專利名稱：徑流動能發(fā)電場的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及在江、河構建的徑流動能發(fā)電場。
背景技術：
當前世界能源緊缺，資源匱乏，環(huán)境惡化，提倡節(jié)能減排和發(fā)展可再生清潔能 源(如太陽能、水能、風能、地熱能等)，成為國際競相發(fā)展的熱點。目前我國經濟和民 生處在持續(xù)超常發(fā)展時期，電力緊缺已是制約國民經濟可持續(xù)發(fā)展的一大瓶頸。水力發(fā) 電在可再生能源中所占比重較大，水電站的建設須具備豐富的水力資源和特殊的地形、 地勢、地質條件，需投入大量人力、物力和財力。地處大江大河的中下游地區(qū)，只要水 流湍急同樣可實施水力發(fā)電。據(jù)盧金凱、杜國桓編寫的“中國水資源”查證，我國河川 的年均徑流量為2.65xl013m3，其中長江每年就有Q^SxIO11m3的水量，隨地勢緩降而東流 入海。根據(jù)能量守恒定律得知，水能由勢能漸變?yōu)閯幽埽淇偤捅３植蛔儯瑒幽芸捎靡?下物理公式表示E =^-MV3式中E是水流的動能，M為流量，V為流速。式中表明流水動能的大小與流 量的一次方和流速的二次方成正比(實際流體動能應以復雜的伯努利方程式來計算)。實驗證實，水流速度在3m/s時，能量密度可達13500W/m.s，比同速風力的能 量密度(600W/m.s)高出20多倍！而我國主要江河流速在2m/s以上的段面很多，它們蘊 藏著巨大可供商業(yè)發(fā)電的潛能。因此，在我國大江大河的中下游地區(qū)，利用豐富、穩(wěn)定 的天然水流，建造徑流動能發(fā)電場，是水能利用的又一創(chuàng)新。
發(fā)明內容
本發(fā)明徑流動能發(fā)電場是以“水下軸流式同步發(fā)電機”(發(fā)明專利申請?zhí)?200910183696.5),鋼筋水泥定位樁，鋼制浮箱，滑環(huán)，連接桿，匯流電纜和并網系統(tǒng)等 設施構成，在不影響航行，灌溉，防災及生態(tài)保護的前提下，在人口稠密，經濟發(fā)達， 水電資源匱乏的平原地區(qū)，利用天然、廉價、無碳綠色水能，以科學合理和實用簡易的 創(chuàng)新方法，實現(xiàn)見效快，投入低，效率高，規(guī)模化的徑流發(fā)電，這是可再生能源中，資 源與發(fā)展，經濟與環(huán)境和諧雙贏的典范。徑流發(fā)電相比太陽能，風能發(fā)電設備簡易，成 本低廉，資源穩(wěn)定，供需近便。由于水是不可壓縮的液體，根據(jù)能量傳遞和守恒定律得 知，當部分水對水輪做功動能減少后，會持續(xù)得到上游水能的傳遞和補充，可繼續(xù)推動 下游水輪旋轉發(fā)電。由于徑流水量是源源不斷，取之不盡的，因此徑流動能也是用之不 竭的。如有百臺“水下軸流式同步發(fā)電機”組成陣列化12MW的發(fā)電場，年發(fā)電量1.05 億度，可節(jié)約0.37億噸煤，減少0.925億噸有害物質排放。顯然，實現(xiàn)規(guī)模化徑流發(fā)電 是流體動力理論與社會實踐的必然產物，其社會和經濟的發(fā)展前景將十分美好。
下面結合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步說明。附圖為本發(fā)明實施例的結構示意圖。圖中1.滑環(huán)2.連接桿3.定位樁4.浮箱5.并網系統(tǒng)6.吊桿7.水下發(fā)電機8.電
纜
具體實施例方式本發(fā)明徑流動能發(fā)電場，需選擇枯水期河寬> 400m，流速>2m/s，冬天不結 冰，河床平整的非航道河段，先將發(fā)電場河床松軟泥沙清除干凈，河底平整無雜物，以 防出現(xiàn)紊流，影響水輪做功效率。枯水期河深> 3.5m，使功率120KW “水下軸流式同 步發(fā)電機” 3米直徑的水輪平穩(wěn)安全運轉。附圖中直徑30cm長度12m的鋼筋水泥定位樁(3)，以IOmxlOm的方陣排列夯 入河床2.5m深，保持汛期定位樁(3)有Im露出水面。水下發(fā)電機(7)由管形吊桿(6) 掛接在長IOm鋼制連接桿(2)中央的鋼制浮箱(4)下方，能隨水流自動調整方向。陣列 化鋼筋水泥定位樁(3)固定在江河兩側非航道河床上，套在定位樁(3)上的滑環(huán)(1)和連 接桿⑵跟隨鋼制浮箱⑷作上下浮動。電纜⑶由水下發(fā)電機(7)吊桿(6)的鋼管中引 出，它將水下發(fā)電機(7)發(fā)出的電力，匯集到密封在鋼制浮箱(4)內的并網系統(tǒng)(5)中， 經穩(wěn)壓頻率調制后的交流電可直接供用戶使用。
權利要求
1.本發(fā)明徑流動能發(fā)電場，其特征是定位樁(3)套有滑環(huán)(1)并與連接桿(2)，鋼 制浮箱(4)，吊桿(6)，水下發(fā)電機(7)相連接。
2.根據(jù)權利要求1所述的徑流動能發(fā)電場，其特征是直經30cm長度12m的鋼筋水 泥定位樁(3)，按照方陣排列夯入河床。
3.根據(jù)權利要求1所述的徑流動能發(fā)電場，其特征是水下發(fā)電機(7)由管形吊桿 (6)掛接在連接桿(2)中央的鋼制浮箱⑷下方。
4.根據(jù)權利要求1所述的徑流動能發(fā)電場，其特征是套在定位樁⑶上的滑環(huán)⑴ 和連接桿(2)隨鋼制浮箱(4)上下一起浮動。
5.根據(jù)權利要求1所述的徑流動能發(fā)電場，其特征是電纜(8)連接鋼制浮箱(4)內 的并網系統(tǒng)(5)。
全文摘要
本發(fā)明徑流動能發(fā)電場，由“水下軸流式同步發(fā)電機”(專利申請?zhí)?00910183696.5)，定位樁，浮箱，連接桿、滑環(huán)，并網系統(tǒng)等設施構成，在不影響河道航行，灌溉，防災及生態(tài)保護的前提下，將江河徑流的天然動能，用科學創(chuàng)新方法，實現(xiàn)低投入，高效率，陣列化水力發(fā)電。經查證水流速度在3m/s時，其能量密度有13500W/m2.s，比同速風力的能量密度(600W/mz.s)高出20多倍。將常年流失的水能，變成國計民生急需的電力，就近為用戶提供廉價、綠色的循環(huán)能源，這種無碳發(fā)電方式，符合人與自然，經濟與環(huán)保，和諧共存、持續(xù)發(fā)展的需要。
文檔編號H02J3/38GK102011673SQ200910182800
公開日2011年4月13日 申請日期2009年9月7日 優(yōu)先權日2009年9月7日
發(fā)明者蔣明興 申請人:蔣明興