專利名稱：大江大河無壩式大功率發電系統的制作方法
技術領域：
本發明涉及水力發電技術領域，具體屬于大江大河無壩式大功率發電系統。
背景技術：
隨主電力需求的增長，電能應用范圍的擴大，生產對電的需要迅速增長。現有發電的途徑很多，主要有燃煤或石油驅動渦輪機發電的，靠水力發電，還有些靠太陽能、風能和潮汐發電利用水流的動能和勢能來產生電能的小 型電站。現有水能發電站需要修建大壩蓄水，造成水位上升、移民搬遷、淹沒土地，存在安全隱患；阻礙河水的自由流淌和改變河道的走向，影響水中動植物的自由遷徙和移動。當發生地質災害或戰爭時，對沿岸及下游地區會造成的二次災難。本
發明內容
本發明的目的是提供大江大河無壩式大功率發電系統，克服了現有技術的不足，設計布局合理，在不改變河道的走向和自由流淌基礎上，不會對河床兩岸帶來的損壞，充分利用水資源進行發電。本發明采用的技術方案如下大江大河無壩式大功率發電系統，包括發電機組、增速器、滾桶頁輪，選擇大江、大河中的某一段，可根據河床水流量及河床的不同寬度，在河床中間建立順“八”字型水槽機組平臺樁，“八”字型水槽機組平臺樁一側設有橫板閘門，另一側設有水船閘門或兩側水船閘門和橫板閘門，河床兩邊留好供船只行走的水道，兩平臺樁之間為水渠通道，平臺樁水渠通道中上、下游布設有滾桶頁輪，平臺樁頂部布設有發電機組，發電機組上連接增速器，增速器與滾桶頁輪通過傳輸帶連接；在水船閘門處上、下游河床底部設有基礎工程，所述的基礎工程在閘門樁之間的直線距離并排打幾組樁至河床底部，樁上端與河床底部平行，同時在沿水船閘門的走向，在上游和下游約10-50米的范圍內，同樣打下間距不等的樁；在樁與樁之間的空隙處就可以存放并且固定住大、小不等的石塊。所述的機組平臺樁上游入水口處布設有呈尖“八”字型的分障裝置。所述的水船閘門前端呈三角形，后面為長方形，船體平面長度與兩座閘門樁寬度相一致。所述的水船閘門船頭上游水底處打樁布設防銹鋼絲繩，鋼絲繩牽引到船頭卷揚機上。所述的水船閘門船體內設有重物，水船閘門底部設有注水閘門，上端設有抽水泵。所述水船閘門底部及船尾的平面上設有緩沖墊片。所述的水槽機組平臺樁內側布設暗格槽。所述的滾桶頁輪的葉片前端寬，后端窄。所述的滾桶頁輪上端設有起重裝置。所述的“八”字型水槽機組平臺樁中間設有平臺樁。與已有技術相比，本發明的有益效果如下
本發明設計采用在河床上建造發電系統，在不改變河道的走向和自由流淌基礎上，不會對河床兩岸帶來的損壞。可以沿河床、江床走向層層建立這種結構方式的發電系統，同時沿著兩岸架設輸電線網；無需筑壩和埋設固定水輪機管道、不會淹沒土地資源、不存在移民搬遷問題；也不會阻礙河水的自由流淌和改變河道的走向，不會影響水中動植物的自由遷徙和移動。無需擔憂發生地質災害或戰爭時，對沿岸及下游地區造成的二次災難。建設投入資金要比傳統的筑壩式投入資金少許多，而安全保障方面卻要穩妥許多。
圖I為本發明的結構示意圖；圖2為本發明內部的結構示意圖。
具體實施例方式參見附圖，大江大河無壩式大功率發電系統，包括發電機組I、增速器2、滾桶頁輪3，選擇大江、大河中的某一段，可根據河床水流量及河床的不同寬度，在河床中間建立順“八“字型的一、ニ個無蓋水槽機組平臺樁4外，河床兩邊留好供船只行走的水道。“八”字型水槽機組平臺樁ー側設有橫板閘門5，另ー側設有水船閘門6，或兩側設有水船閘門6和橫板閘門5，河床兩邊留好供船只行走的水道7。兩平臺樁之間為水渠通道，平臺樁水渠通道中上、下游布設有滾桶頁輪3，根據大小河床不同的水流量及河床寬度不同，機組安裝種類有雙桶單渠單機式、雙桶單渠雙機式、四桶雙渠單機式、四桶雙渠雙機式、四桶雙渠四機式。(四桶雙渠式只是在雙桶單渠式的基礎上、水渠中間加入一道固定樁、將兩邊水渠當中的四只滾輪桶通過聯結器作用聯接起來，形成更大的動力、產生更多電能。但在冬季枯水時期盡量通過閘門作用，仍然難以保證雙渠同時工作時，就可以關閉雙渠中某ー渠，斷開關閉中的滾桶聯接桿，以便保證采取雙桶單渠單機式繼續發電)機組平臺樁4可以參照橋墩的方式來建造，但兩座機組平臺樁之間形成的水渠應呈“八”字型結構來布局即入水口小于出水ロ。這樣可以將入水ロ流入的水源快速的分流出去，始終保持入水ロ處的水源流速快，從而形成強勁水源動カ供機組使用。水渠平臺的長度、寬度應以適合安裝機組各種部件及機房工作室8的要求標準來建造；而水渠平臺的高度則應以洪峰發生時的最高水位一倍左右的高度來建造。在每座水渠入水ロ的兩側，預先布設好供攔水板使用的暗格槽，以便于冬季水源不足時可以任意關閉其他水渠閘門，保證一座水渠能夠正常發電。根據水渠流入水ロ的寬度，來建造上滾桶式受カ頁輪，因上滾桶式頁輪具有一定的寬度，且受水流沖擊強勁，提供給機組的動カ當然也就更大。而安裝在水渠出口處的下滾桶式受カ頁輪；形狀可以跟上滾桶式受カ頁輪ー樣，但安裝的阻水板寬度要窄、數量也要少，這樣才不會影響整個水渠的水流速度。采用這種上、下游雙滾桶式并且具備一定寬度的受カ頁輪，其發電功率更大。安裝在滾桶上的阻水葉片，葉片應當采用兩頭寬、中間窄的形狀結構來建造；這種構造不會阻止水流從滾桶中間部位通過，可以讓滾桶式頁輪更大的發力。因為有了橫板閘門5的水位調節作用，正常情況下都不需要對滾桶頁輪3做上、下調整。盡管可以在水渠樁壁兩邊預先布設好供滾桶頁輪3作上、下調節作用的格槽，但通常情況下無需使用，以免影響正常發電。只是在發生特大洪災時，可以將滾桶頁輪3沿溝槽高高收起并且停止發電，讓水渠起到快速泄洪作用。根據入水ロ的寬度來建造上滾桶頁輪3的寬度而入水ロ的寬度要求在保證水深2米左右的基礎上來建造，旋轉的滾桶頁輪3外圍要接近河床底部，并讓整個滾桶頁輪3吃水面積保持在三分之一左右，這樣發力更大。下滾桶頁輪3將根據出水ロ的寬度來建造，但無需吃水太深，以免影響水流速度。上滾桶頁輪3安裝在水渠入水ロ處下滾桶頁輪安裝在水渠出水ロ處。通常情況下河床水渠每單渠的
寬度保持在2---5米左右為好；江床水渠姆單渠的寬度保持在5-10米左右為好。(根據這
一要求河床布設的單槽滾桶頁輪寬度同樣保持在2-5米為好；江道布設的單槽滾桶頁輪保持在5-10米為好。)上、下滾桶頁輪3的中軸兩邊，分別安裝供傳動作用的大尺度皮帶輪或者鏈輪。在兩座機組平臺樁的頂層，面向水渠兩側的中間部位，分別安裝帶鏈輪或皮帶輪的ー級、ニ級增速裝置；增速裝置再連接到發電機組。
用兩組皮帶或者鏈條，通過上、下滾桶頁輪兩側的皮帶輪或者鏈輪，和增速裝置兩側的皮帶輪或者鏈輪貫通連接起來，呈三角形布局的運轉方式。在水船閘門6處下端設有基礎工程，基礎工程在閘門樁之間的直線距離并排打幾組樁9至河床底部，樁的露頭部分于河床底部平行，同時在沿水船閘門6的走向，在上游和下游約10-50米的范圍內，同樣打下間距不等的樁；在樁與樁之間的空隙處就可以存放并且固定住大、小不等的石塊。只有先穩定住這些石塊，才能保護好水閘門底下的泥沙不被沖走。在雨季漲水時打開泄水閘門及時排洪，正常情況下通過水船閘門6及橫板閘門數量的開啟程度來調解水位的高低，將發電所需的水位控制在平穩的水位上，從而保證機組的正常發電，避免機組出現間歇性、時高時低不穩定的發電狀態。為了保證機組在較小的洪峰發生時不受影響、能夠正常發電，可在機組平臺樁上游入水ロ處布設呈尖“八”字型的分障裝置10，將洪峰帶來的ー些木材、毛竹、漁網及漂浮物等從機組樁兩邊的水閘門過道分流出去，或者通過分障裝置10將這些漂浮物集中起來統一清除，避免這些漂浮物從機組水道通過時影響發電。傳統的水閘門因為蓄水后產生的水壓，加上阻水板的有限作用，難以承受過高的水位和壓力。因此閘門之間的距離跨度有限，只能采取縮小水閘門樁的間距、多增設幾座閘門樁的布局來解決蓄水問題。但這種布局還是難以解決較高水位的蓄水要求，并且過多的增設閘門樁會有礙雨季時期的泄洪作用。而采取全新理念的水船閘門方式，就可以很好的解決寬度河床蓄水、快速泄洪問題；另外，水船閘門不但可以很好的解決大跨度河床蓄水這ー難題，當洪峰發生吋，還可以通過牽引作用將水船閘門牽引到岸邊，讓洪峰快速的通過大跨度的閘門，很好的解決泄洪問題。水船閘門6可以呈長三角形設計、后三角的船體平面長度應與大跨度的兩座閘門樁之間間距相一致；應在水船閘門6船頭上游水底處打樁11布設防銹鋼絲繩，這樣水船閘門6就可以通過船上自備的卷揚機601作上、下游調整及左右移動調整的固定牽引工作，不會給兩座閘門樁帶來大的沖擊壓力。當洪峰來臨時，水船閘門又可以通過岸邊的牽引裝置離開閘門樁到岸邊，因此水船閘門本身無需布置動力。水船閘門的高度以最高水位時的ー倍來建造，船體內放入一定數量的重物，當牽引到工作區域、需要蓄水作業時，可以打開船上注水閘門，讓逐漸注入河水的船體沿著兩座閘門樁之間慢慢下沉，這樣就可以解決蓄水問題了。而當水船閘門需要移動到岸邊時，則可以通過船上備用的水泵602將船體內的河水排出，浮起后牽引到岸邊即可。另外，還需要在水船閘門的底部及船尾的平面上鋪墊軟體物603，如海綿、或植絨布等。這樣當水船閘門下沉蓄水時，就可以有效阻止因水船閘門放入逐漸下沉而形成的急流移動石塊問題，同時有了海綿作用，還可以很好的解決船底及船尾與閘門樁12之間的滲水問題。有了大跨度水船作用、以及小跨度橫板調節水位的作用，除保障行船通道的水源夕卜，我們能夠做到讓整個河床的水源盡可能的全部集中到河床中 間八字型水渠通道中，這樣經過水渠通道的水流流速極快且強勁的水流帶動雙渠中四只寬大的滾桶頁輪同時旋轉；隨著滾桶頁輪的轉動通過傳動帶作用，可以帶動一、ニ增速器高速運轉起來，可滿足相應匹配的發電機組運轉起來產生電能，生產的電能通過岸邊的輸電線輸送出去。生產電カ的同時，安裝在機組上游河道中分障裝置10應該發揮作用，將流淌在河水中的一些能夠影響滾桶頁輪旋轉的障礙物等分流出去；或將他們集中到一起統一清理。而當特大洪峰發生吋，安裝在水渠上方的起重裝置13將滾桶頁輪3提升吊起，保護頁輪不受損壞。
權利要求
1.大江大河無壩式大功率發電系統，包括發電機組、增速器、滾桶頁輪，其特征在于選擇大江、大河中的某一段，可根據河床水流量及河床的不同寬度，在河床中間建立順“八”字型水槽機組平臺樁，“八’’字型水槽機組平臺樁ー側設有橫板閘門，另ー側設有水船閘門或兩側水船閘門和橫板閘門，河床兩邊留好供船只行走的水道，兩平臺樁之間為水渠通道，平臺樁水渠通道中上、下游布設有滾桶頁輪，平臺樁頂部布設有發電機組，發電機組上連接增速器，增速器與滾桶頁輪通過傳輸帶連接；在水船閘門處上、下游河床底部設有基礎エ程，所述的基礎工程在閘門樁之間的直線距離并排打幾組樁至河床底部，樁上端與河床底部平行，同時在沿水船閘門的走向，在上游和下游約10-50米的范圍內，同樣打下間距不等的樁；在樁與樁之間的空隙處就可以存放并且固定住大、小不等的石塊。
2.根據權利要求I所述的大江大河無壩式大功率發電系統，其特征在于所述的機組平臺樁上游入水ロ處布設有呈尖“八”字型的分障裝置。
3.根據權利要求I所述的大江大河無壩式大功率發電系統，其特征在于所述的水船閘門前端呈三角形，后面為長方形，船體平面長度與兩座閘門樁寬度相一致。
4.根據權利要求I所述的大江大河無壩式大功率發電系統，其特征在于所述的水船閘門船頭上游水底處打樁布設防銹鋼絲繩，鋼絲繩牽引到船頭卷揚機上。
5.根據權利要求I所述的大江大河無壩式大功率發電系統，其特征在于所述的水船閘門船體內設有重物，水船閘門底部設有注水閘門，上端設有抽水泵。
6.根據權利要求I所述的大江大河無壩式大功率發電系統，其特征在于所述水船閘門底部及船尾的平面上設有緩沖墊片。
7.根據權利要求I所述的大江大河無壩式大功率發電系統，其特征在于所述的水槽機組平臺樁內側布設暗格槽。
8.根據權利要求I所述的大江大河無壩式大功率發電系統，其特征在于所述的滾桶頁輪的葉片如端覽，后端窄。
9.根據權利要求I所述的大江大河無壩式大功率發電系統，其特征在于所述的滾桶頁輪上端設有起重裝置。
10.根據權利要求I所述的大江大河無壩式大功率發電系統，其特征在于所述的“八”字型水槽機組平臺樁中間設有平臺樁。
全文摘要
本發明公開了大江大河無壩式大功率發電系統，包括發電機組、增速器、滾桶頁輪、水船閘門，選擇大江、大河中的某一段，可根據河床水流量及河床的不同寬度，在河床中間建立順“八”字型水槽機組平臺樁，“八”字型水槽機組平臺樁一側設有橫板閘門，另一側設有水船閘門或兩側水船閘門和橫板閘門，河床兩邊留好供船只行走的水道，兩平臺樁之間為水渠通道，平臺樁水渠通道中上、下游布設有滾桶頁輪，平臺樁頂部布設有發電機組，發電機組上連接增速器，增速器與滾桶頁輪通過傳輸帶連接；在水船閘門處上、下游河床底部設有基礎工程。本發明克服了現有技術的不足，設計布局合理，在不改變河道的走向和自由流淌基礎上，充分利用水資源進行發電。
文檔編號E02B9/00GK102691282SQ20121017947
公開日2012年9月26日 申請日期2012年6月2日 優先權日2012年6月2日
發明者蔣明剛 申請人:蔣明剛