CN202577251U - 大江大河无坝式大功率发电系统装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了大江大河无坝式大功率发电系统装置，包括发电机组、增速器、滚桶页轮、水船闸门，选择大江、大河中的某一段，可根据河床水流量及河床的不同宽度，在河床中间建立顺“八”字型水槽机组平台桩，“八”字型水槽机组平台桩一侧设有横板闸门，另一侧设有水船闸门或两侧水船闸门和横板闸门，河床两边留好供船只行走的水道，两平台桩之间为水渠通道，平台桩水渠通道中上、下游布设有滚桶页轮，平台桩顶部布设有发电机组，发电机组上连接增速器，增速器与滚桶页轮通过传输带连接；在水船闸门处上、下游河床底部设有基础工程。本实用新型克服了现有技术的不足，设计布局合理，在不改变河道的走向和自由流淌基础上，充分利用水资源进行发电。

Description

大江大河无坝式大功率发电系统装置

技术领域

本实用新型涉及水力发电技术领域，具体属于大江大河无坝式大功率发电系统装置。

背景技术

随主电力需求的增长，电能应用范围的扩大，生产对电的需要迅速增长。现有发电的途径很多，主要有燃煤或石油驱动涡轮机发电的，靠水力发电，还有些靠太阳能、风能和潮汐发电利用水流的动能和势能来产生电能的小型电站。现有水能发电站需要修建大坝蓄水，造成水位上升、移民搬迁、淹没土地，存在安全隐患；阻碍河水的自由流淌和改变河道的走向，影响水中动植物的自由迁徙和移动。当发生地质灾害或战争时，对沿岸及下游地区会造成的二次灾难。

本实用新型内容

本实用新型的目的是提供大江大河无坝式大功率发电系统装置，克服了现有技术的不足，设计布局合理，在不改变河道的走向和自由流淌基础上，不会对河床两岸带来的损坏，充分利用水资源进行发电。

本实用新型采用的技术方案如下：

大江大河无坝式大功率发电系统装置，包括发电机组、增速器、滚桶页轮，选择大江、大河中的某一段，可根据河床水流量及河床的不同宽度，在河床中间建立顺“八”字型水槽机组平台桩，“八”字型水槽机组平台桩一侧设有横板闸门，另一侧设有水船闸门或两侧水船闸门和横板闸门，河床两边留好供船只行走的水道，两平台桩之间为水渠通道，平台桩水渠通道中上、下游布设有滚桶页轮，平台桩顶部布设有发电机组，发电机组上连接增速器，增速器与滚桶页轮通过传输带连接；在水船闸门处上、下游河床底部设有基础工程，所述的基础工程在闸门桩之间的直线距离并排打几组桩至河床底部，桩上端与河床底部平行，同时在沿水船闸门的走向，在上游和下游约10-50米的范围内，同样打下间距不等的桩；在桩与桩之间的空隙处就可以存放并且固定住大、小不等的石块。

所述的机组平台桩上游入水口处布设有呈尖“八”字型的分障装置。

所述的水船闸门前端呈三角形，后面为长方形，船体平面长度与两座闸门桩宽度相一致。

所述的水船闸门船头上游水底处打桩布设防锈钢丝绳，钢丝绳牵引到船头卷扬机上。

所述的水船闸门船体内设有重物，水船闸门底部设有注水闸门，上端设有抽水泵。

所述水船闸门底部及船尾的平面上设有缓冲垫片。

所述的水槽机组平台桩内侧布设暗格槽。

所述的滚桶页轮的叶片前端宽，后端窄。

所述的滚桶页轮上端设有起重装置。

所述的“八”字型水槽机组平台桩中间设有平台桩。

与已有技术相比，本实用新型的有益效果如下：

本实用新型设计采用在河床上建造发电系统，在不改变河道的走向和自由流淌基础上，不会对河床两岸带来的损坏。可以沿河床、江床走向层层建立这种结构方式的发电系统，同时沿着两岸架设输电线网；无需筑坝和埋设固定水轮机管道、不会淹没土地资源、不存在移民搬迁问题；也不会阻碍河水的自由流淌和改变河道的走向，不会影响水中动植物的自由迁徙和移动。无需担忧发生地质灾害或战争时，对沿岸及下游地区造成的二次灾难。建设投入资金要比传统的筑坝式投入资金少许多，而安全保障方面却要稳妥许多。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型内部的结构示意图。

具体实施方式

参见附图，大江大河无坝式大功率发电系统装置，包括发电机组1、增速器2、滚桶页轮3，选择大江、大河中的某一段，可根据河床水流量及河床的不同宽度，在河床中间建立顺“八“字型的一、二个无盖水槽机组平台桩4外，河床两边留好供船只行走的水道。“八”字型水槽机组平台桩一侧设有横板闸门5，另一侧设有水船闸门6，或两侧设有水船闸门6和横板闸门5，河床两边留好供船只行走的水道7。两平台桩之间为水渠通道，平台桩水渠通道中上、下游布设有滚桶页轮3，根据大小河床不同的水流量及河床宽度不同，机组安装种类有：双桶单渠单机式、双桶单渠双机式、四桶双渠单机式、四桶双渠双机式、四桶双渠四机式。(四桶双渠式只是在双桶单渠式的基础上、水渠中间加入一道固定桩、将两边水渠当中的四只滚轮桶通过联结器作用联接起来，形成更大的动力、产生更多电能。但在冬季枯水时期尽量通过闸门作用，仍然难以保证双渠同时工作时，就可以关闭双渠中某一渠，断开关闭中的滚桶联接杆，以便保证采取双桶单渠单机式继续发电)

机组平台桩4可以参照桥墩的方式来建造，但两座机组平台桩之间形成的水渠应呈“八”字型结构来布局：即入水口小于出水口。这样可以将入水口流入的水源快速的分流出去，始终保持入水口处的水源流速快，从而形成强劲水源动力供机组使用。水渠平台的长度、宽度应以适合安装机组各种部件及机房工作室8的要求标准来建造；而水渠平台的高度则应以洪峰发生时的最高水位一倍左右的高度来建造。在每座水渠入水口的两侧，预先布设好供拦水板使用的暗格槽，以便于冬季水源不足时可以任意关闭其他水渠闸门，保证一座水渠能够正常发电。

根据水渠流入水口的宽度，来建造上滚桶式受力页轮，因上滚桶式页轮具有一定的宽度，且受水流冲击强劲，提供给机组的动力当然也就更大。而安装在水渠出口处的下滚桶式受力页轮；形状可以跟上滚桶式受力页轮一样，但安装的阻水板宽度要窄、数量也要少，这样才不会影响整个水渠的水流速度。采用这种上、下游双滚桶式并且具备一定宽度的受力页轮，其发电功率更大。

安装在滚桶上的阻水叶片，叶片应当采用两头宽、中间窄的形状结构来建造；这种构造不会阻止水流从滚桶中间部位通过，可以让滚桶式页轮更大的发力。

因为有了横板闸门5的水位调节作用，正常情况下都不需要对滚桶页轮3做上、下调整。尽管可以在水渠桩壁两边预先布设好供滚桶页轮3作上、下调节作用的格槽，但通常情况下无需使用，以免影响正常发电。只是在发生特大洪灾时，可以将滚桶页轮3沿沟槽高高收起并且停止发电，让水渠起到快速泄洪作用。根据入水口的宽度来建造上滚桶页轮3的宽度：而入水口的宽度要求在保证水深2米左右的基础上来建造，旋转的滚桶页轮3外围要接近河床底部，并让整个滚桶页轮3吃水面积保持在三分之一左右，这样发力更大。下滚桶页轮3将根据出水口的宽度来建造，但无需吃水太深，以免影响水流速度。上滚桶页轮3安装在水渠入水口处：下滚桶页轮安装在水渠出水口处。通常情况下：河床水渠每单渠的宽度保持在2---5米左右为好；江床水渠每单渠的宽度保持在5-10米左右为好。(根据这一要求：河床布设的单槽滚桶页轮宽度同样保持在2-5米为好；江道布设的单槽滚桶页轮保持在5-10米为好。)上、下滚桶页轮3的中轴两边，分别安装供传动作用的大尺度皮带轮或者链轮。

在两座机组平台桩的顶层，面向水渠两侧的中间部位，分别安装带链轮或皮带轮的一级、二级增速装置；增速装置再连接到发电机组。

用两组皮带或者链条，通过上、下滚桶页轮两侧的皮带轮或者链轮，和增速装置两侧的皮带轮或者链轮贯通连接起来，呈三角形布局的运转方式。

在水船闸门6处下端设有基础工程，基础工程在闸门桩之间的直线距离并排打几组桩9至河床底部，桩的露头部分于河床底部平行，同时在沿水船闸门6的走向，在上游和下游约10-50米的范围内，同样打下间距不等的桩；在桩与桩之间的空隙处就可以存放并且固定住大、小不等的石块。只有先稳定住这些石块，才能保护好水闸门底下的泥沙不被冲走。

在雨季涨水时打开泄水闸门及时排洪，正常情况下通过水船闸门6及横板闸门数量的开启程度来调解水位的高低，将发电所需的水位控制在平稳的水位上，从而保证机组的正常发电，避免机组出现间歇性、时高时低不稳定的发电状态。

为了保证机组在较小的洪峰发生时不受影响、能够正常发电，可在机组平台桩上游入水口处布设呈尖“八”字型的分障装置10，将洪峰带来的一些木材、毛竹、渔网及漂浮物等从机组桩两边的水闸门过道分流出去，或者通过分障装置10将这些漂浮物集中起来统一清除，避免这些漂浮物从机组水道通过时影响发电。

传统的水闸门因为蓄水后产生的水压，加上阻水板的有限作用，难以承受过高的水位和压力。因此闸门之间的距离跨度有限，只能采取缩小水闸门桩的间距、多增设几座闸门桩的布局来解决蓄水问题。但这种布局还是难以解决较高水位的蓄水要求，并且过多的增设闸门桩会有碍雨季时期的泄洪作用。而采取全新理念的水船闸门方式，就可以很好的解决宽度河床蓄水、快速泄洪问题；另外，水船闸门不但可以很好的解决大跨度河床蓄水这一难题，当洪峰发生时，还可以通过牵引作用将水船闸门牵引到岸边，让洪峰快速的通过大跨度的闸门，很好的解决泄洪问题。

水船闸门6可以呈长三角形设计、后三角的船体平面长度应与大跨度的两座闸门桩之间间距相一致；应在水船闸门6船头上游水底处打桩11布设防锈钢丝绳，这样水船闸门6就可以通过船上自备的卷扬机601作上、下游调整及左右移动调整的固定牵引工作，不会给两座闸门桩带来大的冲击压力。当洪峰来临时，水船闸门又可以通过岸边的牵引装置离开闸门桩到岸边，因此水船闸门本身无需布置动力。水船闸门的高度以最高水位时的一倍来建造，船体内放入一定数量的重物，当牵引到工作区域、需要蓄水作业时，可以打开船上注水闸门，让逐渐注入河水的船体沿着两座闸门桩之间慢慢下沉，这样就可以解决蓄水问题了。而当水船闸门需要移动到岸边时，则可以通过船上备用的水泵602将船体内的河水排出，浮起后牵引到岸边即可。

另外，还需要在水船闸门的底部及船尾的平面上铺垫软体物603，如海绵、或植绒布等。这样当水船闸门下沉蓄水时，就可以有效阻止因水船闸门放入逐渐下沉而形成的急流移动石块问题，同时有了海绵作用，还可以很好的解决船底及船尾与闸门桩12之间的渗水问题。

有了大跨度水船作用、以及小跨度横板调节水位的作用，除保障行船通道的水源外，我们能够做到让整个河床的水源尽可能的全部集中到河床中间八字型水渠通道中，这样经过水渠通道的水流流速极快且强劲的水流带动双渠中四只宽大的滚桶页轮同时旋转；随着滚桶页轮的转动通过传动带作用，可以带动一、二增速器高速运转起来，可满足相应匹配的发电机组运转起来产生电能，生产的电能通过岸边的输电线输送出去。

生产电力的同时，安装在机组上游河道中分障装置10应该发挥作用，将流淌在河水中的一些能够影响滚桶页轮旋转的障碍物等分流出去；或将他们集中到一起统一清理。

而当特大洪峰发生时，安装在水渠上方的起重装置13将滚桶页轮3提升吊起，保护页轮不受损坏。

Claims (10)

1.大江大河无坝式大功率发电系统装置，包括发电机组、增速器、滚桶页轮，其特征在于：选择大江、大河中的某一段，可根据河床水流量及河床的不同宽度，在河床中间建立顺“八”字型水槽机组平台桩，“八”字型水槽机组平台桩一侧设有横板闸门，另一侧设有水船闸门或两侧水船闸门和横板闸门，河床两边留好供船只行走的水道，两平台桩之间为水渠通道，平台桩水渠通道中上、下游布设有滚桶页轮，平台桩顶部布设有发电机组，发电机组上连接增速器，增速器与滚桶页轮通过传输带连接。

2.根据权利要求1所述的大江大河无坝式大功率发电系统装置，其特征在于：所述的机组平台桩上游入水口处布设有呈尖“八”字型的分障装置。

3.根据权利要求1所述的大江大河无坝式大功率发电系统装置，其特征在于：所述的水船闸门前端呈三角形，后面为长方形，船体平面长度与两座闸门桩宽度相一致。

4.根据权利要求1所述的大江大河无坝式大功率发电系统装置，其特征在于：所述的水船闸门船头上游水底处打桩布设防锈钢丝绳，钢丝绳牵引到船头卷扬机上。

5.根据权利要求1所述的大江大河无坝式大功率发电系统装置，其特征在于：所述的水船闸门船体内设有重物，水船闸门底部设有注水闸门，上端设有抽水泵。

6.根据权利要求1所述的大江大河无坝式大功率发电系统装置，其特征在于：所述水船闸门底部及船尾的平面上设有缓冲垫片。

7.根据权利要求1所述的大江大河无坝式大功率发电系统装置，其特征在于：所述的水槽机组平台桩内侧布设暗格槽。

8.根据权利要求1所述的大江大河无坝式大功率发电系统装置，其特征在于：所述的滚桶页轮的叶片前端宽，后端窄。

9.根据权利要求1所述的大江大河无坝式大功率发电系统装置，其特征在于：所述的滚桶页轮上端设有起重装置。

10.根据权利要求1所述的大江大河无坝式大功率发电系统装置，其特征在于：所述的“八”字型水槽机组平台桩中间设有平台桩。

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