專利名稱：槳輪堰水電站及其設(shè)備設(shè)施的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明提出的“槳輪堰水電站及其設(shè)備設(shè)施”屬于水力發(fā)電全新方法與其設(shè)備設(shè)施種類開發(fā)技術(shù)領(lǐng)域。
水力發(fā)電是開發(fā)可再生能源的重要組成部分，中國(guó)是世界第一水能大國(guó)，大力拓展水電的可開發(fā)、建設(shè)、利用領(lǐng)域及發(fā)電機(jī)組的有效出力能力，對(duì)于緩解“煤電油運(yùn)”壓力、減少煤炭資源消耗和環(huán)境污染均具有重大意義。
依現(xiàn)有技術(shù)要進(jìn)行水電開發(fā)需要建設(shè)較高的電站水壩，建高壩投資巨大，而在有些地區(qū)建設(shè)水壩或是廣建高壩會(huì)帶來地質(zhì)、環(huán)境、景觀、生態(tài)、移民安置等諸多問題的發(fā)生；另外在自然界有許多河流在局部地段有諸多個(gè)“小流段”有地理坡度，有長(zhǎng)期穩(wěn)定的中高速水流產(chǎn)生，或有一般流速的水流產(chǎn)生，但是在多數(shù)情況下其并不具備建設(shè)現(xiàn)有水輪機(jī)組所需高壩的地貌條件或是經(jīng)濟(jì)性要求，而分段分布建設(shè)低壩低堰就可有效消除上述不足，但是現(xiàn)有水輪機(jī)組在低水頭條件下運(yùn)行的出力效率不高；此外，依現(xiàn)有形式的水輪如建設(shè)單個(gè)或少量機(jī)組，其所能形成的設(shè)備過流能力極低、一個(gè)低水頭機(jī)組所形成的出力能力也極低，而多建機(jī)組投資巨大又極不經(jīng)濟(jì)，致使大量有效水能流失，無法開發(fā)利用，這些均需要一種全新的水力發(fā)電方法和設(shè)備設(shè)施來解決。
日前，中國(guó)發(fā)明專利200510059305.0提出了一種以“板鏈輪式水輪機(jī)”為水能轉(zhuǎn)換出力設(shè)備的“無壩水電站及其設(shè)備設(shè)施”技術(shù)方案，其實(shí)現(xiàn)了在不建壩的條件下實(shí)現(xiàn)水力發(fā)電的理想目標(biāo)，用一個(gè)“板鏈輪水輪機(jī)組”就可長(zhǎng)距離廣泛收集利用水能，設(shè)備綜合造價(jià)低；但是其也同時(shí)存在著設(shè)備結(jié)構(gòu)松散、水能不能得到全面充分出力利用的結(jié)構(gòu)性不足；此外，其實(shí)現(xiàn)有效運(yùn)行一般還需要有較強(qiáng)的水流速度配合，對(duì)于更多存在的、在多數(shù)時(shí)間內(nèi)水流處于低速緩慢流動(dòng)形態(tài)的中小型河流河段還難于采用，因此其只能滿足一部分水能狀況條件下的建設(shè)需求；面對(duì)地理與水能的地區(qū)季節(jié)巨大差距，面對(duì)優(yōu)點(diǎn)眾多的無壩與低壩型水電站的廣泛開發(fā)市場(chǎng)與迫切需求，我們還需要開發(fā)出另外一種具有上述優(yōu)勢(shì)能力與功效的全新種類的水力發(fā)電方法和設(shè)備設(shè)施來滿足需求。
本發(fā)明的目的就是再提供一種可滿足上述需求的、全新種類的水力發(fā)電的方法和設(shè)備設(shè)施——槳輪堰水電站及其設(shè)備設(shè)施；“堰”在字典中的名詞解釋是較低的擋水建筑物，槳輪堰即是由槳輪機(jī)座橫向排列構(gòu)成的較低擋水建筑物，其可在保留無壩水電站“對(duì)河流水流與狀況無實(shí)質(zhì)性改變與影響”和“機(jī)組過流能力極強(qiáng)”等多數(shù)優(yōu)勢(shì)功效的基礎(chǔ)上，還可形成較之更大的水能出力和有效利用能力，使水能水流獲得更充分的利用；并可方便地實(shí)現(xiàn)對(duì)不同出力能力、對(duì)不同水量、水情情況的方便調(diào)控，在一個(gè)電站范圍內(nèi)將多個(gè)槳輪堰串聯(lián)分布、綜合設(shè)計(jì)同樣可將長(zhǎng)段范圍內(nèi)的河流水能全部開發(fā)利用，其出現(xiàn)將使水力水電獲得更為廣泛、高效、方便、廉價(jià)、能力更為巨大、建設(shè)方式更加靈活多樣的開發(fā)利用，同時(shí)可有效消除現(xiàn)有水電開發(fā)方式產(chǎn)生的諸多負(fù)面影響。
本發(fā)明提出的槳輪堰水電站及其設(shè)備設(shè)施是由(1)槳輪型水輪機(jī)、(2)水輪機(jī)座及由其排列形成的槳輪堰和(3)適合于槳輪堰水電站形式的發(fā)電與調(diào)控機(jī)組設(shè)備設(shè)施三大功能部分組成；對(duì)上述槳輪堰水電站及其設(shè)備設(shè)施主要?jiǎng)?chuàng)新部分的描述是(1)槳輪型水輪機(jī)部分——槳輪型水輪機(jī)是由①槳輪板、②槳輪輥、③槳輪軸等主要功能部件構(gòu)成(見示意

圖1)，對(duì)其具體的描述是①多個(gè)或眾多個(gè)槳輪板各個(gè)相同規(guī)格的槳輪板均間距排列在槳輪輥上，槳輪板一般為平板形狀，也可采用C、L等更加有利于集中水力、同時(shí)有利于其自身強(qiáng)度加強(qiáng)的結(jié)構(gòu)。在一個(gè)槳輪型水輪機(jī)上設(shè)置的槳輪板的數(shù)量、排列密度、設(shè)計(jì)強(qiáng)度、選擇材料、設(shè)計(jì)直徑、長(zhǎng)度、寬度等可依該機(jī)站建設(shè)地點(diǎn)所擁有的水流強(qiáng)度、槳輪堰設(shè)計(jì)的高度與設(shè)計(jì)利用的水庫回水距離、機(jī)組出力能力等實(shí)際要求確定。
槳輪板一般采用鋼材或玻璃鋼或其結(jié)合為內(nèi)部主體材料，也可采用合金鋁、耐磨涂層等其它耐磨材料和涂層工藝，為了加強(qiáng)各個(gè)槳輪板的強(qiáng)度，在其兩板之間的間隔空間內(nèi)分布設(shè)置加強(qiáng)板或加強(qiáng)桿。
②槳輪輥槳輪輥為圓柱型輥體，在輥表面上均勻分布槳輪板，槳輪輥一般采用鋼材或玻璃鋼或其結(jié)合為主體材料，也可采用合金鋁等其它材料耐磨材料和工藝，為了加強(qiáng)槳輪板面的強(qiáng)度，在其板、軸之間的間隔空間內(nèi)分布設(shè)置加強(qiáng)板(或桿)。
槳輪輥的設(shè)計(jì)直徑和長(zhǎng)度、厚度等設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)的確定可依建設(shè)地點(diǎn)擁有的水流強(qiáng)度、可利用水能流程(堰高度形成的水庫回水距離)、河流寬度、出力能力等實(shí)際的要求確定，槳輪板與槳輪輥共同構(gòu)成槳輪型水輪機(jī)的基本形態(tài)，因此基本形態(tài)的槳輪型水輪機(jī)的設(shè)計(jì)長(zhǎng)度與規(guī)格可依不同的實(shí)際需要進(jìn)行具體設(shè)計(jì)，其也可形成直徑與基本規(guī)格的規(guī)范系列化、標(biāo)準(zhǔn)化，并進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化的生產(chǎn)，一個(gè)槳輪型水輪機(jī)可由若干個(gè)標(biāo)準(zhǔn)化基本形態(tài)的槳輪型水輪機(jī)形成并同軸串聯(lián)構(gòu)成。
③槳輪軸在槳輪輥的中心設(shè)置槳輪型水輪機(jī)的動(dòng)力輸出軸(槳輪軸)，槳輪軸的設(shè)計(jì)直徑和長(zhǎng)度可依建設(shè)地點(diǎn)擁有的水流強(qiáng)度、槳輪型水輪機(jī)的設(shè)計(jì)長(zhǎng)度、可利用水能流程、河流寬度、出力能力等的實(shí)際要求確定，一個(gè)槳輪堰可由一個(gè)及多個(gè)槳輪型水輪發(fā)電機(jī)組排列構(gòu)成并可分別單獨(dú)或配合運(yùn)行，因此在其之間設(shè)置機(jī)組分割體，其可同時(shí)起到槳輪軸端頭穩(wěn)固支撐體的作用(見示意圖4)。
(2)槳輪機(jī)座部分——槳輪機(jī)座的主要作用是集中水力，并與槳輪型水輪機(jī)形成緊密配合，可使其穩(wěn)固并實(shí)現(xiàn)最大出力能力的轉(zhuǎn)換，還可通過溢水頂板、沖壓口閘門的自然、自動(dòng)或人工調(diào)節(jié)，控制水流及機(jī)組的出力能力變化，其主要功能部分包括①?zèng)_壓槳輪口；②沖壓口閘門；③擋水堰體；④溢流頂板；⑤槳輪軸座；⑥槳輪堰基礎(chǔ)。對(duì)槳輪機(jī)座組成件的功能結(jié)構(gòu)更具體的描述是①?zèng)_壓槳輪口在槳輪機(jī)座下部設(shè)置與槳輪板設(shè)計(jì)高度相同(或略高些、或略低些)的沖壓槳輪口，其可將槳輪堰形成的水力集中切向作用在槳輪型水輪機(jī)的最大力矩處形成水能轉(zhuǎn)換最大出力；在沖壓槳輪口的前下部槳輪型水輪機(jī)旋轉(zhuǎn)弧面與槳輪堰基礎(chǔ)之間形成的“極點(diǎn)”處的槳輪堰基礎(chǔ)部位，還可設(shè)計(jì)為與槳輪板旋轉(zhuǎn)弧面緊密配合的圓弧形結(jié)構(gòu)(見示意圖2中★的表示位置)。
②溢流頂板在槳輪機(jī)的頂部設(shè)置有與槳輪機(jī)直徑相同或略寬些的溢流頂板，其功能是將沖壓槳輪口所無法消化的多余流量直接越過溢流頂板瀉于下游，使其不會(huì)對(duì)槳輪機(jī)的運(yùn)行產(chǎn)生影響(見示意圖2，還可配套建設(shè)其它瀉洪通道等)。
③擋水堰體擋水堰體與槳輪型水輪機(jī)的設(shè)計(jì)高度相當(dāng)，通過其作用可將水能集中并高效作用于沖壓槳輪口，因此其下部入水口的形態(tài)設(shè)計(jì)成為有利于水力集中的圓弧斜面形態(tài)為佳；擋水堰體可阻擋水流對(duì)槳輪機(jī)的無序沖擊，為了加強(qiáng)其強(qiáng)度附加設(shè)置堰加強(qiáng)體，在擋水堰體和堰加強(qiáng)體上可方便穩(wěn)定設(shè)置沖壓口閘門。
④槳輪軸座一般情況下槳輪型水輪機(jī)的設(shè)計(jì)長(zhǎng)度很長(zhǎng)，因此在槳輪機(jī)座上間接分布設(shè)置可穩(wěn)定固定槳輪軸的槳輪軸座，其同時(shí)可支撐溢流頂板(見示意圖2)。
⑤沖壓口閘門其一般設(shè)置在擋水堰體與其加強(qiáng)體上并與其配合；在一個(gè)槳輪堰上或一個(gè)機(jī)組上可分別單獨(dú)設(shè)置多個(gè)沖壓口閘門，并可實(shí)現(xiàn)分別單獨(dú)調(diào)控沖壓口閘門的開閉和開閉大小。
⑥槳輪堰基礎(chǔ)其可形成與槳輪型水輪機(jī)下部旋轉(zhuǎn)面配合的弧型面形態(tài)，使槳輪機(jī)的水流水能得到更加充分的利用；其可與沖壓口閘門配合使其閉合固定與閉合密封；其可使槳輪堰建設(shè)基礎(chǔ)穩(wěn)固，其可形成一定的高度，使槳輪型水輪機(jī)脫離下游回水水庫對(duì)槳輪型水輪機(jī)的回水干擾，使其順利運(yùn)行。
槳輪堰是由一個(gè)或由多個(gè)槳輪機(jī)座(或也包括其它輔助擋水建筑物)排列聯(lián)合構(gòu)成；在同一個(gè)較長(zhǎng)的槳輪堰上還可由2-多個(gè)單獨(dú)作用的槳輪型水輪機(jī)組(見示意圖4)并列構(gòu)成。在一個(gè)長(zhǎng)河段內(nèi)可分階段分布設(shè)置多個(gè)槳輪堰，通過上下游各個(gè)槳輪堰實(shí)現(xiàn)的水能分段集中設(shè)置可使該流段的水能收集加強(qiáng)并全部轉(zhuǎn)換成發(fā)電出力利用(見示意圖3)。機(jī)站其它基礎(chǔ)設(shè)施的設(shè)置還可同時(shí)建設(shè)通航水道、分流瀉洪控制閘門等設(shè)施，其不屬于創(chuàng)新范圍，不進(jìn)行表述)(3)適合于槳輪堰水電站形式的發(fā)電與調(diào)控機(jī)組設(shè)備設(shè)施部分——槳輪堰水電站一般采用臥式發(fā)電機(jī)，發(fā)電機(jī)軸與槳輪機(jī)軸可形成直接對(duì)接傳動(dòng)，也可采用齒輪相互配合的傳動(dòng)方式，采用齒輪配合的傳動(dòng)方式可方便地使超大型槳輪型水輪機(jī)與發(fā)電機(jī)形成不同的轉(zhuǎn)速能力設(shè)計(jì)與調(diào)控改變；((1)、(2)前兩部分是本發(fā)明的主要?jiǎng)?chuàng)新部分，其發(fā)電與調(diào)控設(shè)備設(shè)施與安裝方式(3)均可由普通技術(shù)人員在現(xiàn)有成熟技術(shù)與成熟產(chǎn)品的基礎(chǔ)上進(jìn)行適當(dāng)適應(yīng)性的改造即可，因此，在此不進(jìn)行更加具體的描述)；本發(fā)明對(duì)于槳輪堰水電站及其設(shè)備設(shè)施基本運(yùn)行方法的描述是可在一切具有一定水流速度或緩慢水流速度的河段內(nèi)設(shè)置槳輪堰水電站，并使槳輪型水輪機(jī)及槳輪機(jī)座橫向排列形成槳輪堰，通過槳輪機(jī)座上設(shè)置的沖壓槳輪口的作用將槳輪堰高所集中加強(qiáng)的水能直接切向作用于槳輪型水輪機(jī)的最大力矩處形成最大水能轉(zhuǎn)換出力推動(dòng)其轉(zhuǎn)動(dòng)，通過槳輪軸傳動(dòng)將槳輪型水輪機(jī)產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)機(jī)械動(dòng)力作用于發(fā)電機(jī)上完成水力發(fā)電目標(biāo)；在運(yùn)行中對(duì)于槳輪堰水電站及槳輪型水輪機(jī)出力能力和運(yùn)行速度的調(diào)控方法有①通過沖壓口閘門的開閉與開閉程度的控制實(shí)現(xiàn)水輪機(jī)出力能力調(diào)控由于槳輪堰水電站采用的槳輪型水輪機(jī)的設(shè)計(jì)長(zhǎng)度一般很長(zhǎng)，因此在一個(gè)槳輪堰或水輪機(jī)上可分別單獨(dú)設(shè)置多個(gè)沖壓口閘門(閘門或其它形態(tài)的水流調(diào)控裝置)，因此可實(shí)現(xiàn)分別單獨(dú)調(diào)控各個(gè)沖壓口閘門的狀態(tài)，通過多與少數(shù)量沖壓口閘門的開閉及其開閉大小的控制可隨時(shí)方便地調(diào)控該沖壓口閘門控制段內(nèi)沖壓口的水流強(qiáng)度對(duì)槳輪機(jī)形成的出力，使水輪機(jī)形成不同的出力能力和能力變化。
②通過全部開啟與部分關(guān)閉水輪機(jī)機(jī)組實(shí)現(xiàn)水流量、出力能力的大幅度調(diào)節(jié)因?yàn)樵谝粋€(gè)槳輪堰上一般設(shè)置2-多個(gè)單獨(dú)運(yùn)行的水輪機(jī)，在水量不足的情況下可關(guān)閉其中之一、二，使堰庫水滿，形成更大的單機(jī)穩(wěn)定出力(可與①方式形成配合)。
③加大與削減電網(wǎng)負(fù)荷及其它適宜的方式。
本發(fā)明提出的槳輪堰水電站及其設(shè)備設(shè)施由于采用超長(zhǎng)度、巨大的槳輪型水輪機(jī)，在長(zhǎng)寬槳輪板上可形成的壓強(qiáng)強(qiáng)度合計(jì)十分巨大，因此在低水頭的條件下也可形成巨大出力，并可形成強(qiáng)大的設(shè)備過流能力；各個(gè)串聯(lián)排列的槳輪堰形成的水電站對(duì)自然河流與水流無實(shí)質(zhì)性影響與改變，可將其設(shè)計(jì)安裝流程所處坡段內(nèi)形成的水能全部高效轉(zhuǎn)換形成發(fā)電出力利用；其機(jī)組的多設(shè)計(jì)形態(tài)和調(diào)控方法可適合多種復(fù)雜情況需求變化，從而實(shí)現(xiàn)出力效率高、運(yùn)行成本低，建設(shè)適用性更廣泛、建設(shè)方式靈活多樣等前述諸多優(yōu)勢(shì)功效集成的發(fā)明目的，并且可有效消除現(xiàn)有水輪機(jī)存在的空蝕、磨蝕、振動(dòng)、效率區(qū)等系列作用原理形成的功能性缺點(diǎn)。
下面結(jié)合示意圖說明槳輪堰水電站及其設(shè)備設(shè)施的主要功能結(jié)構(gòu)。
圖1為槳輪型水輪機(jī)的橫向剖面結(jié)構(gòu)的示意圖。
圖2為槳輪型水輪機(jī)與槳輪機(jī)座配合形成的槳輪堰主體的橫向剖面結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3為在一個(gè)河道水流流程內(nèi)設(shè)置若干個(gè)槳輪型水輪機(jī)組形成的串聯(lián)分布形態(tài)的槳輪堰水電站的宏觀側(cè)視示意圖。
圖4為在一個(gè)河段內(nèi)設(shè)置的槳輪堰及槳輪堰電站的宏觀俯視示意圖。
圖1中1.槳輪軸2.槳輪輥3.槳輪板加強(qiáng)板4.槳輪板。
圖2中5.通過溢流頂板瀉流的季節(jié)過多水流6.擋水堰體及其加強(qiáng)體7.沖壓口閘門8.沖壓槳輪口及沖擊水流9.槳輪堰基礎(chǔ)10.槳輪型水輪機(jī)11.槳輪軸座12.溢流頂板。
圖3中13.槳輪堰14.槳輪堰形成的水庫回水水面15.河道兩邊的山體16.地理坡度。
圖4中17.槳輪堰水電站發(fā)電機(jī)安裝機(jī)房18.河道水岸19.槳輪機(jī)傳動(dòng)軸(槳輪軸)20.一堰多機(jī)組型槳輪堰上設(shè)置的機(jī)組分割體21.槳輪機(jī)座加強(qiáng)體22.河流水流方向。
權(quán)利要求
1.一種槳輪堰水電站及其設(shè)備設(shè)施，其特征在于其是由(1)槳輪型水輪機(jī)、(2)水輪機(jī)座及由其排列形成的槳輪堰和(3)適合于槳輪堰水電站形式的發(fā)電與調(diào)控機(jī)組的設(shè)備設(shè)施三大功能部分組成，對(duì)其具體的描述是(1)槳輪型水輪機(jī)部分——其是由①槳輪板、②槳輪輥、③槳輪軸等主要功能部件構(gòu)成①多個(gè)或眾多個(gè)槳輪板各個(gè)相同規(guī)格的槳輪板均間距排列在槳輪輥上，槳輪板一般為平板形狀，也可采用C、L等更加有利于集中水力、同時(shí)有利于其自身強(qiáng)度加強(qiáng)的結(jié)構(gòu)，在其兩板之間的間隔空間內(nèi)分布設(shè)置加強(qiáng)板或加強(qiáng)桿；在一個(gè)槳輪型水輪機(jī)上設(shè)置的槳輪板的數(shù)量、排列密度、設(shè)計(jì)強(qiáng)度、選擇材料、設(shè)計(jì)直徑、長(zhǎng)度、寬度等可依該機(jī)站建設(shè)地點(diǎn)所擁有的水流強(qiáng)度、槳輪堰設(shè)計(jì)的高度與設(shè)計(jì)利用的水庫回水距離、機(jī)組出力能力等實(shí)際要求確定。②槳輪輥槳輪輥為圓柱型輥體，在輥表面上均勻分布槳輪板，槳輪輥、槳輪板一般采用鋼材或玻璃鋼或其結(jié)合為主體材料，也可采用合金鋁等其它耐磨材料和涂層工藝，為了加強(qiáng)槳輪板面的強(qiáng)度，在其板、軸之間的間隔空間內(nèi)分布設(shè)置加強(qiáng)板(或桿)；槳輪輥的設(shè)計(jì)直徑和長(zhǎng)度、厚度等設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)的確定可依建設(shè)地點(diǎn)擁有的水流強(qiáng)度、可利用水能流程、河流寬度、出力能力等的實(shí)際要求確定。③槳輪軸在槳輪輥的中心設(shè)置槳輪型水輪機(jī)的動(dòng)力輸出軸(槳輪軸)，一個(gè)槳輪堰可由一個(gè)及多個(gè)槳輪型水輪發(fā)電機(jī)組排列構(gòu)成并可分別單獨(dú)或配合運(yùn)行，因此在其之間設(shè)置機(jī)組分割體，其可同時(shí)形成槳輪軸端頭穩(wěn)固支撐體的作用。(2)槳輪機(jī)座部分——其主要功能部分包括①?zèng)_壓槳輪口；②沖壓口閘門；③擋水堰體；④溢流頂板；⑤槳輪軸座；對(duì)其組成件功能結(jié)構(gòu)的描述是①?zèng)_壓槳輪口在槳輪機(jī)座下部設(shè)置與槳輪板設(shè)計(jì)高度相同(或略高些、或略低些)的沖壓槳輪口，其可將槳輪堰形成的水力集中切向作用在槳輪型水輪機(jī)的最大力矩處形成水能轉(zhuǎn)換最大出力；在沖壓槳輪口的前下部槳輪型水輪機(jī)旋轉(zhuǎn)弧面與槳輪堰基礎(chǔ)之間形成的“極點(diǎn)”處的槳輪堰基礎(chǔ)部位，還可設(shè)計(jì)為與槳輪板旋轉(zhuǎn)弧面緊密配合的圓弧形結(jié)構(gòu)。②溢流頂板在槳輪機(jī)的頂部設(shè)置有與槳輪機(jī)直徑相同或略寬些的溢流頂板。③擋水堰體擋水堰體與槳輪型水輪機(jī)的設(shè)計(jì)高度相當(dāng)，其下部入水口的形態(tài)設(shè)計(jì)為有利于水力集中的圓弧斜面形態(tài)為佳；擋水堰體可阻擋水流對(duì)槳輪機(jī)的無序沖擊，為了加強(qiáng)其強(qiáng)度附加設(shè)置堰加強(qiáng)體，在堰加強(qiáng)體上可方便設(shè)置沖壓口閘門。④槳輪軸座一般情況下槳輪型水輪機(jī)的設(shè)計(jì)長(zhǎng)度很長(zhǎng)，因此在槳輪機(jī)座上間接分布設(shè)置可穩(wěn)定固定槳輪軸的槳輪軸座，其同時(shí)可支撐溢流頂板。⑤沖壓口閘門其一般設(shè)置在擋水堰體與其加強(qiáng)體上并與其配合；在一個(gè)槳輪堰上或一個(gè)機(jī)組上可分別單獨(dú)設(shè)置多個(gè)沖壓口閘門，并可實(shí)現(xiàn)分別單獨(dú)調(diào)控沖壓口閘門的開閉和開閉大??；⑥槳輪堰基礎(chǔ)其可形成與槳輪型水輪機(jī)槳輪板下部旋轉(zhuǎn)面配合的弧型弧面形態(tài)，使槳輪機(jī)的水流水能更加充分利用；其可與沖壓口閘門配合使其閉合固定與密封；其可使槳輪堰建設(shè)基礎(chǔ)穩(wěn)固，并可形成一定的高度，使槳輪型水輪機(jī)順利運(yùn)行；槳輪堰是由一個(gè)或由多個(gè)槳輪機(jī)座(或也包括其它輔助擋水建筑物)排列聯(lián)合構(gòu)成；在同一個(gè)較長(zhǎng)的槳輪堰上還可由2-多個(gè)單獨(dú)作用的槳輪型水輪機(jī)組并列構(gòu)成；機(jī)站其它基礎(chǔ)設(shè)施設(shè)置還可同時(shí)建設(shè)通航水道、分流瀉洪控制閘門等設(shè)施；(3)適合于槳輪堰水電站形式的發(fā)電與調(diào)控機(jī)組設(shè)備設(shè)施部分——槳輪堰水電站一般采用臥式發(fā)電機(jī)，發(fā)電機(jī)軸與槳輪機(jī)軸可形成直接對(duì)接傳動(dòng)，也可采用齒輪相互配合的傳動(dòng)方式，采用齒輪配合的傳動(dòng)方式可方便地使超大型槳輪型水輪機(jī)與發(fā)電機(jī)形成不同的轉(zhuǎn)速設(shè)計(jì)與改變。
2.一種槳輪堰水電站及其設(shè)備設(shè)施的基本運(yùn)行方法，其特征在于可在一切具有一定水流速度或緩慢水流速度的河段內(nèi)設(shè)置槳輪堰水電站，并使槳輪型水輪機(jī)及槳輪機(jī)座橫向排列形成槳輪堰，通過槳輪機(jī)座上設(shè)置的沖壓槳輪口的作用將槳輪堰高所集中加強(qiáng)的水能直接切向作用于槳輪型水輪機(jī)的最大力矩處形成最大水能轉(zhuǎn)換出力推動(dòng)其轉(zhuǎn)動(dòng)，通過槳輪軸傳動(dòng)將槳輪型水輪機(jī)產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)機(jī)械動(dòng)力作用于發(fā)電機(jī)上完成水力發(fā)電目標(biāo)；在運(yùn)行中對(duì)于槳輪堰水電站及槳輪型水輪機(jī)出力能力和運(yùn)行速度的調(diào)控方法有①通過沖壓口閘門的開閉與開閉程度的控制實(shí)現(xiàn)槳輪型水輪機(jī)出力能力的調(diào)控；②通過全部開啟與部分關(guān)閉水輪機(jī)機(jī)組實(shí)現(xiàn)水流量、出力能力的大幅度調(diào)節(jié)；③加大與削減電網(wǎng)負(fù)荷及其它適宜的方式。
全文摘要
一種“槳輪堰水電站及其設(shè)備設(shè)施”，其屬水力發(fā)電全新方法與設(shè)備設(shè)施種類開發(fā)技術(shù)領(lǐng)域，其是由槳輪型水輪機(jī)、水輪機(jī)座及由其排列形成的槳輪堰和適合于槳輪堰水電站形式的發(fā)電與調(diào)控機(jī)組設(shè)備設(shè)施組成。一個(gè)較長(zhǎng)的槳輪堰上可由2－多個(gè)單獨(dú)作用運(yùn)行的槳輪型水輪機(jī)組構(gòu)成；可在一切有水流速度的河段內(nèi)建設(shè)槳輪堰水電站，通過沖壓槳輪口將槳輪堰集中加強(qiáng)的水能切向作用于槳輪型水輪機(jī)的最大力矩處形成最大轉(zhuǎn)換出力，完成水力發(fā)電目標(biāo)，并可通過沖壓口閘門的調(diào)控方式實(shí)現(xiàn)控制；其出現(xiàn)將使水力水電獲得更為廣泛、高效、方便、廉價(jià)、能力更為巨大、建設(shè)方式更加靈活多樣的開發(fā)利用，同時(shí)可有效消除現(xiàn)有水電開發(fā)形式產(chǎn)生的社會(huì)、環(huán)境、生態(tài)的負(fù)面影響。
文檔編號(hào)E02B9/00GK1687532SQ200510064669
公開日2005年10月26日 申請(qǐng)日期2005年4月20日 優(yōu)先權(quán)日2005年4月20日
發(fā)明者陳曉通 申請(qǐng)人:陳曉通