專利名稱：管束式發(fā)電用自然引水裝置及引水方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種引水裝置，尤其涉及一種管束式發(fā)電用自然引水裝置及引水方法，屬于水力發(fā)電技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
水力發(fā)電是通過(guò)筑壩攔水或其它方式將水位提高，以利用高、低水位之間的落差 所產(chǎn)生的能量，使水輪機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)而產(chǎn)生機(jī)械能，再帶動(dòng)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)而將機(jī)械能轉(zhuǎn)換為電能，從 而完成發(fā)電。水力發(fā)電較火力發(fā)電具有不消耗有限的煤碳資源，不直接產(chǎn)生污染等優(yōu)點(diǎn)。 在我國(guó)水能資源較為豐富，其總量居世界首位，到目前為止僅開發(fā)了 16%的水能資源，還有 74%的水能資源有待開發(fā)，而我國(guó)又是一個(gè)能源需求大國(guó)，據(jù)統(tǒng)計(jì)到2030年我國(guó)能源缺口 約為2. 5億噸標(biāo)準(zhǔn)煤，到2050年約為4. 6億噸標(biāo)準(zhǔn)煤。如此之大的能源缺口，無(wú)疑將會(huì)刺 激具有巨大開發(fā)潛力的水電資源的開發(fā)。但是，水力發(fā)電的開發(fā)對(duì)環(huán)境會(huì)產(chǎn)生下列不利影響第一，由于目前的水力發(fā)電大 多通過(guò)筑壩攔河的方式完成，從而改變了原有河流的自然狀態(tài)，造成河流流速減速慢，對(duì)河 流的自凈能力產(chǎn)生了嚴(yán)重影響，加劇了河流的污染，甚至在一些地區(qū)引發(fā)藍(lán)藻等問(wèn)題。第 二，由于水利工程的興建，特別是大壩的構(gòu)筑，改變了原有河道的輸沙能力，抬高或降低了 河道的高程，同時(shí)改變了水文特征。第三，水利工程的興建，改變了局部地區(qū)的濕度、降雨 量、氣溫等氣候條件，不同程度地影響了該地區(qū)的生態(tài)環(huán)境。第四，水利工程的興建，對(duì)生物 多樣性的影響表現(xiàn)為多層次的，由于大壩的建設(shè)，切斷了河流的通道，使洄游性生物難于洄 游到原有河流中繁衍、生存，破壞了生態(tài)環(huán)境。第五，水利建設(shè)施工難免要破壞森林植被，同 時(shí)產(chǎn)生的棄渣和混凝土廢料將嚴(yán)重污染環(huán)境，另外，工程占地和水庫(kù)淹沒(méi)土地嚴(yán)重，對(duì)當(dāng)?shù)?自然生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生較大影響。第六，水庫(kù)大壩蓄水后，將導(dǎo)致沿岸地帶的水文地質(zhì)發(fā)生實(shí)質(zhì) 性變化，地下水狀態(tài)也將發(fā)生變化，從而帶來(lái)一系列地質(zhì)問(wèn)題，并加重植被破壞，引發(fā)山體 滑坡、地震等災(zāi)害。第七，建成后的每一個(gè)大壩都有約100年的使用壽命，到期必須強(qiáng)行拆 除，而拆除的費(fèi)用遠(yuǎn)高于新建大壩的費(fèi)用。因此，嚴(yán)格的環(huán)境影響評(píng)估，有效的能夠保護(hù)生 態(tài)環(huán)境，不破壞植被、不占用土地和水域的無(wú)壩式、無(wú)渠式水力發(fā)電方式，將是今后水電開 發(fā)的方向和重點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的正是為無(wú)壩式、無(wú)渠式水力發(fā)電而提供一種管束式發(fā)電用自然引水
直ο本發(fā)明的另一個(gè)目的在于提供一種用上述自然引水裝置完成自然引水的方法，并 最終利用這一自然引水帶動(dòng)水輪發(fā)電機(jī)進(jìn)行發(fā)電。本發(fā)明通過(guò)下列技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)一種管束式發(fā)電用自然引水裝置，其特征在于它 包括沿河床自然坡度布置的有壓輸水管束，且管束的出水口與水輪機(jī)進(jìn)水口連通，管束的 入水口與設(shè)置在河床上或河岸邊的引水點(diǎn)的導(dǎo)流井連通，以便將河流中的部分水流引入導(dǎo)流井內(nèi)，通過(guò)該導(dǎo)流井向輸水管束送水，借助自然河床的地勢(shì)使管束內(nèi)的水自然形成壓力 水從出水口排出，從而帶動(dòng)水輪機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，使水能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能，進(jìn)而帶動(dòng)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，從而 將機(jī)械能轉(zhuǎn)換為電能而向外供電。所述導(dǎo)流井為一帶空腔的柱體，柱體上設(shè)有帶過(guò)濾網(wǎng)的進(jìn)水口和帶過(guò)濾網(wǎng)的出水口，出水口與輸水管束的入水口相連，以便將河流的部分水流經(jīng)過(guò)濾網(wǎng)引入柱體空腔內(nèi)，再 經(jīng)帶過(guò)濾網(wǎng)的出水口送入管束內(nèi)，以提供發(fā)電用水能，同時(shí)有效阻止水中動(dòng)、植物等有形異 物隨水流進(jìn)入導(dǎo)流井和輸水管束中。所述柱體設(shè)為圓柱體或多邊柱體，或者設(shè)為倒錐體，用于引水、存水和排水。所述柱體上的進(jìn)水口低于河流水面，以方便引水。所述輸水管束由至少兩根管道組成，各管道沿河床自身的自然地勢(shì)鋪設(shè)在河道 內(nèi)，管道的長(zhǎng)度視所需要河流段坡度長(zhǎng)具體確定，管道內(nèi)徑視所需發(fā)電的水流量、水流速而 具體確定，以借助河流所處坡度使管內(nèi)形成有壓水流，從而使管道出水口的水能滿足能夠 帶動(dòng)水輪發(fā)電機(jī)發(fā)電的要求。所述導(dǎo)流井設(shè)一個(gè)或多個(gè)，輸水管束的入水口集中與一個(gè)導(dǎo)流井上的出水口相 連，或者分別與多個(gè)導(dǎo)流井上的出水口相連，具體設(shè)置以方便引水，且不破壞河道自然狀態(tài)為宜。本發(fā)明提供的引水方法通過(guò)下列技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)一種自然引水方法，其特征在于 包括下列步驟A、在河流上游的河床上或者河岸邊確定引水點(diǎn)，優(yōu)選河岸邊作為引水點(diǎn)；B、在引水點(diǎn)構(gòu)筑其直徑大于輸水管束總管徑的導(dǎo)流井；C、在河流下游的河岸邊確定用水點(diǎn)，并安裝水輪發(fā)電機(jī)組；D、在河道內(nèi)沿河床自然坡度鋪設(shè)由至少兩根管道組成的管束，并使管束的入水口 與導(dǎo)流井連通，管束的出水口與水輪機(jī)的進(jìn)水口連通。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有下列優(yōu)點(diǎn)和效果采用上述方案，即可在無(wú)需筑壩攔 水的情況下完成自然引水，并在保留原有河流生態(tài)環(huán)境狀態(tài)下，利用河流的部分水流在管 束內(nèi)形成的有壓水使水輪機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)而獲得機(jī)械能，再帶動(dòng)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)而使機(jī)構(gòu)能轉(zhuǎn)換為電 能，從而進(jìn)行發(fā)電。在充分利用水力資源向人類提供可持續(xù)發(fā)展的電能的同時(shí)，從根本上解 決了現(xiàn)有水力發(fā)電需要筑壩攔水所帶來(lái)的占地面積大，投資額高，施工建設(shè)時(shí)間長(zhǎng)，尤其是 因筑壩攔水所造成的環(huán)境影響、水文生態(tài)影響、自然景觀影響等一系列重大問(wèn)題，本發(fā)明不 僅投資省，施工建設(shè)速度快，而且可因地制宜地進(jìn)行自然引水而完成發(fā)電，發(fā)出的電能可并 網(wǎng)向外供電，也可就地消費(fèi)，不浪費(fèi)資源和能源，實(shí)為一理想的無(wú)壩、無(wú)渠的水力發(fā)電方式。


圖1為本發(fā)明自然引水裝置結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明另一自然引水裝置結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本發(fā)明自然引水裝置實(shí)際應(yīng)用布置示意圖。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步描述。
如圖1所示，本發(fā)明提供的管束式發(fā)電用自然引水裝置包括沿河床自然坡度布置 的有壓輸水管束6，且管束6的出水口與水輪機(jī)7進(jìn)水口連通，管束6的入水口與設(shè)置在河 床上或河岸邊的引水點(diǎn)的導(dǎo)流井1連通，所述導(dǎo)流井1為一帶空腔的圓柱體，圓柱體上設(shè)有 帶過(guò)濾網(wǎng)2的進(jìn)水口 3和帶過(guò)濾網(wǎng)4的出水口 5，出水口 5與輸水管束6的入水口相連，輸 水管束6由三根輸水管道組成，三根輸水管道的出水口分別與對(duì)應(yīng)的水輪機(jī)7的進(jìn)水口相 連。如圖2所示，所述導(dǎo)流井11為一帶空腔的倒錐體，倒錐體上設(shè)有帶過(guò)濾網(wǎng)2的進(jìn) 水口 3和帶過(guò)濾網(wǎng)4的出水口 5，出水口 5與輸水管束61的入水口相連，輸水管束61由二 根輸水管道組成，二根輸水管道的出水口均與水輪機(jī)7 的進(jìn)水口相連，水輪機(jī)7通過(guò)輪軸與 發(fā)電機(jī)8相連。如圖3所示，在河流上游的河岸B的岸邊確定引水點(diǎn)A ；在引水點(diǎn)A處構(gòu)筑其直徑 大于輸水管束總管徑的導(dǎo)流井1，導(dǎo)流井1上設(shè)有帶過(guò)濾網(wǎng)2的進(jìn)水口 3，以及帶過(guò)濾網(wǎng)4 的出水口 5，且導(dǎo)流井的進(jìn)水口 3低于河流水面，以便將河流的部分水流經(jīng)過(guò)濾網(wǎng)引入柱體 空腔內(nèi)，再經(jīng)帶過(guò)濾網(wǎng)的出水口送入管束內(nèi)，以提供發(fā)電用水能，同時(shí)有效阻止水中動(dòng)、植 物等有形異物隨水流進(jìn)入導(dǎo)流井和輸水管束中；另在河流下游的河岸邊確定用水點(diǎn)D，并 在該用水點(diǎn)安裝水輪發(fā)電機(jī)組7 ；在河道內(nèi)沿河床C自然坡度鋪設(shè)由至少兩根管道組成的 管束6，并使管束6的入水口與導(dǎo)流井1連通，管束6的出水口與水輪機(jī)7的進(jìn)水口連通，各 管道的長(zhǎng)度視所需要河流段坡度長(zhǎng)具體確定，管道內(nèi)徑視所需發(fā)電的水流量、水流速而具 體確定，以便將河流中的部分水流引入導(dǎo)流井1內(nèi)，通過(guò)該導(dǎo)流井1向輸水管束6送水，借 助自然河床的地勢(shì)使管束6內(nèi)的水自然形成壓力水從出水口排出，從而帶動(dòng)水輪機(jī)7轉(zhuǎn)動(dòng)， 使水能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能，進(jìn)而帶動(dòng)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，從而將機(jī)械能轉(zhuǎn)換為電能而向外供電。
權(quán)利要求
一種管束式發(fā)電用自然引水裝置，其特征在于它包括沿河床自然坡度布置的有壓輸水管束，且管束的出水口與水輪機(jī)進(jìn)水口連通，管束的入水口與設(shè)置在河床上或河岸邊的引水點(diǎn)的導(dǎo)流井連通。
2.如權(quán)利要求1所述的管束式發(fā)電用自然引水裝置，其特征在于所述導(dǎo)流井為一帶空 腔的柱體，柱體上設(shè)有帶過(guò)濾網(wǎng)的進(jìn)水口和帶過(guò)濾網(wǎng)的出水口，出水口與輸水管束的入水 口相連，進(jìn)水口低于河流水面。
3.如權(quán)利要求1所述的管束式發(fā)電用自然引水裝置，其特征在于所述柱體設(shè)為圓柱體 或多邊柱體，或者設(shè)為倒錐體。
4.如權(quán)利要求1所述的管束式發(fā)電用自然引水裝置，其特征在于所述輸水管束由至少 兩根管道組成，各管道沿河床自身的自然地勢(shì)鋪設(shè)在河道內(nèi)，管道的長(zhǎng)度視所需要河流段 坡度長(zhǎng)具體確定，管道內(nèi)徑視所需發(fā)電的水流量、水流速而具體確定。
5.如權(quán)利要求1所述的管束式發(fā)電用自然引水裝置，其特征在于所述導(dǎo)流井設(shè)一個(gè)或 多個(gè)，輸水管束的入水口集中與一個(gè)導(dǎo)流井上的出水口相連，或者分別與多個(gè)導(dǎo)流井上的 出水口相連，具體設(shè)置以方便引水，且不破壞河道自然生態(tài)為宜。
6.一種用權(quán)利要求1所述的管束式發(fā)電用自然引水裝置進(jìn)行引水的方法，其特征在于 包括下列步驟A、在河流上游的河床上或者河岸邊確定引水點(diǎn)，優(yōu)選河岸邊作為引水點(diǎn)；B、在引水點(diǎn)構(gòu)筑其直徑大于輸水管束總管徑的導(dǎo)流井；C、在河流下游的河岸邊確定用水點(diǎn)，并安裝水輪發(fā)電機(jī)組；D、在河道內(nèi)沿河床自然坡度鋪設(shè)由至少兩根管道組成的管束，并使管束的入水口與導(dǎo) 流井連通，管束的出水口與水輪機(jī)的進(jìn)水口連通。
全文摘要
本發(fā)明提供一種管束式發(fā)電用自然引水裝置及引水方法，所述引水裝置包括沿河床自然坡度布置的有壓輸水管束，且管束的出水口與水輪機(jī)進(jìn)水口連通，管束的入水口與設(shè)置在河床上或河岸邊的引水點(diǎn)的導(dǎo)流井連通。可在無(wú)需筑壩攔水的情況下完成自然引水，并在保留原有河流生態(tài)環(huán)境狀態(tài)下，利用河流的部分水流在管束內(nèi)形成的有壓水使水輪機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)而獲得機(jī)械能，再帶動(dòng)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)而使機(jī)構(gòu)能轉(zhuǎn)換為電能，從而進(jìn)行發(fā)電。在充分利用水力資源向人類提供可持續(xù)發(fā)展的電能的同時(shí)，從根本上解決了現(xiàn)有技術(shù)占地面積大，投資額高，施工建設(shè)時(shí)間長(zhǎng)，給環(huán)境、水文生態(tài)、自然景觀造成嚴(yán)重影響等問(wèn)題，它不僅投資省，施工建設(shè)速度快，而且可因地制宜地進(jìn)行自然引水而完成發(fā)電。
文檔編號(hào)E02B9/00GK101806050SQ20101011896
公開日2010年8月18日 申請(qǐng)日期2010年3月8日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月8日
發(fā)明者章利呈 申請(qǐng)人:章利呈