CN201649049U - 人工地下河蓄水发电系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供人工地下河蓄水发电系统，该系统设在天然水道的一侧，在天然水道的任一局部铺设护网，在护网的天然水道水堤处设置带有放水闸的拦水坝，与拦水坝相接有人工地下河，与人工地下河连接有露天地下河，露天地下河的末端设有发电机组，同时露天地下河的末端还设有一输水水道，并连通另一输水水道，另一输水水道末端设有抽水机，抽水机连接蓄水池并连通蓄水库，在蓄水库的两侧通过泄水坡道分别连通主蓄水池。在蓄水库的两侧分别设有第二主体发电机组。本实用新型的效果是该人工地下河发电系统可实现利用蓄水水源循环发电，对广大农村地区和偏远山区，既可解决当地人民用电困难的问题，又可以给投资人带来可观的效益回报，有很大的发展前景。

Description

人工地下河蓄水发电系统

技术领域

本实用新型涉及一种人工地下河蓄水发电系统。

背景技术

随着电力需求的增长，电能应用范围的扩大，生产对电的需要的迅速增长。现在的发电厂有多种途径的发电途径：有靠燃煤或石油驱动涡轮机发电的，靠水力发电的，还有些靠太阳能，风力和潮汐发电利用水流的动能和势能来生产电能的小型电站。水流量的大小和水头的高低，决定了水流能量的大小。其过程为：水能→机械能→电能。实现这一能量转换的生产方式，一般是在河流的上游筑坝，提高水位以造成较高的水头；建造相应的水工设施，以有效地获取集中的水流。水经引水机沟引入水电厂的水轮机，驱动水轮机转动，水能便被转换为水轮机的旋转机械能。与水轮机直接相连的发电机将机械能转换成电能，并由发电厂电气系统升压送入电网。

建造强大的水力发电厂时，要考虑改善通航和土地灌溉以及生态平衡。水电厂按电厂结构及水能开发方式分类有引水式、堤坝式、混合式水电厂；按电厂性能及水流调节程度分类有径流式、水库式水电厂；按电厂厂房布置位置分类有坝后式、坝内式水电厂；按主机布置方式分类有地面式、地下式水电站。

水力发电电能虽然成本低，但是水力发电厂建设费用高，发电量受水文和气象条件限制。

发明内容

针对现有技术中结构上的不足，本实用新型的目的是提供一种人工地下河蓄水发电系统，以利于充分利用水资源进行发电，减少碳排放，为提高经济生产力、改善社会福利发挥应有的作用。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是提供一种人工地下河蓄水发电系统，该系统设在天然水道的一侧，其中：在所述天然水道的任一局部铺设防拦杂物的护网，在所述护网的天然水道水堤处设置带有放水闸的拦水坝，与拦水坝相接有人工地下河，人工地下河的河底比天然水道中水在枯水期水平面低于1-15米，河面宽为20-200米；与人工地下河连接有露天地下河，露天地下河的河床比人工地下河的河床高出1-5米，露天地下河的末端设有发电机组，同时人工地下河的末端还设有输水水道，输水水道的底部比人工地下河的河底高2-8米，输水水道连接输水水道，输水水道的底部比人工地下河的河底低1-5米，输水水道末端设有多台抽水机，多台抽水机连接小水库蓄水池并通过第一主体发电机组连通蓄水库，在蓄水库的两侧通过泄水坡道分别连通主蓄水池，在输水水道与两个主蓄水池之间设有闸门；

所述发电机组通过输电线路连接多台抽水机，所述蓄水池连接第一主体发电机组，在蓄水库的两侧分别设有第二主体发电机组。

本实用新型的效果是该人工地下河发电系统可实现利用蓄水水源循环发电，特别是广大农村地区和偏远山区，既可以发展地方经济解决当地人民用电困难的问题，又可以给投资人带来可观的效益回报，有很大的发展前景。

附图说明

图1为本实用新型的人工地下河蓄水发电系统示意图。

图中：

1、天然水道  2、拦水坝  3、人工地下河  4、露天地下河

5、发电机组  6，9、输水水道  7、地下水库  8、方舶  10、抽水机

11、蓄水池  12、第一主体发电机组  13、蓄水库  14、第二主体发电机组

15、主蓄水池  16，18、输水闸门  17、反冲板  19、配电设施

20、货物坡道  21、泄水坡道  22、发电机组  23、拦水闸

24、输电线路  25、分支水道  26、顶盖  27、运送物资过桥

具体实施方式

结合附图及实施例对本实用新型的人工地下河蓄水发电系统加以说明。

如图1所示，本实用新型的人工地下河蓄水发电系统，该系统设在天然水道的一侧，在所述天然水道1的任一局部铺设防拦杂物的护网，在所述护网的天然水道水堤处设置带有放水闸的拦水坝2，与拦水坝2相接有人工地下河3，人工地下河3的河底比天然水道中水在枯水期水平面低于1-15米，河面宽为20-200米，所述人工地下河3面上设有顶盖26，该顶盖26可设可不设。顶盖26的设置不影响地面任何人为活动，可加厚土层1-2米，层面上可以绿化、耕地，也可以作行人、行车的路面等用。

与人工地下河3连接有露天地下河4，人工地下河3的末端顶部有一道水坝。露天地下河4的河床比人工地下河3的河床高出1-5米，露天地下河4的末端设有发电机组5，同时露天地下河4的末端还设有输水水道6，输水水道6的底部比人工地下河3的河底高2-8米，在6其中，铺设一条管道，与水道9相连，输水水道9的底部比露天地下河4的河底低1-5米，输水水道9末端设有多台抽水机10，多台抽水机10连接蓄水池11，并通过第一主体发电机组12，并连通蓄水库13，在蓄水库13的两侧通过泄水坡道21分别连通主蓄水池15，在输水水道9与两个主蓄水池15之间设有闸门16。

所述发电机组5通过输电线路24连接抽水机10，所述蓄水池11连接第一主体发电机组12，在蓄水库13的两侧分别设有二主体发电机组14。所述蓄水库13两侧的第二主体发电机组14处分别设有运送货物的坡道20。

本实用新型的人工地下河发电系统是这样实现的：

在天然水道1的任何适宜一处铺设防拦杂物的铁网，在所述护网的天然水道水堤处设置带有放水闸的拦水坝2，依据天然水道1的水流量大小，拦水坝2的长度不一，拦水坝2长20-300米。与拦水坝2相接有人工地下河3，人工地下河3的河底比天然水道中水在枯水期水平面低于0-15米，河面宽为5-200米，人工地下河3的河面设有顶盖26。人工地下河3的根据天然水道1的规模及地理环境，其河底的深度及河面的宽度在范围内适当选择。在人工地下河3的两侧分别设有多条分支水道25，以利于更多的蓄水。人工地下河3河面的上，若处于无人或人员稀少情况下，顶盖26可加可不加，以利于节省投资。

与人工地下河3连接有河床比人工地下河3河床高出1-5米的露天地下河4，目的将上面来的水流中杂物进行二次清理。清理时可放船舶人工清理，也可机械清理，目的是防止杂物损坏露天地下河4末端的发电机组5。这也是人工地下河3第一道发电机组，发出的电通过输电线路24输送到抽水机10，供部分抽水机10用电。抽水机10的管道直径为1.5-2米。

同时露天地下河4的末端还设有输水水道6和地下水库7，输水水道6的底部比露天地下河4的河底高2-8米，目的是雨季从上面流过。无水时通过6铺设的管道流入9河道。输水水道9的底部比露天地下河4的河底低1-5米，输水水道9末端设有多台抽水机10，小水库主体高20-50米，长6公里，宽100-500米。地上水库面积10-400平方公里。地下水库面积10-500平方公里。根据当地情况而定。

多台抽水机10连接蓄水池11并通过12第一主体发电机组连通蓄水库13，成为第二大水库蓄水池。蓄水池11也成为第一地上小水库，在蓄水库13的两侧通过泄水坡道21分别连通主蓄水池15，成为发电后的蓄水池。主蓄水池15比蓄水库13的底平面向下负1-3米。在输水水道9与两个主蓄水池15之间设有闸门16。当放下闸门16，打开闸门18时，水流向所需地区，反之水通过闸门16流回人工河道9，循环发电。

作为第一地上小水库的蓄水池11内设第一主体发电机组12，在蓄水库13的两侧分别设有第二主体发电机组14。第二主体发电机组14的厂房高5-30米。所述蓄水库13两侧的第二主体发电机组14处分别设有运送货物的坡道20。

第二主体发电机组14发电后，反冲板17适用于放水所用。配套设置19用于放置变电所的设备。泄水坡道21有利于发电后放出水时更加畅通。图中序号发电机组22是在发电的同时，主要利用落差提供向上游输送的水源。

蓄水池11互通拦水闸23，因为发电机组5发出的电提供不了多台抽水机10用电，经一部一部的抽水机10逐步通电，所以使部分抽水机先工作，当部分蓄水池及部分发电机工作后，它们发出来的电就可以供所有的多台抽水机用电。运送物资过桥27是连接输水水道9两边的运送货物过桥。

总之，本实用新型的人工地下河蓄水发电系统截流江水等天然水道1，并通过放水闸的拦水坝2将水流流入人工地下河3，通过人工地下河露天水库4流入河尽头拦水坝的发电机组5，通过输水水道6、输水水道9到抽水机10处，再将水存到蓄水池11处，待水存满后，通过第一主体发电机组12进行发电，水流入蓄水库13，待存满后，通过第二主发电机组14，再次进行发电，水流入主蓄水池15，流入闸门16处，开闸后，水流回输水水道9，继续进行循环发电。

雨季过后，地下水库水源充足时，利用地下水库水源进行水源补充，由地下水库7通过闸门8向闸门9的水道补充水源，然后重复上述过程进行水循环发电。

如建一个中小规模的人工地下河蓄水作为发电水源，现将具体成本数字估算如下：

两面浇注水泥墙高15米，厚度0.8米，地基为⊥字形，埋入地下2-3米。1延米两面墙的体积：1*15(高)*0.8(厚)*2(面)＝24米³

1延米人工地下河顶盖的体积：1*100米(宽)*0.4(厚)＝40米³

一延米⊥字形底座：0.5+0.5＝1米³

1延米两面墙和顶盖的总体积：24+40+1＝65米³

水泥按照350元/吨 沙石按照70元/吨，按水泥∶沙子∶石头＝3∶4∶5计，3吨水泥价格1050元，9吨沙石价格是630元，平均每吨水泥沙石价格(1050+630)/12吨＝140元。

按螺纹钢直径Φ16-18钢筋计算：3840元/吨

1延米按2.5吨钢材计算：3840*2.5＝9600元

按10000米计算：9600*10000＝9600万元

1延米两面墙和顶盖的成本：65*140＝9100元

按10000米计算两面墙和顶盖的成本：9100万元

按长100米4根水泥桩柱计算：10000米用柱400根

按宽100米3根水泥桩柱计算：3*400＝1200根

每根按10000元计算10000*1200＝1200万元

总成本为：1200万元+9100万元+9600万元＝1.99亿元。

按现水价计算总收益：

人工地下河长10000米*宽100米*高12米*4元/m³＝0.48亿元。

地下水库成本：

按螺纹钢直径Φ16-18钢筋计算价格：3840元/吨一延米地下水库按七阶梯梯形计算：一延米地下水库按七阶梯梯形计算：每阶梯高3米、宽2米(含高面1米)，厚1米，1*(3+1)*7＝28米³

一延米28米³*140元/吨(沙石料)＝3920元

地下水库按40平方公里计算：长8000米宽5000米

(8000+5000)*2＝26000米*一延米3920元＝1.019亿元

地下水库的体积：8000*5000*20＝8亿米³

按现水价计算总收益：8亿米³*4元/吨＝32亿元

净收益：32亿元-成本1.019亿元＝30.981亿元。

地上水库成本：

按螺纹钢价格直径Φ20-25钢筋计算：3880元/吨

一延米地上水库按8阶梯23米(埋入地下3米)梯形计算：地下墙5米深墙厚度0.5米底座宽1.5米高0.5米，0.5米*(5米+0.5米+0.5米)＝3米³，地基53米³地面是103.15米³

一延米合计：53+103.15+3＝159.15米³*140元/吨(沙石料)＝22281元

一延米按3吨钢材计算3880*3＝11640元+22281(沙石料)＝33921元

地上水库按40平方公里计算：(8000+5000)*2＝26000米*33921元＝8.8194亿元

按现水价计算总收益：8亿立方米*4元/吨＝32亿元

净收益：32亿元-8.8194亿元＝23.1806亿元

地下水库建10-500平方公里，地上水库建10-400平方公里。

地下水库建10-500平方公里地上水库建10-400平方公里。

根据当地实际情况而定，社会经济效益可观。此部分效益仅仅是水的收益部分，连同发电所产生的效益将更加可观。

在提取水源过程中本实用新型的抽水机起到关键作用，可提高抽水速度3-5倍，大大减少抽水机用电成本。地上水库完整发电装置最适合海上发电，可直接提取海水进行海上循环发电，在我国有条件的沿海地区多建设这样的海水发电水库。在我国有条件地区、沿海多建设这种发电装置，以后可减少火力发电，它们才是最大的碳排放主要根源，现在可抓紧时间先建地下河，它比较容易建造，修建比较快，地下水库和地上水库可先缓建。

Claims (3)

1.一种人工地下河蓄水发电系统，该系统设在天然水道的一侧，其特征是：

在所述天然水道(1)的任一局部铺设防拦杂物的护网，在所述护网的天然水道水堤处设置带有放水闸的拦水坝(2)，与拦水坝(2)相接有人工地下河(3)，人工地下河(3)的河底比天然水道中水在枯水期水平面低于1-15米，河面宽为20-200米；与人工地下河(3)连接有露天地下河(4)，露天地下河(4)的河床比人工地下河(3)的河床高出1-5米，露天地下河(4)的末端设有发电机组(5)，同时露天地下河(4)的末端还设有输水水道(6)，输水水道(6)的底部比人工地下河(3)的河底高2-8米，输水水道(6)连接输水水道(9)，输水水道(9)的底部比露天地下河(4)的河底低1-5米，输水水道(9)末端设有多台抽水机(10)，多台抽水机(10)连接小水库蓄水池(11)并通过第一主体发电机组(12)连通蓄水库(13)，在蓄水库(13)的两侧通过泄水坡道(21)分别连通主蓄水池(15)，在输水水道(9)与两个主蓄水池(15)之间设有闸门(16)；

所述发电机组(5)通过输电线路(24)连接多台抽水机(10)，所述蓄水池(11)连接第一主体发电机组(12)，在蓄水库(13)的两侧分别设有第二主体发电机组(14)。

2.根据权利要求1所述的人工地下河蓄水发电系统，其特征是：所述人工地下河(3)面上设有顶盖(26)。

3.根据权利要求1所述的人工地下河蓄水发电系统，其特征是：所述蓄水库(13)两侧的二主体发电机组(14)处分别设有运送货物的坡道(20)。

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