CN108331705A - 一种潮汐发电装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开的潮汐发电装置，包括两个结构相同且相对设置的闸阀机构，两个闸阀机构之间设置有水力转换机构，且水力转换机构至两个闸阀机构的距离相等，水力转换机构通过传动机构连接有发电机；与传统灯泡式和轴伸式发电装置相比，将发电机设置在流道外，无需考虑发电机的密封和防潮问题；闸门和流道所组成的水流流道为平直流道，能减小水流在流道中的流动损失。

Description

一种潮汐发电装置
技术领域
本发明属于潮汐发电装置技术领域，涉及一种潮汐发电装置。
背景技术
作为我国新能源战略的一部分，潮汐能的开发利用在电力能源紧张的今天越来越得到重视。我国漫长的海岸线为潮汐能的开发提供了丰富的选址条件，优秀的地质环境使得近年来各类的潮汐发电方法层出不穷。在花样繁多的潮汐能发电方式中，一库双向发电是目前来看最为经济有效的发电方法。所谓的一库双向发电指的是在海岸线沿岸修建一个水库，涨潮的时候海水由大海流入水库并推动水轮发电机组正向发电，落潮的时候海水由水库流入大海并推动水轮发电机组反向发电。如此在涨潮和落潮时候都能发电，最大限度的利用了水力资源，而双向发电的特点就要求水轮发电机组能在正反双向工况下都能运行，这对电站的水工结构和机械设计就提出了较高的要求。
传统的一库双向潮汐电站一般使用的都是双向贯流式水轮机，此双向贯流式水轮机一般配有S型转轮叶片以适应双向发电的需要；但是这类双向贯流式水轮机其设计和制造要求较高，尤其是灯泡体的防水和S型叶片的设计工作，对电站的投资都提出了较高的要求。
发明内容
本发明的目的在于提供一种潮汐发电装置，能降低对设备的防水要求。
本发明所采用的技术方案是，一种潮汐发电装置，包括两个结构相同且相对设置的闸阀机构，两个闸阀机构之间设置有水力转换机构，且水力转换机构至两个闸阀机构的距离相等，水力转换机构通过传动机构连接有发电机；
两个闸阀机构之间还设置有两个挡流板a，两个闸阀机构与挡流板a形成腔室，水力转换机构位于腔室内。
本发明的特点还在于，
每个闸阀机构包括两个长方形框架，且两个框架的长侧边紧密连接，框架的长侧边内壁开设有滑槽，框架内设置有闸板，框架的两个长侧边上连接有横梁，闸板穿过横梁沿滑槽运动，闸板高度大于横梁至框架底端的距离，闸板高度小于框架的长度；框架顶端设置有闸阀，闸阀通过螺杆与闸板连接。
横梁位于框架中部。
闸阀为电动铸钢闸阀。
两个框架的连接处设置有挡流板b，挡流板b与框架垂直。
水力转换机构包括履带链，履带链上均匀固定有多个斜拉锁链，每个斜拉锁链上均铰接有弧形叶片，叶片的长度小于斜拉锁链至挡流板b的距离。
斜拉锁链的数量小于等于20。
传动机构包括齿轮，两个齿轮均位于履带链内侧，齿轮通过主轴与发电机连接。
本发明的有益效果在于：
(1)本发明的潮汐发电装置，与传统灯泡式和轴伸式发电装置相比，将发电机设置在流道外，无需考虑发电机的密封和防潮问题；闸门和流道所组成的水流流道为平直流道，能减小水流在流道中的流动损失；
(2)本发明的潮汐发电装置，处于开放式的水域中，只需利用水流的动能，能避免出现流道内的空化问题；能有效减小电站的开挖深度，进而减少土建投资；
(3)本发明的潮汐发电装置，同时适用正反工况，且正反工况运行效率一致，适用于潮汐电站在涨潮和落潮时发电；机械结构简单，制造和安装难度小，设备的后期检修和维护成本低。
附图说明
图1是本发明一种潮汐发电装置的结构示意图；
图2是本发明一种潮汐发电装置内闸阀机构的结构示意图；
图3是本发明一种潮汐发电装置内水力转换机构的结构示意图。
图中，1.挡流板，2.腔室，3.框架，4.滑槽，5.闸板，6.横梁，7.闸阀，8.螺杆，9.履带链，10.叶片，11.齿轮，12.主轴，13.发电机，14.挡流板b，15.斜拉锁链。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。
本发明一种潮汐发电装置，如图1所示，包括两个结构相同且相对设置的闸阀机构，两个闸阀机构之间设置有水力转换机构，且水力转换机构距离两个闸阀机构的距离相等，水力转换机构通过传动机构连接有发电机13。
两个闸阀机构之间还设置有两个挡流板a1，两个闸阀机构与挡流板a1形成腔室2，在运行过程中挡流板a1能有效防止水流混入其他流道引起不稳定流动；水力转换机构位于腔室2内。
每个闸阀机构包括两个并排设置的长方形框架3，且两个框架3的长侧边紧密连接，框架3的长侧边内侧设置有滑槽4，框架3内设置有闸板5，框架3的两个长侧边中部连接有横梁6，闸板5穿过横梁6沿滑槽4运动，闸板5高度大于横梁6至框架3底端的距离，闸板5高度小于框架3的长度；如图2所示，框架3顶端设置有闸阀7，闸阀7为电动铸钢闸阀，闸阀7通过螺杆8与闸板5连接。
两个框架3的连接处设置有挡流板b14，挡流板b14能防止不同工况下，水流混入另一侧的流道，导致水流打开叶片10的推力减小。
如图3所示，水力转换机构包括履带链9，履带链9上均匀固定有多个斜拉锁链15，斜拉锁链15的数量小于等于20，每个斜拉锁链15上均铰接有弧形叶片10，叶片10的长度不大于斜拉锁链15至挡流板b14的距离，以保证在正反工况下叶片在完全打开的情况下不与挡流板b14发生磕碰；斜拉锁链15能保证叶片10在最大打开位置时与履带链9垂直，防止叶片开度过大降低水力转换的效率。
传动机构包括齿轮11，两个齿轮11均位于履带链9内侧，齿轮11通过主轴12与发电机13连接，进而驱动发电机13发电，发电机13所在的位置高于挡流板a1所在的水平面。
本发明一种潮汐发电装置的工作过程如下：
正向工况时，将压力钢管接入其中一个框架3内，且压力钢管位于横梁6下方，打开对应的两个相对设置的闸阀7，闸阀7控制闸板5沿滑轨4向上运动，水流从闸板5下方流入腔室2的一侧流道后，水流推动叶片10向外张开，叶片10带动履带链9绕齿轮11转动，当叶片10与履带链9垂直时，叶片10所受水流的推力越大；当叶片10靠近一端的挡流板b14时，履带链9在齿轮11的作用下开始转弯，此时由于惯性的作用叶片10从完全打开状态开始往关闭状态转动，且履带链9转弯后叶片10进入腔室2内的另一侧流道，该流道内水流基本处于静止的状态，且履带链9不断被工作叶片10带动向前转动，则叶片10在该流道内完全打开的方向和履带链9运动方向相反，因此处于该流道内的叶片10完全处于关闭状态，叶片10在关闭状态下的对水力转换机构产生的流动阻力最小。处于关闭状态的叶片10在履带链9的带动下靠近另一端的挡流板b14，此时履带链9开始转弯，而叶片10在惯性的作用下逐渐从关闭状态转向开启状态；当叶片10转动越过挡流板b14时，叶片10被水流冲击至完全开启状态，继续和水流进行能量转换。依此循环叶片10带动履带链9绕齿轮11转动，进而通过主轴12带动发电机13发电。
反向工况时，打开另外两个相对设置的闸阀7，水流从对应的闸板5下方流入腔室2内的流道，推动叶片10张开，进而带动履带链9绕齿轮11转动，再通过主轴12带动发电机13发电。
通过以上方式，本发明的潮汐发电装置，与传统灯泡式和轴伸式发电装置相比，将发电机设置在流道外，无需考虑发电机的密封和防潮问题；本发明的潮汐发电装置，闸门和流道所组成的水流流道为平直流道，能减小水流在流道中的流动损失；本发明的潮汐发电装置，处于开放式的水域中，只需利用水流的动能，能避免出现流道内的空化问题；本发明的潮汐发电装置，能有效减小电站的开挖深度，进而减少土建投资；本发明的潮汐发电装置，同时适用正反工况，且正反工况运行效率一致，适用于潮汐电站在涨潮和落潮时发电；本发明的潮汐发电装置，机械结构简单，制造和安装难度小，设备的后期检修和维护成本低。

Claims (8)

1.一种潮汐发电装置，其特征在于，包括两个结构相同且相对设置的闸阀机构，两个所述闸阀机构之间设置有水力转换机构，且所述水力转换机构至两个闸阀机构的距离相等，所述水力转换机构通过传动机构连接有发电机(13)；
两个所述闸阀机构之间还设置有两个挡流板a(1)，两个所述闸阀机构与挡流板a(1)形成腔室(2)，所述水力转换机构位于腔室(2)内。
2.如权利要求1所述的一种潮汐发电装置，其特征在于，每个所述闸阀机构包括两个长方形框架(2)，且两个所述框架(2)的长侧边紧密连接，所述框架(2)的长侧边内壁开设有滑槽(4)，所述框架(2)内设置有闸板(5)，所述框架(2)的两个长侧边上连接有横梁(6)，所述闸板(5)穿过横梁(6)沿滑槽(4)运动，所述闸板(5)高度大于横梁(6)至框架(2)底端的距离，所述闸板(5)高度小于框架(2)的长度；所述框架(2)顶端设置有闸阀(7)，所述闸阀(7)通过螺杆(8)与闸板(5)连接。
3.如权利要求2所述的一种潮汐发电装置，其特征在于，所述横梁(6)位于框架(2)中部。
4.如权利要求2所述的一种潮汐发电装置，其特征在于，所述闸阀(7)为电动铸钢闸阀。
5.如权利要求2所述的一种潮汐发电装置，其特征在于，两个所述框架(2)的连接处设置有挡流板b(14)，所述挡流板b(14)与框架(2)垂直。
6.如权利要求5所述的一种潮汐发电装置，其特征在于，所述水力转换机构包括履带链(9)，所述履带链(9)上均匀固定有多个斜拉锁链(15)，每个所述斜拉锁链(15)上均铰接有弧形叶片(10)，所述叶片(10)的长度小于斜拉锁链(15)至挡流板b(14)的距离。
7.如权利要求6所述的一种潮汐发电装置，其特征在于，所述斜拉锁链(15)的数量小于等于20。
8.如权利要求6所述的一种潮汐发电装置，其特征在于，所述传动机构包括齿轮(11)，两个所述齿轮(11)均位于履带链(9)内侧，所述齿轮(11)通过主轴(12)与发电机(13)连接。
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