專利名稱：利用海潮發(fā)電的設(shè)備及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種將潮汐能轉(zhuǎn)化成電能的設(shè)備及方法，具體地說是利用海潮發(fā)電的設(shè)備及方法。
背景技術(shù)：
潮汐是在主要由太陽和月亮的引力所引起的一種自然現(xiàn)象，潮汐中蘊(yùn)含著十分巨大的能量，如果能夠利用其中的能量發(fā)電，則可以在一定程度上有效緩解目前社會(huì)能源短缺的危機(jī)。1967年法國于圣羅馬灣建成的蘭斯發(fā)電站是世界上第一座潮汐水電站。該電站裝有可逆式水輪機(jī)(一系列的固定和轉(zhuǎn)動(dòng)葉片)，可使潮汐流在兩個(gè)方向，即從海上向海灘漲潮時(shí)和從海灘向外海退潮時(shí)都能工作。蘭斯電站有24個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)組，每一機(jī)組為10000千瓦，約7/8的電能是由較易控制的返潮產(chǎn)生的。漲潮時(shí)，水池內(nèi)充滿海水，高潮時(shí)關(guān)閉，直到退潮形成足以使水輪機(jī)工作的落差時(shí)才開始放水。同時(shí)，進(jìn)入水池內(nèi)的潮水也能使水輪機(jī)工作。此時(shí)潮汐落差高達(dá)13.5米。日發(fā)電量約40-50萬度，足夠一座萬人城鎮(zhèn)照明用電。
目前為止，世界上提出了多種利用海潮或海浪進(jìn)行發(fā)電的方法，主要分為以下幾種如在發(fā)明專利申請(qǐng)?zhí)枮椤?5104286”，發(fā)明名稱為“潮汐電站可逆式水輪泵及其蓄能運(yùn)行方法”中公開的方法，它利用海水漲潮和落潮時(shí)的能量，將海水抽入一個(gè)高位水庫，然后利用高位水庫與潮汐水庫之間的水位差進(jìn)行發(fā)電。
另一種方法是浮動(dòng)式發(fā)電站，如附圖1所示，在海面上設(shè)置一個(gè)浮體1，浮體1下面設(shè)置有水輪發(fā)電機(jī)2，當(dāng)浮體隨海浪或海潮上下浮動(dòng)時(shí)，同時(shí)帶動(dòng)水輪機(jī)上下移動(dòng)，在上下移動(dòng)過程中水輪機(jī)被海水推動(dòng)發(fā)電。
還有一種方法為水庫儲(chǔ)水式方法，又分為單庫單向型或單庫雙向型發(fā)電，如附圖2所示，在海灣處，尤其是在河流入?？谔幮藿〝r水壩4，形成一個(gè)儲(chǔ)水庫3，當(dāng)海水漲潮時(shí)，海水從大海5涌入儲(chǔ)水庫3，單庫雙向型電站海水在此時(shí)推動(dòng)水輪機(jī)2轉(zhuǎn)動(dòng)發(fā)電，單庫單向型電站海水直接進(jìn)入儲(chǔ)水庫，不推動(dòng)水輪機(jī)發(fā)電；當(dāng)海水退潮時(shí)，海水從儲(chǔ)水庫流向大海，同時(shí)推動(dòng)水輪機(jī)發(fā)電。法國蘭斯發(fā)電站即采用的該種方法。
以上幾種利用海潮發(fā)電的方法存在以下不足1、科學(xué)技術(shù)含量高，設(shè)施復(fù)雜；2、受天氣、海浪等不可測(cè)自然因素影響大，能源提供不穩(wěn)定；3、遇有災(zāi)害性天氣及海浪易遭受破壞；4、多數(shù)情況下需遠(yuǎn)離海岸，難以管理。
因此，利用潮汐發(fā)電受到了一定限制。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對(duì)以上不足，提供一種利用海潮發(fā)電的設(shè)備及方法，其建設(shè)和運(yùn)行成本低，技術(shù)簡(jiǎn)單，操作方便，受外界影響較小，可提供較穩(wěn)定的能源。
本發(fā)明的技術(shù)任務(wù)是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的一種利用海潮發(fā)電的設(shè)備沿海岸或在河流入?？谔幗ㄔO(shè)攔水壩，攔水壩與海岸之間形成儲(chǔ)水庫，攔水壩呈V形，V形攔水壩的角端為漫水壩，朝向遠(yuǎn)離大海的方向，在儲(chǔ)水庫靠近海的一側(cè)設(shè)置有排水庫，儲(chǔ)水庫與排水庫之間設(shè)置發(fā)電機(jī)組，儲(chǔ)水庫和排水庫與海之間的攔水壩上分別設(shè)置有進(jìn)水閘門和排水閘門。
所述的攔水壩俯視為矩形齒形。
所述的漫水壩的高度為海潮大潮時(shí)的水位高度。
所述的排水庫的攔水壩的高度高于海潮大潮時(shí)的水位高度。
一種使用上述設(shè)備利用海潮發(fā)電的方法，它通過以下步驟實(shí)現(xiàn)(1)海水漲潮時(shí)，如果海潮平均水位高于儲(chǔ)水庫內(nèi)的水位，進(jìn)行步驟(2)，如果海潮平均水位低于儲(chǔ)水庫內(nèi)的水位，不開啟進(jìn)水閘門，只靠海浪沖擊，在V形攔水壩的聚潮抬升作用下，海水可通過漫水壩進(jìn)入儲(chǔ)水庫；(2)開啟進(jìn)水閘門，將海水引入進(jìn)儲(chǔ)水庫，海潮達(dá)到最高潮時(shí)，關(guān)閉進(jìn)水閘門；(3)海潮退去后，開啟排水閘門，將排水庫內(nèi)的海水排出，使儲(chǔ)水庫與排水庫之間的水位差達(dá)到最大，關(guān)閉排水閘門；(4)啟動(dòng)發(fā)電機(jī)組，利用儲(chǔ)水庫和排水庫之間的水位差發(fā)電；(5)當(dāng)排水庫內(nèi)的水位高于海平面時(shí)，開啟排水閘門，排出排水庫內(nèi)的海水，以保證儲(chǔ)水庫與排水庫之間的最大水位差；(6)海水再次漲潮時(shí)，重復(fù)(1)-(5)。
本發(fā)明所產(chǎn)生的有益效果為運(yùn)行成本低且運(yùn)行穩(wěn)定，可提供較穩(wěn)定的電能，受外界環(huán)境影響小，即使較小的海潮，仍然可通過V形攔水壩的聚潮抬升作用吸收部分海水進(jìn)入儲(chǔ)水庫以用于發(fā)電。


附圖1為浮動(dòng)式利用海潮發(fā)電的方法的結(jié)構(gòu)原理圖；附圖2為單庫單向型或單庫雙向型利用海潮發(fā)電的方法的結(jié)構(gòu)原理圖；附圖3為本發(fā)明的利用海潮發(fā)電的設(shè)備的平面結(jié)構(gòu)示意圖；附圖4為攔水壩的俯視結(jié)構(gòu)示意圖；附圖5為海水漲潮且平均水位高于儲(chǔ)水庫內(nèi)水位時(shí)的工作原理圖；附圖6為海水漲潮但平均水位低于儲(chǔ)水庫內(nèi)水位時(shí)的工作原理圖；附圖7為發(fā)電時(shí)的工作原理圖。
圖中1.浮體，2.水輪機(jī)，3.儲(chǔ)水庫，4.攔水壩，5.大海，6.漫水壩，7.排水閘門，8.排水庫，9.發(fā)電機(jī)組，10.進(jìn)水閘門。
具體實(shí)施例方式
參照說明書附圖對(duì)本發(fā)明的利用海潮發(fā)電的設(shè)備及方法作以下詳細(xì)地說明。
如附圖3所示，在河流入海口處建置V形攔水壩4，V形攔水壩4的角端為漫水壩6，漫水壩6朝向遠(yuǎn)離大海5的方向，攔水壩4遠(yuǎn)離大海的一側(cè)形成儲(chǔ)水庫3，儲(chǔ)水庫3與大海5之間的攔水壩4上設(shè)置有進(jìn)水閘門10，在儲(chǔ)水庫3的一側(cè)由發(fā)電機(jī)組9隔出一個(gè)排水庫8，排水庫8與大海5之間的攔水壩4上設(shè)置有排水閘門7。攔水壩4的俯視如附圖4所示，為矩形齒形，減小了海浪對(duì)攔水壩4的沖擊作用，增加了攔水壩4的牢固程度。漫水壩6的高度為海潮大潮時(shí)的水位高度；排水庫8的攔水壩4的高度高于海潮大潮時(shí)的水位高度。
海水漲潮時(shí)，如果海潮的平均水位高于儲(chǔ)水庫3內(nèi)的水位，如附圖5所示，開啟進(jìn)水閘門10，大海5中的水進(jìn)入儲(chǔ)水庫3，當(dāng)潮位達(dá)到最高時(shí)，關(guān)閉進(jìn)水閘門10。如附圖6所示，如果海水漲潮較小，其平均水位低于儲(chǔ)水庫3內(nèi)的水位，海水無法直接進(jìn)入儲(chǔ)水庫3，則不開啟進(jìn)水閘門10，海潮或海浪涌向攔水壩4時(shí)，由于攔水壩4呈V形，海水的通道越來越窄，迫使海水向高處抬升，當(dāng)抬升高度超過漫水壩6時(shí)，海水可通過漫水壩6進(jìn)入儲(chǔ)水庫3。
如附圖7所示，當(dāng)海水退到最低水位時(shí)，開啟排水閘門7，將排水庫8中的海水排出，關(guān)閉排水閘門7，開動(dòng)發(fā)電機(jī)組9，利用儲(chǔ)水庫3與排水庫8之間的水位差推動(dòng)水輪機(jī)2發(fā)電。此時(shí)，如果大海5中的水位上漲，即使其水位高于排水庫8內(nèi)的水位，也不會(huì)使排水庫8內(nèi)的水位升高，以保證儲(chǔ)水庫3與排水庫8的最大水位差。
當(dāng)排水庫8內(nèi)的水位高于大海5的水位時(shí)，隨時(shí)開啟排水閘門7排水，保證儲(chǔ)水庫3與排水庫8的水位差最大，以最大限度的利用能量，提高發(fā)電效率。
權(quán)利要求
1.利用海潮發(fā)電的設(shè)備，沿海岸或在河流入海口處建設(shè)攔水壩，攔水壩與海岸之間形成儲(chǔ)水庫，其特征是攔水壩呈V形，V形攔水壩的角端為漫水壩，朝向遠(yuǎn)離大海的方向，在儲(chǔ)水庫靠近海的一側(cè)設(shè)置有排水庫，儲(chǔ)水庫與排水庫之間設(shè)置發(fā)電機(jī)組，儲(chǔ)水庫和排水庫與海之間的攔水壩上分別設(shè)置有進(jìn)水閘門和排水閘門。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用海潮發(fā)電的設(shè)備，其特征在于所述的攔水壩俯視為矩形齒形。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用海潮發(fā)電的設(shè)備，其特征在于所述的漫水壩的高度為海潮大潮時(shí)的水位高度。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用海潮發(fā)電的設(shè)備，其特征在于所述的排水庫的攔水壩的高度高于海潮大潮時(shí)的水位高度。
5.一種使用權(quán)利要求1所述的設(shè)備利用海潮發(fā)電的方法，其特征在于它通過以下步驟實(shí)現(xiàn)(1)海水漲潮時(shí)，如果海潮平均水位高于儲(chǔ)水庫內(nèi)的水位，進(jìn)行步驟(2)，如果海潮平均水位低于儲(chǔ)水庫內(nèi)的水位，不開啟進(jìn)水閘門，只靠海浪沖擊，在V形攔水壩的聚潮抬升作用下，海水可通過漫水壩進(jìn)入儲(chǔ)水庫；(2)開啟進(jìn)水閘門，將海水引入進(jìn)儲(chǔ)水庫，海潮達(dá)到最高潮時(shí)，關(guān)閉進(jìn)水閘門；(3)海潮退去后，開啟排水閘門，將排水庫內(nèi)的海水排出，使儲(chǔ)水庫與排水庫之間的水位差達(dá)到最大，關(guān)閉排水閘門；(4)啟動(dòng)發(fā)電機(jī)組，利用儲(chǔ)水庫和排水庫之間的水位差發(fā)電；(5)當(dāng)排水庫內(nèi)的水位高于海平面時(shí)，開啟排水閘門，排出排水庫內(nèi)的海水，以保證儲(chǔ)水庫與排水庫之間的最大水位差；(6)海水再次漲潮時(shí)，重復(fù)(1)-(5)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種利用海潮發(fā)電的設(shè)備及方法，涉及一種將潮汐能轉(zhuǎn)化成電能的設(shè)備及方法，它包括V形攔水壩、漫水壩、儲(chǔ)水庫、排水庫、進(jìn)水閘門、排水閘門和發(fā)電機(jī)組，海水漲潮時(shí)，開啟進(jìn)水閘門，將海水引入儲(chǔ)水庫，潮位最高時(shí)關(guān)閉進(jìn)水閘，海潮退去后開啟排水閘，將排水庫內(nèi)的海水排出，然后可利用儲(chǔ)水庫與排水庫之間的水位差發(fā)電。同時(shí)，當(dāng)海潮較小時(shí)，可通過V形攔水壩的聚潮抬升作用收集海水。本發(fā)明所產(chǎn)生的有益效果為運(yùn)行成本低，運(yùn)行穩(wěn)定，可提供較穩(wěn)定的電能，受外界環(huán)境影響小，即使較小的海潮，仍然可通過V形攔水壩的聚潮抬升作用吸收部分海水進(jìn)入儲(chǔ)水庫以用于發(fā)電。
文檔編號(hào)F03B13/26GK1776217SQ20051004540
公開日2006年5月24日 申請(qǐng)日期2005年12月5日 優(yōu)先權(quán)日2005年12月5日
發(fā)明者董蘭田, 周明哲 申請(qǐng)人:董蘭田