算水力发电站重量大约4500吨左右钢铁,制造这样水轮机水力发电站大约资金1.5亿元人民币左右,长江水流速一般5节一6节(2.5米/秒一3米/秒),上述水电站水轮机获得流量是:流量=叶桨面积×流速=20米×7米×5组×2.5米/秒=1750立方米/秒,根据功率公式:功率(P)=力(F)×速度(V),压力公式:压力(F)=压强(p)×面积(S),水轮机6片叶桨至少2片在流动的水中,水轮机的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×2.5米/秒÷ 1000瓦)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,一台水力发电站每年收入:91980万度×0.2元=18396万元,投产10个月后收回成本,水力发电站使用寿命大约40年-50年,收入非常可观,每台水力动能发电站每年折旧费: 1.5亿元÷40年=375万元,每年每台水力动能发电站1.5亿元利息为1500万元,水力发电站每年每台支出:375万元+1500万元=1875万元,每年收入是支出10倍左右,每年每台水力动能发电站利润收入1.6亿元人民币左右。
尊重自然,绿色发展,万物和谐:人类没有能源寸步难行,获得能源必须尊重自然规律,破坏自然,获取能源,如煤炭、石油、天然气、核能等,都属于热污染及空气污染有害能源,现在得到一点甜头,将来必须付出惨痛代价,我们需要能源,更需要阳光、空气、水,人类失去阳光、空气、水立即灭亡,现在地球温度升高,环境污染,龙卷风、台风更加频繁,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,超大型水力发电站完全尊重自然法则,是目前对自然界破坏力最小的能源,绿色发展,才能万物和谐,人类才有光辉灿烂的明天。
超大型水力发电站具体实施目标:创建美好中国,实现生态文明,实现祖国篮天梦,必须消除对环境污染有害的能源:如煤炭、石油、天然气、核能等,具体实施步骤分四步,第一步,火力发电厂、核能发电站等对环境污染有害的能源马上停止上新项目,这样防止无为的浪费;第二步,现在造船业产能过盛,大型造船企业没有订单已2-3年停止生产,中小型造船企业没有订单已3-5年停止生产,造船业产能过盛没有订单停止生产估计达500家左右,如果超大型水力发电站付诸实现,运输电煤的海船运力减少,造船业更加产能过盛,现在造船业闲置资产估计达5000亿元人民币左右,超大型水力发电站通过对造船业收购、招标、加工等方式,使造船业转产制造超大型水力发电站,同时带动产能过盛的钢铁业,因为水力发电站制造技术方法同造船业相同或相似。凡是造船业转产制造超大型水力发电站的都属于本发明范围;第三步,超大型水力发电站花10年左右时间,超大型水力发电站通过对上述造船业收购、招标、加工等方式,使造船业转产制造超大型水力发电站,或者,超大型水力发电站另设制造平台,每年制造水力动能发电站1000台左右,花10年左右时间制造水力动能发电站10000台左右,将制造好后的水力动能发电站布置在我国长江中下游、杭州湾、东南沿海等水域,到2026年左右,初步实现水力动能发电站的洁净能源代替火力发电站、核能发电站等有害能源;第四步,超大型水力发电站再花10年左右时间,制造水力发电站30000台左右,按规划布置在我国黄河、长江、杭州湾、浙江沿海、瓯江、福建沿海、闽江、广东沿海、珠江等水域,到2036年左右,全面实现水力动能发电站的洁净能源代替火力发电站,核能发电站,石油、天然气等有害能源,全国各城市公交汽车用电车,全国长途客运、货运用快速电车,小型汽车用大功率蓄电池作能源,轮船用大功率蓄电箱作能源,那时祖国的天空无比美丽。2036年以后,超大型水力发电站根据实际情况做到适当发展,防止过度发展,否则造成生态、经济新的伤害。
超大型水力发电站实施意义:我国现在是一边进口石油、天然气等紧缺能源,一边是洁净、丰富、低成本的水力能源白白浪费,建设超大型水力发电站,对我国能源的独立、安全,具有十分重要的战略意义。建设超大型水力发电站,将彻底改变中国西气东输,西煤东运,西电东送的能源结构和格局,相反,东电西送,电力将占主导能源。建设超大型水力发电站,对我国开发再生能源、防治环境污染、保护生态、持续发展、化解能源危机、应对气候变化等重大问题具有深远的战略意义。
已在上文中联系说明书附图及假如例子对本发明进行了说明,对这些说明书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。
超大型水力发电站说明书所述内容都属于本发明的范围。对超大型水力发电站的制造、施工、安装、运输、维修、保养、设计、监理、生产、使用、经营等都属于本发明的范围。

Claims (5)

1.超大型水力发电站: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,积蓄上涨的水位,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;我发明创造的动能超大型水力发电站,不筑堤坝,不建水库,根据自然流动的海水、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,这样人类就有洁净、低成本的电能使用了;水力发电站属清洁能源,再生能源,发电成本最低能源,即使今后1000年,中国人口达50亿人也满足供电量,中国能源问题、雾霾问题、气候变化问题将彻底解决,是中国目前电力能源及能源发展的唯一正确道路;超大型水力发电站技术方案是:一、流动的海水、江水、河水都能产生动能→水轮机的叶桨受水力冲动下→推动水轮机旋转→增大动力矩→调速器调速→离合器离合→带动齿轮组升转速→带动发电机组按额定转速旋转→发电机发电→生产交流电→整流器整流生产直流电→直流电通过逆变器生产正规交流电→并电网;二、流动的海水、江水、河水都能产生动能→水轮机的叶桨受水力冲动下→推动水轮机旋转→增大动力矩→调速器调速→离合器离合→带动齿轮组升转速→带动发电机组按额定转速旋转→发电机发电→生产交流电→整流器整流生产直流电→直流电对储能蓄电瓶充电→直流电输出→通过逆变器生产正规交流电→并电网;三、流动的海水、江水、河水都能产生动能→水轮机的叶桨受水力冲动下→推动水轮机旋转→增大动力矩→调速器调速→离合器离合→带动齿轮组升转速→带动发电机组按额定转速旋转→发电机发电→生产正规交流电→并电网;上述应根据实际需要采用哪种发电方案,其特征是:
超大型水力发电站由卧式水轮机、水轮机的圆形材料、水轮机的叶桨、中心轴、水轮机的轴芯、两头轴芯、中间轴芯、柱、支架、碰垫、发电机组、调速器、液压机、轴芯固定装置、重力箱、不倒置机构、吊台平台、轴承、牛油嘴、轴芯、液压杆、液压缸、轨道、保护层、转轮、横梁、“丿”形材料、水轮机轴芯齿轮、齿轮组、发电机、齿轮、离合器、液压泵、电动机、液压管、活塞、阀门、芯子、手柄、开关、转速表、防风罩、太阳能光伏板、挂帘、绞链、液压转动机构、叶桨转轮、桨杆、液压转动机构齿轮、桨杆齿轮、停止档、气轮机、水力发电站调节系统、液压系统、空气压缩系统、螺杆式系统、整流器、储能蓄电瓶、逆变器组成,其特征是:在流动的海水、江水、河水这些实际需要的水域,卧式水轮机的圆形材料内部空心全封闭水密制造,或者,圆形材料一部分为内部空心,一部分为单层材料制造,这样节约材料,又制造方便,圆形材料的浮力支撑水力发电站整体的重力,水力发电站浮于水面,水轮机的圆形材料二片或二片以上,水轮机的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,或者,水轮机的圆形材料外缘不尖头制造,这样制造方便,节约材料,水轮机的圆形材料近中心轴部分用支架连接,这样节约材料,减轻水轮机的重量,水轮机的轴芯露出水面适当高度或接近水面,水轮机的轴芯平行于水面,根据浮力定理制造,水轮机两头轴芯、中间轴芯,分别用柱、支架夹住恰当空隙,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,上下移动,水轮机的圆形材料与柱、支架之间连接碰垫,这样防止水轮机旋转水轮机的圆形材料损坏,发电机组、调速器、液压机设备安装在水轮机的轴芯固定装置上方,水轮机轴芯固定装置下方应连接重力箱,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,或者,发电机组、调速器、液压机设备安装在水轮机的轴芯固定装置上方,轴芯固定装置上安装不倒置机构,使发电机组永远保持在水轮机轴芯固定装置上方,或者,发电机组、调速器、液压机设备安装在水轮机的轴芯固定装置下方连接吊台平台上,或者,发电机组、调速器、液压机设备安装在水轮机的轴芯固定装置下方连接重力箱内,固定装置内套轴承,设置牛油嘴,利于轴芯以后加油润滑,水轮机、发电机组、调速器、液压机、轴芯固定装置结成一体,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、轴芯固定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、支架高度必须超过此水域历史上最高水位,否则,水轮机、发电机组、活动固定装置脱离位置飘移,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,水轮机的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,否则,用于夹住水轮机的柱、支架倒下,发电机组采用全封闭水密发电,水轮机安装的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的圆形材料加宽,增加水中容积,增大浮力,根据浮力定理制造,使水轮机的轴芯与水面保持平行,同轴芯水轮机一台或一台以上,水轮机轴芯左右延伸,增加水轮机数量和增加柱、支架、固定装置,水轮机自由转动,水轮机的叶桨、轴芯、轴芯齿轮一体,水轮机的叶桨三片或三片以上,水轮机各叶桨用液压杆、液压缸分连接在水轮机中心轴上,或者,水轮机各叶桨用液压杆、液压缸等分连接在水轮机的圆形材料上,同一叶桨液压杆、液压缸一套或者多套,水轮机各叶桨液压缸、液压杆的周围双层制造,水轮机各叶桨沿轨道伸缩移动时,液压缸插入叶桨双层中间,使水轮机各叶桨伸缩移动幅度长度更大,这样使水轮机获得更大能量,液压杆周围用保护层包裹,这样防止液压缸漏油及液压杆日久腐蚀生锈,液压杆、液压缸位置可相反安装,水轮机各叶桨左右两边活动连接在水轮机的圆形材料凹凸轨道上,水轮机各叶桨沿凹凸轨道像闸门一样可上下左右内外移动,水轮机的叶桨左右两边在凹凸轨道内,设置转轮,这样利于水轮机的叶桨沿凹凸轨道上下左右内外移动时防止卡住,水轮机的圆形材料上的轨道向外缘延伸,这样在水轮机的圆形材料直径不变的情况下,水轮机的叶桨沿轨道向外缘延伸,增大叶桨受水力面积及动力矩,这样水轮机获得更大的能量,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层或双层或多层材料制造,如水轮机各叶桨采用单层材料制造,这样水轮机各叶桨重量轻,便于液压机对各叶桨上下左右内外移动时方便做功,水轮机各叶桨大小、重量、结构统一标准制造,这样利于液压杆对各叶桨上下左右内外移动时动作一致利于发电,水轮机的叶桨顶端连接“丿”形材料,这样水轮机的叶桨获得能量大,水轮机各组叶桨与中心轴连接角度错开,这样利于水轮机的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,水轮机的叶桨左右两侧为纵向平面扇形材料,水轮机的叶桨三面受水力成斗形获得能量最大,水轮机横卧在流动的水面上,水轮机一部分在水中,另一部分在空中,水轮机叶桨朝水流方向,叶桨与水流方向垂直,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,水轮机轴芯齿轮安装在圆形材料上,这样节约材料,所占空间位置小,水轮机轴芯齿轮旋转带动齿轮组、发电机组旋转,发电机工作发电,日夜产生电能,可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齿轮组、发电机组轴芯旋转,发电机工作发电,日夜产生电能;轴芯与齿轮之间、轴芯与轴芯之间安装离合器,这样利于齿轮组、发电机组故障紧急停止转动或维修停止转动;当调速器接收到测量到水轮机转速太快或者太慢需要调速信号时,当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,调速器对接收到信号数据经过综合处理后,调速器指令液压机的液压泵的电动机工作,输入输出液压液体及停止,由于水轮机各叶桨液压缸、液压杆数量多,要求液压机的液压泵的电动机功率必须达到规定功率,这样利于调速器指令液压机快速反应迅速做功,液压机通过液压管将液压液体输入、输出到水轮机各叶桨液压缸内,液压缸内的活塞在液压液体的压力作用下移动,活塞连接液压杆,液压杆连接水轮机各叶桨做功,或者,液压机的液压泵的电动机工作,调速器指令控制液压机液压管电阀门或机械阀门或液压阀门,阀门控制输入输出液压液体及停止,液压液体通过液压管输入输出到水轮机各叶桨液压缸内,液压缸内的活塞在液压液体的压力作用下移动,活塞连接液压杆,液压杆连接水轮机的各叶桨做功,当液压杆伸出时,连接液压杆的叶桨同时伸出,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与发电机需要的阻力矩负荷保持平衡,从而使发电机始终保持额定转速,相反,当液压杆缩回,连接液压杆的叶桨同时缩回,水轮机的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,从而使发电机始终保持额定转速,发电机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,水力发电站通过调速器,调速、调频、调相、调压、调负荷产生优质电能并电网;或者,调速器自动档失效,调速器转向手动档,按操作手柄,通过人工手动,控制液压机电动机开关或电阀门、机械阀门、液压阀门的开关,控制输入输出液压液体及停止,控制液压杆对水轮机的叶桨上下左右内外移动做功,根据转速表,使水轮机按规定转速旋转,水力发电站通过人工操作调速、调频、调相、调压、调负荷产生优质电能并电网;水力发电站通过调速器手动档功能把水轮机各叶桨收回,各叶桨靠近水轮机的中心轴,水轮机各叶桨离开流动水中,水轮机各叶桨沒有受水力,水轮机停止不动,水轮机、齿轮组、发电机组进行检修保养及抗大风浪,待水力发电站检修保养及抗风浪完成后,再按操作手柄,使水轮机的叶桨进入流动的水中受水力,水力发电站重新投入使用,正常发电;为防止水轮机的旋转受水力发电站当地水域风力的干扰,影响调速器对水轮机转速的控制,以免产生劣质电能并电网,水轮机应设置防风罩,防风罩半圆柱形造形,可防风罩根据需要可特需造形,横卧盖在水轮机的上方,防风罩底部悬挂挂帘,使防风罩更加密闭,防风罩用框架轻质材料制造,防风罩的重力用柱、支架支撑,柱、支架固定在海底、江底、河底里,水轮机自由转动,防风罩位置不变,或者,防风罩的重力用水轮机轴芯的浮力支撑,及防风罩部分重力靠水轮机的圆形材料支撑,圆形材料的外缘设置轨道,防风罩的重力支架与圆形材料的外缘轨道接触的部分安装转轮,为使防风罩不会转动,防风罩左右两侧框架与柱、支架活动固定,这样防风罩不会转动上下移动,防风罩随水轮机升高而升高,随水轮机降落而降落,防风罩、水轮机、轴芯固定装置全部结成一体,使水力发电站整体强度加强,水轮机自由旋转,防风罩不会转动,这样水轮机的叶桨露出水面,水轮机不会受到水力发电站当地水域的顺风、逆风、歪风、快风、慢风、阵风、有风、无风的干扰,使水力发电站生产优质电能并电网;或者,当流向风向相反时,防风罩通过液压机、液压管、液压缸、液压杆、液压转动机构、电动机、轨道、芯子、绞链,使防风罩分组分片重叠式、折叠式、卷门式、旋转式、闸门式、对开式、顶举式、翻倒式方式局部或全部打开,这样水轮机的叶浆在水中时受水力冲动,水轮机的叶浆在空中时受风力吹动,这样水轮机的叶浆同时风力、水力上下联动,使水力发电站获得更多的能量,提高经济效益;或者,当流向风向同向时,防风罩通过液压机、液压管、液压缸、液压杆、液压转动机构、电动机、轨道、芯子、绞链,使防风罩分组分片重叠式、折叠式、卷门式、旋转式、闸门式、对开式、顶举式、翻倒式方式局部或全部关闭,这样水轮机的叶浆在水中时受水力冲动,水轮机的叶浆在空中时不受顶风风力阻碍吹动,使水力发电站获得更多的能量,提高经济效益;或者,当水力减弱时或没有时,风力增强时,水轮机的叶浆通过调速器手动档,将水轮机各组叶桨收回,靠近水轮机中心轴,使水轮机各组叶桨离开流动水中,防风罩通过液压机、液压管、液压缸、液压杆、液压转动机构、电动机、轨道、芯子、绞链,使防风罩分组分片重叠式、折叠式、卷门式、旋转式、闸门式、对开式、顶举式、翻倒式方式一部分打开一部分关闭,使水轮机的叶浆一部分受风力一部分不受风力,使水轮机的叶浆受风力吹动下,推动水轮机旋转,其发电方法同上相同或相似,水力发电站变成风力发电站,提高经济效益;在现有防风罩上安装太阳能光伏板发电,这样提高发电量,提高经济效益;上述根据实际情况确定;本案可水轮机同一片叶桨分二片或二片以上,各分片叶桨之间活动连接,然后同一片叶桨分二片或二片以上重叠式沿轨道上下左右内外伸缩移动,其发电方法原理相同;本案可水轮机同一片叶桨分二片或二片以上,各分片叶桨之间绞链活动连接,然后同一片叶桨分二片或二片以上折叠式沿轨道上下左右内外伸缩移动,其发电方法原理相同;本案可水轮机同一片叶桨分多片,各分片叶桨之间绞链活动连接,液压缸、液压杆改为液压转动机构,液压转动机构旋转带动叶桨转轮旋转,然后同一片叶桨分多片叶桨像卷门一样沿轨道上下左右内外伸缩移动,其发电方法原理相同;本案发明可水轮机的叶桨分几片,每分片叶桨连接桨杆活动固定在中心轴上,水轮机的中心轴支撑每分片叶桨的重力,水轮机中心轴内或轴外安装液压转动机构,液压转动机构齿轮带动每桨杆齿轮90°转动做功,桨杆90°来回转动,各分叶桨受水力面积增大或减少,桨杆转动90°前端、未端设置停止档,桨杆转到前端、未端时受停止档作用下自动停止转动,各分叶桨液压转动机构动作一致,当各分片叶桨与水流垂直时,水轮机的叶桨受水力面积最大,水轮机转速最快,当各分片叶桨与水流平行时,水轮机的叶桨受水力面积最小,水轮机转速最慢或停止,各分片叶桨液压转动机构服从调速器指令,水轮机按额定转速执行,水力发电站生产优质电能并电网,其发电方法原理同上相同或相似;本案发明可水轮机同一叶桨分二片像对门相似,二片叶桨用绞链活动固定在水轮机左右圆形材料上,每分片叶桨绞链二只或二只以上,绞链支撑每分片叶桨的重力,液压缸、液压杆安装在水轮机左右圆形材料上,液压杆横向伸缩对水轮机的叶桨像对门相似开合做功,水轮机每片叶桨开合,水轮机叶桨受水力面积减少或增大,叶桨合时水轮机叶桨受水力面积最大,水轮机转速最快,叶桨开时水轮机叶桨受水力面积为零,水轮机转速最慢或停止,水轮机每片叶桨液压杆伸缩动作一致,调速器控制液压缸、液压杆做功,水轮机按额定转速旋转,其发电方法原理同上相同或相似;本案可水轮机的圆形材料与水轮机的圆形材料之间按等分多处里外连接二根横梁,然后按规定在里外二条横梁上设置轨道,水轮机同一叶桨分二片或二片以上重叠式安装在二条横梁轨道之间,二条轨道横梁支撑叶桨整片重力,各分片叶桨活动连接,液压缸、液压杆安装在水轮机圆形材料上,液压杆横向连接叶桨的边缘,液压杆对水轮机的叶桨重叠式沿轨道横向左右移动做功,可液压缸、液压杆安装在水轮机左右圆形材料上,液压杆横向连接叶桨的边缘,液压杆对水轮机的叶桨重叠式沿轨道似对开两扇移动门相似横向左右移动做功,液压缸、液压杆服从调速器指令做功,液压杆伸出长度最大,水轮机的叶桨受水力面积最大,水轮机转速最快,液压杆横向长度缩回为零,水轮机的叶桨受水力面积为零,水轮机转速最慢或停止,水轮机每片叶桨液压杆伸缩动作一致,水轮机按额定转速旋转,其发电方法原理同上相同或相似;本发明可水轮机圆形材料与水轮机圆形材料之间按等分多处里外连接二根横梁,按规定在里外二条横梁上设置轨道,水轮机同一叶桨分二片或二片以上折叠式安装在二条横梁轨道之间,二条轨道横梁支撑叶桨整片重力,各分片叶桨活动连接,液压缸、液压杆安装在水轮机的圆形材料上,液压杆横向连接叶桨的边缘,液压杆对水轮机的叶桨折叠式沿轨道横向左右移动做功,可液压缸、液压杆安装在水轮机左右圆形材料上,液压杆横向连接叶桨的边缘,液压杆对水轮机的叶桨折叠式沿轨道似对开两扇移动门相似横向左右移动做功,液压缸、液压杆服从调速器指令做功,液压杆伸出长度最大,水轮机的叶桨受水力面积最大,水轮机转速最快,液压杆横向长度缩回为零,水轮机的叶桨受水力面积为零,水轮机转速最慢或停止,水轮机每片叶桨液压杆伸缩动作一致,水轮机按额定转速旋转,其发电方法原理同上相同或相似;本发明可水轮机的圆形材料与水轮机的圆形材料之间按等分多处里外连接横梁,按规定在里外二条横梁上设置轨道,水轮机同一叶桨分多片叶桨像卷门相似安装在二条横梁轨道之间,二条轨道横梁支撑叶桨整片的重力,液压转动机构安装在水轮机圆形材料上,液压转动机构服从调速器指令做功,液压转动机构对叶桨转轮带动,液压转动机构对水轮机叶桨像卷门相似沿轨道横向左右移动做功,可液压转动机构对水轮机叶桨像卷门相似对开两扇门沿轨道横向左右移动做功,水轮机的叶桨横向伸出长度最大,水轮机的叶桨受水力面积最大,水轮机转速最快,水轮机的叶桨长度横向缩回为零,水轮机的叶桨受水力面积为零,水轮机转速最慢或停止,水轮机每片叶桨液压转动机构转动动作一致,水轮机按额定转速旋转,其发电方法原理同上相同或相似;本发明可水轮机各叶桨以叶浆左右芯子为支点,芯子支撑叶浆整片的重力及受水力,水轮机各叶桨圆弧形或不圆弧形制造,水轮机各叶桨在液压机液压杆的作用下,水轮机各叶桨以叶浆左右芯子为支点上下转动,水轮机各叶桨伸出,水轮机各叶桨受水力面积增大,水轮机转速加快,水轮机各叶桨缩回,水轮机各叶桨受水力面积减小,水轮机转速减慢,水轮机各叶桨缩回,整体变成圆柱形横卧在水面上,水轮机各叶桨没有受水力,水轮机停止不会转动,其发电方法原理同上相同或相似;本发明可采取水轮机两头轴芯、中间轴芯分别各一只柱、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高度恰当,然后水轮机两头轴芯、中间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,其同以上发电方法相同;本发明在海底、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,可将水槽左右两侧浅滩堆石头,使水流汇入水槽,并且水流流速加快、流量加大的特性,用柱、支架分别夹住卧式水轮机两头轴芯、中间轴芯适当空隙,分别固定在水槽左右两侧海床、江床、河床里,使卧式水轮机的叶桨保持在水槽内,水轮机前后左右位置不变,上下移动,卧式水轮机的圆形材料内部空心全封闭水密制造,圆形材料的浮力支撑水力发电站的整体的重力,水力发电站浮于水面,水轮机的轴芯高于水面适当高度并平行于水面,根据浮力定理制造,卧式水力发电站随水位升高而升高,随水位降低而降低,用于夹住卧式水轮机两头轴芯、中间轴芯的柱或支架下部适当高度互相连接,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、中间轴芯的柱或支架互相连接的部位支撑水力发电站整体的重力,使水力发电站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可继续生产电能,水轮机两头轴芯、中间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,利于以后轴芯加油润滑,这样减少卧式水轮机两头轴芯、中间轴芯摩损;其发电方法同上一样;本发明可液压机改为空压机,液压管改为空气管,阀门改为气阀,液压缸改为气缸,液压杆改为气缸杆,液压转动机构改为气动转动机构,液压液体改用气体,调速器控制空气压缩式系统做功,使水轮机按额定转速旋转,其发电方法原理同上相同或相似;本发明可液压机改为电动机,液压管改为水密电缆,液压缸改为齿轮,液压杆改为螺杆,调速器控制螺杆式系统做功,水轮机按额定转速旋转,其发电方法原理同上相同或相似;上述根据实际情况确定;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,水轮机的圆形材料内部空心全封闭水密制造,水力发电站浮于水面,水力发电站随水位升高而升高,随水位降低而降低,水轮机的叶桨始终满负荷受水力,获得能量最大,水力发电站适合水域窄小的地方,结构简单,节约材料;本发明水力发电站用于直流电供电时,可将水力发电站调节系统去掉不要,液压系统去掉不要,空气压缩系统去掉不要,及螺杆式系统去掉不要,水轮机的叶桨固定在圆形材料上或中心轴上,或者,水力发电站调节系统部分保留,液压系统保留,空气压缩系统保留,及螺杆式系统保留,根据水力发电站具体情况确定,水力发电站通过直流发电机或者交流发电机再经过整流器整流生产直流电,直流电通过逆变器生产正规交流电并电网,或者,水力发电站通过直流发电机或者交流发电机再经过整流器整流生产直流电,直流电对储能蓄电瓶充电,直流电输出,通过逆变器生产正规交流电并电网,其发电技术方法同上相同或相似;水力发电站在实际使用过程中,根据实际情况其细节可以变化;
发电机发电获取能量的过程就是克服磁阻力力矩的过程,即阻力矩,水轮机受水力冲动下旋转,即动力矩,动力矩与阻力矩的大小关系就是简称发电机能量转换的大小关系,两者的关系是平衡的,即动力矩=阻力矩,动力矩越大,相对应产生的电能越大,今后社会生产力的提高,及人们生活水平的提高,人们对电能需求进一步提高,只要增加动力矩,就是增加水轮机的半径,水轮机的中心轴离开水面向空中提高,即增加力臂,力×力臂=力矩,只要制造大直径的水轮机及制造相对应的大功率发电机,就能解决电能问题;
本发明所称全部“圆形材料”、“扇形材料”的形状根据需要都可以变化,“圆形材料”、“扇形材料”根据需要可以不用;
超大型水力发电站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交叉使用,以及各种技术方法可交叉、调换、增加、减少使用;本发明所有名称可能与实际有差异,应该根据实际名称;本发明所用的材料根据实际需要都可变化;本发明所有的数字、数量根据实际需要都可变化;本发明所有的形状根据实际需要都可变化;本发明所有的部件根据实际需要都可变化;本发明附图的图形根据实际需要都可变化;
本发明水力发电站可单独使用发电,可左右延长排列发电,可前后排列发电,可前后左右组合集成方阵排列发电,水力发电站与水力发电站前后左右布置的位置应互相差开,这样获得更多的能量,可根据实际情况阵形可无穷无尽的变化;总输电间可设在水面上可设在陆地上,本发明适合国家级几千平方公里、几万平方公里超大型发电站,统一发电,统一管理,统一输电供应十几个省、供应全中国,可几千平方公里、几万平方公里的超大型潮流发电站与大江水流动的动能大型发电站并网向全国供电,可适合海上中型,小型潮流发电站,可适合大江大河水流动的动能大型发电站,可适合大江大河中型发电站,或者,小江、小河小型发电站。
2.根据权利要求1,超大型水力发电站水轮机转速调节和运行的技术方法是:
水力发电站由水轮机、调速器、发电机、液压机、液压泵、电动机、液压缸、液压杆、液压管、活塞、阀门、开关、水轮机的叶桨、水轮机中心轴、保护罩、发电机的转子、手柄、圆形材料、轨道、转速表、防风罩、发电站、同步器、离合器、锚定装置、轴芯、齿轮、齿轮组、发电机组、水轮机两端轴芯、固定装置、橫梁引桥、水轮机轴芯、支架、螺丝、均匀分流系统、导线、防缠绕装置、水轮机的圆形材料、停止档、压力表、加热设备、冷却装置、芯子、水力发电站调节系统、液压系统、空气压缩系统、螺杆式系统、保整流器、储能蓄电瓶、逆变器组成的基础上,水力发电站进行水轮机转速调节和运行,其特征是,水力动能发电站通过调速器,当调速器接收到测量到水轮机转速太快或者太慢需要调速信号时,当调速器接收到测量出发电机输出的电源,及电网二次需要调频、调相、调压、调负荷信号时,调速器对接收到信号数据经过综合处理后,调速器指令控制液压机的液压泵的电动机工作,输入、输出液压液体及停止,液压机的液压泵的电动机功率必须达到规定功率,这样利于液压缸、液压杆迅速做功,液压机、液压泵、电动机可两套或多套,液压机通过液压管连接到水轮机各叶桨液压缸内,液压缸内的活塞在液压液体压力的作用下移动,液压缸内的活塞受油压力面积必须达到规定的面积,液压缸内的活塞连接液压杆做功,或者,液压机的液压泵的电动机工作,调速器指令控制液压机液压管电阀门或机械阀门或液压阀门的开关,阀门控制输入输出液压液体及停止,液压液体通过液压管输入输出到水轮机各叶桨液压缸内,液压缸内的活塞在液压液体压力的作用下移动,活塞连接液压杆,液压杆连接水轮机各叶桨做功,液压缸周围水轮机的叶桨采用两层材料制造,留有空间,当水轮机的叶桨缩回时液压缸插入叶桨两层中间,这样利于水轮机的叶桨沿轨道上下左右内外移动时增加移动幅度的长度,液压缸基座可向水轮机中心轴内移,这样利于水轮机的叶桨沿轨道上下左右内外移动时增加移动幅度的长度,利于发电,液压杆的周围包裹一层到二层水密保护罩,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的叶桨中心,这样利于液压杆对水轮机的叶桨做功时叶桨受力匀均,防止叶桨沿轨道上下左右内外移动时卡住;当液压杆伸出时,连接液压杆的叶桨同时伸出,水轮机各叶桨在水中受水力面积增大,水轮机转速加快,力矩增大,使水轮机所产生的主动力矩随时与发电机的电磁阻力矩相平衡,以满足外界电负荷的需要,并维持发电机的转子在额定转速下稳定运行,从而使发电机始终保持额定转速,相反,当液压杆缩回,连接液压杆的叶桨同时缩回,水轮机各叶桨在水中受水力面积减少,水轮机转速减慢,力矩减少,使水轮机所产生的主动力矩负荷与发电机需要的阻力矩负荷达到新的平衡,从而使发电机始终保持额定转速,发电机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,水力发电站通过调速器调速、调频、调相、调压、调负荷产生优质电能并电网;或者,调速器自动档失效,调速器转向手动档,按操作手柄,通过人工手动,控制液压机的电动机的开关或液压机的液压管阀门的开关,控制液压杆对水轮机各叶桨沿圆形材料上的轨道上下左右内外移动做功,根据水轮机转速表,使水轮机按规定转速旋转,水力发电站通过人工手动,调速、调频、调相、调压、调负荷产生优质电能并电网;调速器指令控制液压机的液压泵的电动机的开关或液压机的液压管阀门的开关,调速器设置二档:自动档与手动档,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,水力发电站通过调速、调频、调相、调压、调负荷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及抗大风浪时,调速器转向手动档,按操作手柄,控制液压机的液压泵的电动机的开关,或者,液压机的液压泵的电动机工作,控制液压机的液压管阀门的开关,将水轮机各组叶桨收回,靠近水轮机中心轴,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、发电站检查保养及抗大风浪完成后,再按操作手柄,控制液压机的液压泵的电动机的开关或液压机的液压管阀门的开关,使水轮机各叶桨进入流动水中受水力,水轮机按规定转速旋转,通过同步器调节其转速,使其与电网同步,调速器从手动档转向自动档,然后并电网,发电站正常发电;为防止水轮机的旋转受水力发电站当地水域风力的干扰,影响调速器对水轮机转速的控制,以免产生劣质电能并电网,水轮机应设置防风罩,这样水轮机的叶桨露出水面,水轮机不会受到水力发电站当地水域的顺风、逆风、歪风、快风、慢风、阵风、有风、无风的干扰,使水力发电站生产优质电能并电网;或者,当流向风向相反时,使防风罩分组分片局部或全部打开,这样水轮机的叶浆在水中时受水力冲动,水轮机的叶浆在空中时受风力吹动,这样水轮机的叶浆同时风力、水力上下联动,使水力发电站获得更多的能量,提高经济效益;或者,当流向风向同向时,使防风罩分组分片局部或全部关闭,这样水轮机的叶浆在水中时受水力冲动,水轮机的叶浆在空中时不受顶风风力阻碍吹动,使水力发电站获得更多的能量,提高经济效益;或者,当水力减弱时或没有时,风力增强时,水轮机的叶浆通过调速器手动档,将水轮机各组叶桨收回,靠近水轮机中心轴,使水轮机各组叶桨离开流动水中,使防风罩分组分片一部分打开一部分关闭,使水轮机的叶浆一部分受风力一部分不受风力,使水轮机的叶浆受风力吹动下,推动水轮机旋转,水力发电站变成风力发电站,提高经济效益;上述根据实际情况确定;为防止水轮机意外转动影响运输、检修及抗风浪时的安全,水轮机与发电平台之间应安装锚定装置,水轮机与柱、支架之间应安装锚定装置,这样水轮机暂时锚定不会转动影响安全,锚定装置用链环、卸扣连接,或者,锚定装置用插销原理固定,或者,锚定装置用液压机、液压缸、液压杆插销原理固定,锚定装置以简便实用为主;水力发电站轴芯与齿轮之间、轴芯与轴芯之间安装离合器,这样利于齿轮组、发电机组故障或维修时紧急停止转动,或者,同一水力发电站中发电平台上同时安装多台发电机组,这样一台发电机组故障或维修时,另一台发电机组继续发电,轮换使用,可几台发电机组同时发电,提高发电效益,或者,水力发电站布置在正反流向潮流发电时,涨潮水轮机正旋转,用A发电机组发电,落潮水轮机反旋转,用B发电机组发电,水力发电站发电机组A台、B台与轴芯之间安装离合器,这样水力发电站的发电机A台、B台轮换使用发电,这样水力发电站在涨潮、落潮水轮机正旋转、反旋转都可发电,上述根据实际情况确定;安装铺设液压机到各液压缸内液压管,由于水轮机日夜旋转,同时水轮机轴芯也旋转,液压机液压管只能从水轮机两端轴芯圆心点输入、输出液压液体,否则是不能成立的,液压机双作用液压管回路从空中通过或者从水中通过,液压机单作用不必用液压管回路,可水轮机两头轴芯固定装置前后延长两端连接橫梁引桥,液压机液压管回路从横梁引桥上通过,同时工作人员从横梁引桥上通过,这样利于工作人员对水轮机的叶桨、液压管、发电机组方便检修和方便操作,水轮机轴芯外液压管与水轮机轴芯内液压管凹凸全封闭紧密活动对接,防止漏油,这样水轮机轴芯内外液压管在液压液体压力作用下不会脱节,本案可液压管在轴芯外反对接,而且制造安装方便,水轮机轴芯外的液压管用支架、螺丝固定在水轮机轴芯的固定装置上,这样水轮机旋转,水轮机轴芯外液压管不会旋转,水轮机轴芯内液压管随水轮机一起旋转,轴芯内液压管连接到水轮机各叶桨液压缸内,轴芯内或者轴芯外液压管设置均匀分流系统,根据水轮机的叶桨片数分组,均匀分设液压管,各分支液压管大小统一标准制造,各分支液压管设置阀门,阀门可调节液压液体流量,使各叶桨液压缸内的液压液体份量保持同步执行,各分支液压管的阀门大小统一标准制造,这样利于液压机对水轮机各叶桨做功时,使水轮机各叶桨动作一致利于发电,或者,调速器用导线经过防缠绕装置,连接到各叶桨分支液压管电阀门,电阀门调节液压液体流量,通过液压杆伸缩移动的刻度,控制液压缸内的液压液体的体积,使水轮机的叶桨按规定位置执行,使水轮机按额定转速执行,使水力发电站生产优质电能并电网,水轮机各叶桨大小、重量、结构统一标准制造,水轮机各叶桨液压缸、液压杆大小、重量、结构统一标准制造,这样提高工作效率,这样利于液压机对水轮机各叶桨做功时,使水轮机各叶桨动作一致利于发电,液压杆对水轮机各叶桨做功,水轮机各叶桨沿圆形材料上凹凸轨道像闸门一样上下左右内外移动,水轮机的圆形材料上凹凸轨道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,液压机的功能液压液体自然进入下一水轮机的叶桨做功,当水轮机各叶桨都到顶端时或故障时,液压管压力表升到规定数值,液压机自动关机或手动关机;为防止液压液体冬季冻结疑固,液压机内部应设电热偶、电热棒加热设备,使液压机正常使用;为防止液压液体夏季淡化,液压机内部应设冷却装置,使液压机正常使用;上述水力发电站可水轮机各叶桨重叠式、折叠式、卷门式沿圆形材料上轨道上下左右内外移动,可水轮机各叶桨沿圆形材料上的二条横梁轨道左右移动,可水轮机各叶桨90°转动,其水轮机调节技术方法同上述相同或相似;可水轮机各叶桨以叶浆左右芯子为支点,芯子支撑叶浆整片的重力,水轮机各叶桨以叶浆左右芯子为支点上下转动,其水轮机调节技术方法同上述相同或相似;本发明可液压机改为空压机,液压管改为空气管,阀门改为气阀,液压缸改为气缸,液压杆改为气缸杆,液压转动机构改为气动转动机构,液压液体改用气体,调速器控制空气压缩式系统做功,使水轮机按额定转速旋转,其水轮机调节技术方法同上述相同或相似;本发明可液压机改为电动机,液压管改为水密电缆,液压缸改为齿轮,液压杆改为螺杆,调速器控制螺杆式系统做功,水轮机按额定转速旋转,其水轮机调节技术方法同上述相同或相似;上述根据实际情况确定;水轮机的转速调节,实际水域水的流速、流量确定水轮机的半径及水轮机的叶桨的面积,发电机的功率,三者相匹配,发挥最大发电效能;水力发电站用于直流电供电时,可将水力发电站调节系统去掉不要,液压系统去掉不要,空气压缩系统去掉不要,螺杆式系统去掉不要,水轮机的叶桨固定在圆形材料上或中心轴上,或者,水力发电站调节系统部分保留,液压系统保留,空气压缩系统保留,螺杆式系统保留,根据水力发电站具体情况确定,水力发电站通过直流发电机或者交流发电机再经过整流器整流生产直流电,直流电通过逆变器生产正规交流电并电网,或者,水力发电站通过直流发电机或者交流发电机再经过整流器整流生产直流电,直流电对储能蓄电瓶充电,直流电输出,通过逆变器生产正规交流电并电网;以上是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。
3.根据权利要求1,超大型水力发电站制造技术方法是:
(1)卧式水轮机浮于水面制造:其结构由水轮机的中心轴、水轮机的叶桨、水轮机扇形材料、碰垫、倒门、倒门盖组成,其特征是:一、水轮机的中心轴、叶桨、连接扇形内部空心全封闭水密制造,根据浮力定理,浮于水面制造;二、水轮机的中心轴、叶桨内部空心全封闭水密制造,连接扇形单层材料不空心,根据浮力定理浮于水面制造;三、水轮机的中心轴、连接扇形内部空心全封闭水密制造,叶桨单层材料不空心,根据浮力定理浮于水面制造;四、水轮机的中心轴内部空心全封闭水密制造,水轮机的叶桨、连接扇形单层材料不空心,根据浮力定理浮于水面制造;五、水轮机扇形材料内部空心全封闭水密制造,水轮机的叶桨单层不空心,水轮机中心轴不要,根据浮力定理浮于水面制造;六、水轮机扇形材料内部空心全封闭水密制造,水轮机的叶桨内部空心全封闭水密制造,水轮机中心轴不要,根据浮力定理浮于水面制造;七、水轮机扇形材料单层不空心制造,水轮机的叶桨内部空心全封闭水密制造,水轮机中心轴不要,根据浮力定理浮于水面制造;以上是卧式水轮机浮于水面制造方法,制造内部空心全封闭浮于水面的水轮机时,水轮机每叶桨、扇形材料边缘梭角固定碰垫,防止水轮机在运输、安装、使用的过程中碰坏进水水轮机沉没,水轮机的中心轴、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,这样水轮机在运输、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,水轮机中心轴内部空心全封闭具有抗沉性,水轮机中心轴可设置倒门及水密倒门盖,倒门盖可打开可关上;
(2)超大型水力发电站制造:水力发电站其结构由卧式水轮机、水轮机的圆形材料、圆形材料及附件、水轮机中心轴、支架、倒门、倒门盖、水轮机的叶桨、轨道、“丿”形材料、衬档肋骨、横梁、液压缸、液压杆、发电机组、调速器、液压机、轴芯固定装置、重力箱、平台、不倒置机构、水轮机的轴芯齿轮、轴芯齿轮、轴芯、升速齿轮、齿轮组、发电机、轴芯、离合器、液压管、锚定装置、防风罩、水力发电站调节系统、液压系统、空气压缩系统、螺杆式系统、整流器、储能蓄电瓶、逆变器、水力发电站组成的基础上,通过制造船坞,制造平台,制造浮体平台,采用吊车、弧形钢板、轨道、垫墩、锚、锚链、抛线、支架、船坞放水阀、船坞门、拖轮、驳船、焊接、螺丝连接生产工具,对上述大型卧式水轮机水力发电站进行制造,其特征是:为什么制造大型卧式水轮机,因为根据功率公式:功率=力×速度,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=阻力矩=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,即动力矩越大相对获得能量越大;又根据压力公式:压力=压强×面积,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、河水流速流量定量的情况下,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制造,施工安装极端简便优点;第一步,大型卧式水轮机水力发电站制造船坞选择靠海边、江边、河边的地方,水力发电站制造船坞,船坞口及水力发电站运输的水域的水深必须超过水轮机浸入水中的深度,水力发电站制造的船坞与大型船舶修船、造船船坞相似,水力发电站制造船坞要求吃水更深,这样利于水力发电站的水轮机制造完成后顺利出坞;船坞门关住,把水力发电站制造船坞内水排干;第二步,大型卧式水轮机水力发电站制造船坞上方安装大型吊车,大型吊车将制造好的水轮机的两头圆形材料及附件一起吊起,放到制造船坞规定的位置上用抛线、支架暂时固定,可水轮机的圆形材料及附件再分组成若干小部件,可一小片,一小片材料通过大吊车吊到规定位置焊接或螺丝连接,因为吊大件受吊车负荷限制,再用大型吊车将制造好的水轮机的圆形材料吊起放到制造船坞规定的位置上暂时固定,可水轮机的圆形材料再分组成若干小部件,可一小片,一小片材料通过吊车吊到规定的位置上焊接,因为吊大件受吊车负荷限制,水轮机的圆形材料二片或二片以上,水轮机的圆形材料内部空心全封闭水密制造,或者,圆形材料一部分为单层材料制造,一部分为内部空心制造,这样可节约材料又制造方便,圆形材料的浮力支撑水力发电站整体的重力,水力发电站浮于水面,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,水轮机的圆形材料内部空心,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,水轮机局部进水时水轮机不会沉没,水轮机具有抗沉性,水轮机的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,可水轮机的圆形材料外缘不尖头制造,这样制造方便,节约材料,水轮机的圆形材料近圆心部分用支架连接制造,这样节约材料,减轻水轮机的重量,水轮机的圆形材料近圆心部分每小格设置水密倒门,倒门盖可打开可关上,这样利于对水轮机圆形材料内部空心每小格检修,这种技术方法适用全部圆形材料内部空心的水轮机,用大型吊车将制造好的水轮机各中心轴吊起放在圆形材料中心规定的位置上焊接或螺丝连接,水轮机的中心轴内部空心全封闭具有抗沉性,水轮机中心轴可设置倒门及水密倒门盖,倒门盖可打开可关上;第三步,大型吊车将制造好的水轮机各叶桨连接叶桨两边凹凸轨道一起吊起,按顺序按规定的位置焊接或螺丝连接到水轮机的圆形材料上,或者,轨道固定在水轮机的圆形材料规定位置上,水轮机各叶桨吊起活动插入轨道内,水轮机各叶桨沿圆形材料上凹凸轨道像闸门一样可上下左右内外移动,水轮机各叶桨采用单层或双层或多层材料制造,如水轮机各叶桨采用单层材料制造,这样水轮机各叶桨重量轻,制造方便又节约材料,便于液压机对各叶桨上下左右内外伸缩移动时方便做功,水轮机各叶桨大小、重量、结构统一标准制造,这样利于液压机、液压缸、液压杆对各叶桨上下左右内外移动时动作一致利于发电,水轮机的圆形材料上轨道向外缘延伸,这样使水轮机的叶桨沿圆形材料上轨道向外缘移动时增加叶桨移动幅度,增加动力臂,使水轮机获得更多能量,水轮机各叶桨顶端焊接“丿”形材料,水轮机的叶桨三面受水力成斗形,这样水轮机获得更多的能量,水轮机各叶桨正反两面纵横十字交错衬档肋骨制造,利于加强水轮机的叶浆的强度,另一方面增加水轮机的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,这样利于水轮机的叶桨受水力推动下匀速旋转利于发电;第四步,用大吊车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、按规定的位置焊接或用螺丝连接到各圆形材料上,使水轮机整体强度加强,用吊车吊起制造好各液压缸、液压杆安装在各叶浆与中心轴之间规定的位置上,或者,用吊车吊起制造好各液压缸、液压杆安装在各叶浆与圆形材料之间规定的位置上,液压缸、液压杆位置根据需要可相反安装,同一叶桨的液压杆、液压缸一套或者多套,各叶桨液压杆、液压缸大小结构统一标准制造,这样利于对各叶桨上下左右内外移动时动作一致利于发电,水轮机各叶桨液压缸、液压杆周边的叶桨双层制造,水轮机各叶桨伸缩移动时,液压缸插入叶桨双层中间,使水轮机各叶桨伸缩移动幅度长度更大,这样使水轮机获得更大的能量,液压杆周围用保护层包裹,这样防止液压缸漏油及液压杆日久腐蚀生锈;第五步,将已造好的发电机组、调速器、液压机设备安装在轴芯固定装置上方,固定装置下方应连接重力箱,使发电机组重心下移,可将发电机组、调速器、液压机设备安装在轴芯固定装置下方连接平台上,可将发电机组、调速器、液压机设备安装在轴芯固定装置上,轴芯固定装置上安装不倒置机构,水轮机的轴芯齿轮安装在水轮机的圆形材料上,这样减少空间及节约材料,水轮机的轴芯齿轮旋转带动固定装置上轴芯齿轮及轴芯旋转,固定装置上轴芯旋转带动升速齿轮旋转,升速齿轮旋转带动齿轮组、发电机组旋转,水轮机轴芯齿轮直径、升速齿轮直径、齿轮组直径按规定比例制造,发电机工作发电,日夜生产电能;可水轮机轴芯齿轮旋转带动齿轮组、发电机组旋转,发电机工作发电,日夜生产电能;可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齿轮组、发电机组旋转,发电机工作发电,日夜生产电能;水力发电站布置在海上为正反流向潮流发电时,涨潮水轮机正旋转,用A发电机组发电,落潮水轮机反旋转,用B发电机组发电,这样水力发电站发电机A台、B台轮换使用,这样水力发电站在涨潮、落潮水轮机正旋转、反旋转都可发电;以上根据实际情况确定;第六步:固定装置上轴芯与升速齿轮之间安装离合器,轴芯与齿轮之间、轴芯与轴芯之间安装离合器,这样利于齿轮组、发电机组故障或维修时紧急停止;第七步,安装铺设液压机到各液压缸内的液压管;本发明可液压机改为空压机,液压管改为空气管,阀门改为气阀,液压缸改为气缸,液压杆改为气缸杆,液压转动机构改为气动转动机构,液压液体改用气体,调速器控制空气压缩式系统做功,使水轮机按额定转速旋转,其制造技术方法同上述相同或相似;本发明可液压机改为电动机,液压管改为水密电缆,液压缸改为齿轮,液压杆改为螺杆,调速器控制螺杆式系统做功,水轮机按额定转速旋转,其制造技术方法同上述相同或相似;上述根据实际情况确定;第八步,为防止水轮机意外转动影响运输、检修及抗风浪时的安全,水轮机与横梁之间应安装锚定装置,这样水轮机暂时锚定不会转动影响安全,锚定装置用链环、卸扣连接,或者,锚定装置用插销原理固定;第九步,将已造好水轮机防风罩用吊车分若干次吊起按顺序按规定位置安装在水轮机上方,或者,水轮机的防风罩制造完成后放在驳船上运到水力发电站现场,再进行水轮机的防风罩施工安装,水力发电站制造完成后涂上防腐漆加满液压液体,水力发电站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杆收回,防止水轮机的叶桨出坞、运输、安装时损坏;第十步,打开船坞放水阀,水力发电站浮于水面,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力发电站,运到需要的水域布置发电,再制造大型卧式水轮机水力发电站,把船坞门关住,把船坞内水排干再进行大型水轮机水力发电站制造;上述制造方法前后次序可以变动;这种制造大型卧式水轮机水力发电站的优点:一、水力发电站制造完成后打开船坞放水阀门,水力发电站浮于水面,待船坞内的水和船坞外的水平行时再打开船坞门,用拖轮拖出制造好的水力发电站,水力发电站安全可靠不会损坏;二、水力发电站各部件在车间地面制造好后,通过大型吊车吊到制造船坞规定的位置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,支撑水力发电站整体重力,水力发电站浮于水面,水轮机的叶桨满负荷受水力,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层材料制造,制造方便节约材料,便于液压机对各叶桨上下左右内外移动时方便做功,水轮机的叶桨采用单层材料制造,这样水轮机的叶桨入水时出水时,水轮机不会上下抖动,平稳运转;四、水轮机的叶桨与水轮机的中心轴之间开通有距离,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,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,减轻水轮机的重量;五、水轮机各叶桨沿圆形材料上轨道向外缘延伸,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,增长水轮机各叶桨动力矩;本发明可水力发电站制造平台,像大型船舶制造平台一样,水力发电站制造平台要设置斜坡度,角度适当,靠近水域一头低,另一头高,这样利于水力发电站制造完成后,在水力发电站的重力的作用下滑向水面,或者水力发电站制造完成后用拖轮拖下水,水力发电站制造平台表面铺设弧形钢板或轨道,可制造平台不设弧形平台及不设弧形钢板或轨道,如水力发电站制造平台表面铺设弧形钢板或轨道,这样利于水力发电站在制造过程中暂时焊接,及水力发电站部件暂时固定焊接,这样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,这样水力发电站制造完成后滑向水面时不会损坏制造平台和水力发电站,水力发电站的制造平台上方按规定位置设置暂时固定垫墩,垫墩根据水力发电站的圆形材料的外缘造形,各垫墩用横梁连接结成一体,使垫墩整体强度加强,垫墩内部空心随水力发电站制造完成后一起滑下浮于水面,这样防止水力发电站制造完成后滑下时损坏,上述垫墩可以不要,水轮机的圆形材料内部空心水密制造,圆形材料的浮力支撑水力发电站整体的重力,水力发电站制造完成后,打开船坞门,水力发电站在自身的重力的作用下滑向水面,或者用拖轮拖下水,水力发电站浮于水面,用拖轮把浮于水面的水力发电站拖到施工现场,水力发电站其制造技术方法同上述相同或相似;本发明可水力发电站制造浮体平台像大型船舶修船、造船浮体平台相似,水力发电站制造浮体平台用锚、锚链固定在海底、江底、河底里,水力发电站制造浮体平台前后左右位置不变,当制造水力发电站时,将制造浮体平台内部空心全封闭压载水排干,浮体平台制造平面浮出水面,根据浮力定理制造,水力发电站制造浮体平台前后或左右干舷高度适当高于中间制造平台,水力发电站制造浮体平台中间部分面积大小及干舷高度根据水力发电站实际需要确定,水轮机的圆形材料内部空心水密制造,圆形材料的浮力支撑水力发电站整体的重力,水力发电站制造完成后,将制造浮体平台内部空心全封闭压载水压入适当,制造浮体平台下浸适当,水力发电站浮于水面,用拖轮把浮于水面的水力发电站拖到施工现场,将制造浮体平台内部空心全封闭压载水排干,浮体平台制造平面浮出水面,再进行水力发电站制造,水力发电站其制造技术方法同上述相同或相似;本发明水力发电站制造用于直流电供电时,可将水力发电站调节系统去掉不要,液压系统去掉不要,空气压缩系统去掉不要,螺杆式系统去掉不要,水轮机各叶桨焊接或用螺丝连接在圆形材料上或中心轴上,或者,水力发电站调节系统部分保留,液压系统保留,空气压缩系统保留,螺杆式系统保留,根据水力发电站具体情况确定,水力发电站通过直流发电机或者交流发电机再经过整流器整流生产直流电,直流电通过逆变器生产正规交流电并电网,或者,水力发电站通过直流发电机或者交流发电机再经过整流器整流生产直流电,直流电对储能蓄电瓶充电,直流电输出,通过逆变器生产正规交流电并电网,其制造技术方法同上相同或相似。
4.根据权利要求1,超大型水力发电站施工和安装技术方法是:
水力发电站其结构由柱、支架、卧式水轮机、水轮机的叶桨、防风罩、水力发电站及附件、发电机组、调速器、液压机、轴芯固定装置、不倒置机构、水轮机的轴芯、水力发电站两头轴芯、中间轴芯、同轴芯卧式水轮机、水力发电站组成的基础上,通过工厂制造,采用打桩船、打桩设备、拖轮、钢丝索、缆绳、驳船、浮吊、吊车、螺丝连接、焊接,施工和安装的工具,对上述超大型水力发电站进行施工和安装,其特征是,第一种:第一步,在流动的海水、江水、河水这些实际需要的水域,根据水流方向确定柱、支架位置的方位,使卧式水轮机的叶桨与水流方向垂直,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,水轮机的叶桨受水力的冲动下旋转、翻滚,随时间延长此水域水深逐步加深,否则,用于夹住水轮机的柱、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的大小及水轮机的叶桨受水力大小确定;第二步,浮于水面的水力发电站及附件在工厂全部制造完成后,结成一体,浮于水面的水力发电站在水面上运输,用拖轮把制造好的水力发电站拖到施工现场,把浮于水面的水力发电站靠近施工好的柱、支架下流,使浮于水面的水力发电站摆在水流方向下方,用一台或者多台浮吊或吊车同时起吊水力发电站,放在柱、支架夹缝里,可水轮机安装后将发电机组、调速器、液压机设备安装在轴芯固定装置上,轴芯固定装置上安装不倒置机构;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或焊接,使各水轮机结成一体;第四步,将水轮机防风罩各部件按统一标准在工厂全部制造完成后,放在驳船上运到水力发电站的施工现场,防风罩重力支撑的柱支架按规定位置施工执行,用浮吊或吊车将水轮机防风罩的材料分批分次吊起,按顺序按规定位置安装,水力发电站施工安装完毕后正常发电,生产优质电能并电网;第二种:两支夹住水轮机的轴芯的柱或支架一高一低,高的柱或支架的高度为原来设计的高度,低的柱或支架的高度为适当,不会碰到水轮机的轴芯,施工安装的方法同上述第一步、第二步相同,水轮机的轴芯落入两柱或两支架夹缝间后,将水轮机的轴芯用钢丝索、缆绳暂时活动固定在高的柱或支架上,可通过拖轮协助,使水力发电站暂时前后左右位置不变上下移动,将低的柱或支架用施工材料快速加高,使低的柱或支架的高度达到原来设计的高度,然后将水轮机的轴芯的暂时固定钢丝索、缆绳缷掉,其施工安装方法同上相同或相似,水力发电站施工安装完毕后正常发电,生产优质电能并电网;第三种:水力发电站根据水流方向确定柱、支架位置的方位,使卧式水轮机的叶桨与水流方向垂直,这样获得能量最大,水力发电站两头轴芯、中间轴芯分别活动固定在各一只柱或一只支架上,使水力发电站前后左右位置不变,上下移动,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,水轮机的叶桨受水力的冲动下旋转翻滚,随时间延长此水域的水深逐步加深,否则,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的大小及水轮机的叶桨受水力的大小确定;第二步,浮于水面的水力发电站及附件在工厂全部制造完成后,结成一体,把浮于水面的水力发电站在水面上运输,水力发电站运到施工现场,把浮于水面的水力发电站靠近施工好的柱、支架上流,拖轮控制水力发电站移动速度,拖轮控制水力发电站与柱、支架之间偏差,使水力发电站正好缓缓落入施工好的柱、支架之间,水力发电站大小距离与施工好的柱、支架距离通过计算做到恰当,水轮机的圆形材料与柱、支架之间要安装碰垫,这样防止水轮机旋转日久磨擦损坏;第三步,把水力发电站的轴芯固定装置安装在各一支柱或一支支架上,使水力发电站轴芯活动固定,使水力发电站前后左右位置不变,上下移动;第四步,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、第三步相同,然后将各水轮机轴芯用螺丝连接或焊接,使各水轮机结成一体;第五步,将水轮机防风罩各部件按统一标准在工厂全部制造完成后,放在驳船上运到水力发电站的施工现场,防风罩重力支撑的柱、支架按规定位置施工执行,用浮吊或吊车将水轮机防风罩的材料分批分次吊起,按顺序按规定位置安装,水力发电站施工安装完成后正常发电;水力发电站上述施工安装技术方法为基础,根据实际情况,其施工安装的技术方法的细节可以变化。
5.根据权利要求1,超大型水力发电站维修保养技术方法:
水力发电站通过维修保养专用工作船,采用高压水枪设备、高压喷砂设备、喷漆设备、焊接设备、加油设备、云梯设备维修和保养的工具,对上述超大型水力发电站进行维修和保养,其特征是:为了延长水力发电站使用寿命,必须对水力发电站进行定期维修和保养,第一步、对水轮机维修和保养时,通过调速器手动档功能使水轮机的叶桨收回靠近水轮机的中心轴,水轮机的叶桨离开水中没有受水力,水轮机停止不动,或者,通过调速器手动档功能使水轮机的叶桨没有受水力,水轮机停止不动;第二步,为防止水轮机意外转动影响安全,水轮机与柱、支架之间安装锚定装置,这样水轮机暂时锚定不会意外转动影响安全,锚定装置用链环、卸扣连接,或者,锚定装置用插销原理固定,或者,锚定装置用液压机、液压缸、液压杆插销原理固定,锚定装置以简便实用为主;第三步、水力发电站布置在水上发电,为提高维修和保养工作效率,水力发电站应采用维修保养专用工作船,维修保养工作船上安装高压水枪设备、高压喷砂设备、喷漆设备、焊接设备、加油设备、云梯设备,维修保养工作船可供工作人员起居生活,维修保养工作船可多条同时对同一水力发电站进行维修和保养,提高工作效率,可单条维修保养工作船对单一水力发电站进行特需维修和保养,提高工作效率;第四步、维修保养工作船上高压水枪设备、高压喷砂设备、喷漆设备、焊接设备、加油设备、云梯设备,对水力发电站、水轮机露出水面部分进行清洗、除锈、涂漆、焊接、加油润滑、更换保护罩维修保养,同时工作人员对发电机组进行维修保养;第五步、水轮机露出水面部分维修保养完成后,打开暂时锚定装置,按调速器手动档功能使水轮机维修保养完成后的部分进入水中,使水轮机未维修保养部分露出水面,同时将水轮机锚定装置暂时锚定,对水轮机露出水面部分再进行维修保养,水轮机维修保养完成后,打开暂时锚定装置,同样维修保养的技术方法可重复多次,使水轮机全部整体维修保养完成,工作船对水电站及防风罩进行维修保养,水力发电站维修保养完成后,正常发电;维修保养工作船到其它水力发电站再进行维修保养;上述水力发电站维修保养的技术方法前后次序可以变动,上述水力发电站工作人员也可平时进行维修保养;上述水力发电站维修保养的技术方法优点:采用维修保养工作船,及维修保养工作船上安装高压水枪设备、高压喷砂设备、喷漆设备、焊接设备、加油设备、云梯设备,提高工作效率,维修保养工作船可多条同时对同一水力发电站进行维修和保养,提高工作效率,可单条维修保养工作船对单一水力发电站进行特需维修和保养,提高工作效率。
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