CN201778947U - 潮汐能发电装置 - Google Patents

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Abstract

本实用新型公开了一种潮汐能发电装置。其包括高位蓄水池、低位蓄水池和零位蓄水池;高位蓄水池与低位蓄水池之间设有发电水流通道,发电水流通道中设有水轮发电机;零位蓄水池和大海之间设有进水通道、排水通道,在进水通道中设有由进水水流驱动的第一蓄水水轮泵,第一蓄水水轮泵的入水口与大海相接,出水口接入高位存水池中,在排水通道中设有由排水水流驱动的第二蓄水水轮泵以及排水水轮泵,第二蓄水水轮泵的入水口与零位蓄水池相接,出水口接入高位存水池中,排水水轮泵的入水口与低位蓄水池相接,出水口与大海相接;低位蓄水池与大海之设有出水通道;进水通道、排水通道和出水通道中分别设有阀门。本实用新型发电长期稳定,效率高。

Description

潮汐能发电装置
技术领域
[0001] 本实用新型属于发电装置的技术领域,具体是指一种利用潮汐能进行发电的装置。
背景技术
[0002] 目前,潮汐能是是一种可再生能源,世界上有些国家已经利用潮汐能进行发电,我 国也有潮汐能发电站。潮汐能发电站是在海岸边设置提坝,利用涨潮和退潮时提坝内外侧 的水位差来进行发电,其一般采用灯泡贯流式水轮机来进行发电。由于水位差的高度有限, 水流速度小,灯泡贯流式水轮机的发电效率较低,当蓄水池中的与潮水之间的水位差较小 时,就只能让海水灌入蓄水池中,不能利用潮水做功发电。此外,在平潮时由于没有水位差, 发电只能停止,发电不连续。
实用新型内容
[0003] 本实用新型的目的在于提供一种发电长期稳定,效率高的潮汐能发电装置。
[0004] 为解决上述技术问题,本实用新型采用的技术方案为:潮汐能发电装置,包括高位 蓄水池、低位蓄水池和零位蓄水池,所述的高位蓄水池的底部高于海平面,低位蓄水池的底 部低于海平面,零位蓄水池的底部与海平面持平;所述的高位蓄水池与低位蓄水池之间设 有发电水流通道,发电水流通道中设有水轮发电机;所述的零位蓄水池和大海之间设有进 水通道、排水通道,在进水通道中设有由进水水流驱动的第一蓄水水轮泵,第一蓄水水轮泵 的入水口与大海相接,出水口接入高位存水池中,在排水通道中设有由排水水流驱动的第 二蓄水水轮泵以及排水水轮泵,第二蓄水水轮泵的入水口与零位蓄水池相接,出水口接入 高位存水池中,排水水轮泵的入水口与低位蓄水池相接,出水口与大海相接;所述的低位蓄 水池与大海之设有出水通道;所述的进水通道、排水通道和出水通道中分别设有阀门。
[0005] 所述的排水通道分为两条支路,第二蓄水水轮泵和排水水轮泵分别设置在不同的 支路中。
[0006] 所述的高位蓄水池高于海平面的距离是10〜15m。
[0007] 所述的低位蓄水池低于海平面的距离是1. 2〜1. 5m。
[0008] 本实用新型还包括辅助动力装置,所述的辅助动力装置由设置在海岸边的斜坡、 接在斜坡上端的储水槽,设置在储水槽底部的水轮机组成,储水槽底部设有流向大海的水 流通道,水轮机设置在水流通道中,水轮机的输出轴通过传动装置连接有水泵,所述的水泵 的入水口设置在低位蓄水池中,出水口与大海相接。
[0009] 所述的水泵的入水口还可以与大海相接,出水口接入高位存水池中。
[0010] 由于采用了上述的结构,本实用新型的利用较高的高位蓄水池和较低的低位蓄水 池之间的较大的落差来进行水能发电,水轮发电机的功率可做得较大,采用蓄水发电也较 为长期稳定。此外,由于抽取到高位蓄水池中的海水是抽取水位较高的海水,能量的利用率 高。另外,本实用新型还利用海浪的动能进行辅助,保持低位蓄水池中的水位处于较低的位置,也可以抽取一部分水到高位蓄水池中蓄集,充分利用了海水的动能。零位蓄水池和大海 之间的进水通道、排水通道中设有两个等级的水轮自抽泵,可将零位蓄水池的上层空间充 分利用,零位蓄水池进水和排水时的能量得到充分利用。
附图说明
[0011] 下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步详细的描述。
[0012] 图1是潮汐能发电装置的整体结构示意图;
[0013] 图2是水轮泵和水轮发电机的剖面示意图;
[0014] 图3是辅助动力装置和水泵的结构示意图;
[0015] 图4是潮涨潮落时各个池中的水位线示意图。
具体实施方式
[0016] 如图1、图2所示,本实用新型所述的潮汐能发电装置,包括高位蓄水池1、低位蓄 水池2和零位蓄水池3。高位蓄水池1、低位蓄水池2和零位蓄水池3可沿海岸设置。所述 的高位蓄水池1的底部高于海平面,所述的高位蓄水池1高于海平面的距离可以是10〜 15m,优先为12. 5m。低位蓄水池2的底部低于海平面,所述的低位蓄水池2低于海平面的 距离可以是1.2〜1.5m。零位蓄水池3的底部与海平面持平。高位蓄水池1、低位蓄水池 2和零位蓄水池3的面积可以是1平方公里、1平方公里、1. 5平方公里,三个池的底面相对 平整。零位蓄水池3可设两个池,便于检修。所述的高位蓄水池1与低位蓄水池2之间设 有发电水流通道4,发电水流通道4中设有水轮发电机5。
[0017] 所述的零位蓄水池3和大海之间设有进水通道6、排水通道7。在进水通道6中设 有由进水水流驱动的第一蓄水水轮泵8,第一蓄水水轮泵8的入水口与大海相接,出水口接 入高位存水池1中。第一蓄水水轮泵8沿零位蓄水池3和大海之的提坝设置,分别设置上 下两级,上面一级用于抽取上层的海水到高位存水池1中,下面一级用于抽取下层的海水 到高位存水池1中。在排水通道7中设有由排水水流驱动的第二蓄水水轮泵9以及排水水 轮泵10,第二蓄水水轮泵9的入水口与零位蓄水池3相接,出水口接入高位存水池1中,排 水水轮泵10的入水口与低位蓄水池2相接,出水口与大海相接;所述的低位蓄水池2与大 海之设有出水通道11 ;所述的进水通道6、排水通道7和出水通道11中分别设有阀门12。
[0018] 当涨潮时,海面上升,当上升到80%时,进水通道6中的阀门12打开,海水从进水 通道6流进零位蓄水池3,水流方向如进水通道6中的实线箭头所示。进水水流同时驱动第 一蓄水水轮泵8,第一蓄水水轮泵8将上层的海水抽入至高位蓄水池1中,水流方向如虚线 箭头所示,直至零位蓄水池3蓄满水,进水通道6中的阀门12关闭。高位蓄水池1中的海 水经发电水流通道4流入低位蓄水池2,水流方向如发电水流通道中的实线箭头所示,同时 带动水轮发电机5发电。当落潮后,海平面下降,排水通道7中的阀门12打开,零位蓄水池 3中的海水从排水通道7流入大海,水流方向如排水通道7中的实线箭头所示,排水水流同 时驱动第二蓄水水轮泵9和排水水轮泵10。第二蓄水水轮泵9将零位蓄水池3中上层海 水抽入到高位蓄水池1中,水流方向如虚线箭头所示。同时,排水水轮泵10将低位蓄水池 2中的水抽入大海,水流方向如虚线箭头所示,这样可使低位蓄水池2和高位蓄水池1的水 面保持较大的稳定落差。当低位蓄水池2的中水面大于海面时,可打开出水通道11中的阀门12,低位蓄水池2中的水如出水通道11中的实线箭头所示方向流入大海。
[0019] 所述的排水通道7分为两条支路,第二蓄水水轮泵9和排水水轮泵10分别设置在 不同的支路中。各个支路分别设有阀门12,这样可以根据零位蓄水池3和低位蓄水池2的 水位来确定各条支路中阀门的开闭,以启动第二蓄水水轮泵9或排水水轮泵10。
[0020] 如图3所示,本实用新型还包括辅助动力装置。所述的辅助动力装置由设置在海 岸边的斜坡13、接在斜坡13上端的储水槽14,设置在储水槽14底部的水轮机15组成,储 水槽14底部设有流向大海的水流通道16,水轮机15设置在水流通道16中,水轮机16的输 出轴通过传动装置17连接有水泵18,所述的水泵18的入水口设置在低位蓄水池2中,出水 口与大海相接。大海中的海浪冲到岸边时,会冲上斜坡13后落入储水槽14中,储水槽14 高于海面,储水槽14中的海水从水流通道16流回海中,水流同时驱动水轮机15,水轮机16 的输出轴通过传动装置17驱动水泵18,水泵18即可将低位蓄水池2中的水抽到大海中。
[0021] 上述的水泵18的入水口也可以与大海相接,出水口接入高位存水池1中。大海中 的海浪冲到岸边时,会冲上斜坡13后落入储水槽14中,储水槽14高于海面,储水槽14中 的海水从水流通道16流回海中,水流同时驱动水轮机15,,水轮机16的输出轴通过传动装 置17驱动水泵18,水泵18即可将大海中的水抽到高位存水池1中。
[0022] 如图4所示,图中HO表示海平面,H表示涨潮的最高高度,Hl表示低位存水池的高 度,H2和H3分别表示上、下两级第一蓄水水轮泵的抽水高度,H4表示将大海中的水抽到高 位存水池1中水泵的高度,H5表示高位存水池的高度。当潮水上涨时,当海水流入零位蓄 水池的高度达到H2时,就打开H3处的第一蓄水水轮泵,上面一级的第一蓄水水轮泵打开, 可以减小水与水之间抵触的能量消耗,提高了能量利用效率。H4处的水泵是用于当潮水上 涨到最高点是海浪冲过来驱动辅助动力装置,水泵即可将大海中的水抽到高位存水池中, 进一步提高能量的利用效率。
[0023] 下面用公式计算本实用新型所提高的效率:水轮发电机的功率计算公式N = A*Q*H,其中A为综合利用系数,为7. 5左右,Q为流量,H为工作水头。例如涨潮高度为8m,因 为要留有排水空间,实际利用落差只有4m。假定H为4m,流量每秒40m3,功率N = 7. 5*40*4 =1200KW,利用1200KW从涨潮时8m高处抽水抽上6m到高位存水池1中,一秒可抽取18m3。 高位存水池1和低位存水池2的落差为12. 5m,高位存水池1和低位存水池2之间的水轮发 电机 5 的发电功率 N = 7. 5*18*12. 5 = 1687. 5KW,提高了 487. 5KW。
[0024] 总之,本实用新型虽然例举了上述优选实施方式,但是应该说明,虽然本领域的技 术人员可以进行各种变化和改型,除非这样的变化和改型偏离了本实用新型的范围,否则 都应该包括在本实用新型的保护范围内。

Claims (6)

1. 一种潮汐能发电装置,其特征在于:包括高位蓄水池(1)、低位蓄水池(2)和零位蓄 水池(3),所述的高位蓄水池(1)的底部高于海平面,低位蓄水池(2)的底部低于海平面,零 位蓄水池(3)的底部与海平面持平;所述的高位蓄水池(1)与低位蓄水池(2)之间设有发电水流通道(4),发电水流通道 ⑷中设有水轮发电机(5);所述的零位蓄水池(3)和大海之间设有进水通道(6)、排水通道(7),在进水通道(6) 中设有由进水水流驱动的第一蓄水水轮泵(8),第一蓄水水轮泵(8)的入水口与大海相接, 出水口接入高位存水池(1)中,在排水通道(7)中设有由排水水流驱动的第二蓄水水轮泵 (9)以及排水水轮泵(10),第二蓄水水轮泵(9)的入水口与零位蓄水池(3)相接,出水口接 入高位存水池⑴中,排水水轮泵(10)的入水口与低位蓄水池(2)相接,出水口与大海相 接;所述的低位蓄水池(2)与大海之设有出水通道(11);所述的进水通道(6)、排水通道(7)和出水通道(11)中分别设有阀门(12)。
2.按照权利要求1所述的潮汐能发电装置,其特征在于:所述的排水通道(7)分为两 条支路,第二蓄水水轮泵(9)和排水水轮泵(10)分别设置在不同的支路中。
3.按照权利要求1所述的潮汐能发电装置,其特征在于:所述的高位蓄水池(1)高于 海平面的距离是10〜15m。
4.按照权利要求1所述的潮汐能发电装置,其特征在于:所述的低位蓄水池(2)低于 海平面的距离是1. 2〜1. 5m。
5.按照权利要求1至4中任一项所述的潮汐能发电装置,其特征在于:还包括辅助动 力装置,所述的辅助动力装置由设置在海岸边的斜坡(13)、接在斜坡(13)上端的储水槽 (14),设置在储水槽(14)底部的水轮机(15)组成,储水槽(14)底部设有流向大海的水流 通道(16),水轮机(15)设置在水流通道(16)中,水轮机(16)的输出轴通过传动装置(17) 连接有水泵(18),所述的水泵(18)的入水口设置在低位蓄水池(2)中,出水口与大海相接。
6.按照权利要求1至4中任一项所述的潮汐能发电装置,其特征在于:还包括辅助动 力装置,所述的辅助动力装置由设置在海岸边的斜坡(13)、接在斜坡(13)上端的储水槽 (14),设置在储水槽(14)底部的水轮机(15)组成,储水槽(14)底部设有流向大海的水流 通道(16),水轮机(15)设置在水流通道(16)中,水轮机(16)的输出轴通过传动装置(17) 连接有水泵(18),所述的水泵(18)的入水口与大海相接,出水口接入高位存水池(1)中。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN102162460A (zh) * 2011-04-11 2011-08-24 杨任德 水力抽水泵及利用该水力抽水泵进行潮水发电的方法
CN102828893A (zh) * 2011-06-14 2012-12-19 吴宸至 取代核电站的潮汐发电站

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