自吸式水庫(kù)清淤發(fā)電管道系統(tǒng)的制作方法
【專(zhuān)利摘要】自吸式水庫(kù)清淤發(fā)電管道系統(tǒng)是集泥沙清除與發(fā)電為一體的用于水庫(kù)清淤發(fā)電的永久設(shè)施，技術(shù)特征是：通過(guò)一個(gè)封閉式管道系統(tǒng)引水激活后；依次控制連接在清淤發(fā)電引水主管(1)上吸淤管系統(tǒng)中的電控閥(7)，使主管(1)內(nèi)形成高壓水沙泥混合流動(dòng)體并帶動(dòng)發(fā)電，其有益的效果是解決了水庫(kù)泥沙淤積帶來(lái)的后顧之憂(yōu)；并使清淤過(guò)程得到極好的經(jīng)濟(jì)效益，延長(zhǎng)尾水管(16)可將泥沙輸送異地解決泥沙堆積及利用問(wèn)題，去掉吸淤管系統(tǒng)既成泄洪發(fā)電管道系統(tǒng)，為洪水資源的利用和引水發(fā)電廠(chǎng)房設(shè)計(jì)開(kāi)辟一條新途經(jīng)使復(fù)雜的設(shè)計(jì)筒單化，為充分利用現(xiàn)水電設(shè)施緩解日趨緊張能源水源擴(kuò)大現(xiàn)水電站功能將有著極其重要作用和巨大的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益。系統(tǒng)宜可用于發(fā)電和單項(xiàng)泄洪。
【專(zhuān)利說(shuō)明】自吸式水庫(kù)清淤發(fā)電管道系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]《自吸式水庫(kù)清淤發(fā)電管道糸統(tǒng)》主要用于水利水電工程領(lǐng)域中水庫(kù)泥沙清除與發(fā)電為一體的管道糸統(tǒng)和泄洪發(fā)電為一體的管道系統(tǒng)，該糸統(tǒng)在清除泥沙的同時(shí)更好地解決了清淤過(guò)程中水資源的浪費(fèi)并將有害的泥沙變?yōu)榭砂l(fā)電可利用的能源；泄洪發(fā)電管道系統(tǒng)將使有害的洪水資源和現(xiàn)有水電站功能得到更充分利用，使復(fù)雜的泄洪門(mén)設(shè)計(jì)變?yōu)橥矄位?br> 【背景技術(shù)】
[0002]一、本技術(shù)是依賴(lài)原《自吸式水庫(kù)河流泥沙清除管道系統(tǒng)》專(zhuān)利而進(jìn)行的一項(xiàng)新的措施，原技術(shù)是以清除已淤積的泥沙或用于發(fā)電這種單一的模式進(jìn)行的，其清淤結(jié)構(gòu)為一種可移動(dòng)性設(shè)施，在清淤過(guò)程中存在水資源的浪費(fèi)和需要人工操作而不宜晝夜施工使管道直徑和單位時(shí)間清除量受到一定限制等缺陷，給——象黃河流域這樣大容量淤積清除帶來(lái)困難，且這種清除后會(huì)重新淤積又需重新清除這樣反復(fù)的過(guò)程。
[0003]二、現(xiàn)水利水電工程泄洪為放水閘門(mén)設(shè)計(jì)，這種設(shè)計(jì)對(duì)洪水資源的利用沒(méi)有發(fā)揮有利的效果，浪費(fèi)了大量的水能資源，這種設(shè)計(jì)為水平開(kāi)放式放水；除放水閘門(mén)外；還有撿修門(mén)、起閉機(jī)、過(guò)流面、水墊塘等配套設(shè)施，復(fù)雜、適應(yīng)性不強(qiáng)、成本高等缺陷。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]一、為解決原技術(shù)在水庫(kù)泥沙清除過(guò)程中的單一和不足、更好地解決清淤過(guò)程水資源的浪費(fèi)和需人工操作而不宜晝夜施工及管徑大小、單位時(shí)間清除量受到限制；給大容量清除帶來(lái)困難等缺陷，并使清淤過(guò)程在不消耗能源的前提下能發(fā)揮出更大地經(jīng)濟(jì)效益，使大容量淤積清除在經(jīng)濟(jì)上時(shí)間上得到支撐。為此本發(fā)明采取的技術(shù)措施是:將原技術(shù)中可移動(dòng)性改為固定式水庫(kù)清淤發(fā)電為一體的管道系統(tǒng)，將單管人控吸沙改為多管電控式吸淤系統(tǒng)，使該系統(tǒng)作為發(fā)電引水管道的同時(shí)又能起到清除泥沙的作用而成為一種永久性水庫(kù)清淤發(fā)電的固定設(shè)施，并通過(guò)電控閥對(duì)吸沙管的調(diào)節(jié)控制來(lái)分時(shí)依序清除水庫(kù)河流中不同部位的泥沙，從而改變了原技術(shù)需人工操作而不宜晝夜施工及管道直徑大小、單位時(shí)間清除量受到限制等缺陷；使原清除過(guò)程中水資源的浪費(fèi)得到有效利用，并使有害的泥沙變?yōu)榭砂l(fā)電的能源；由于泥沙水的混合使容重比加大而使同容積同條件下的勢(shì)能增大從而產(chǎn)生更大的發(fā)電效益，由于其結(jié)構(gòu)的改變使——象黃河流域這樣大容量的泥沙清除從時(shí)間上經(jīng)濟(jì)上和可操作上得到支撐，且變被動(dòng)的泥沙清除措施為預(yù)防性泥沙淤積清除措施，變被動(dòng)的能耗清除為非能耗可創(chuàng)造大的經(jīng)濟(jì)效益的清除措施。
[0005]《自吸式水庫(kù)清游發(fā)電管道系統(tǒng)》分為五大部分:一、水沙泥輸送管與發(fā)電引水管為一體的主管(I)，二、吸淤管系統(tǒng)；由多個(gè)固定在主管(I)上主固定吸沙管(4)和電控閥
(7)組成；為擴(kuò)大吸淤范圍每個(gè)主吸沙管(4)吸入口又分接出多個(gè)支吸沙管(5);主管(I)上還接有活動(dòng)可調(diào)吸沙管備用接口(8)，三、管道激活系統(tǒng)；既在主管(I)上接有逆止閥
(2)、止水電控閥(3)、排氣電控閥(9)、引水電控閥(10)、引水泵(11)，四、水能發(fā)電機(jī)組及配套設(shè)施(15)、比重計(jì)電感應(yīng)閥(12)、撿修電控閥(13)、工作電控閥(14)、尾水管(16)此管易可延長(zhǎng)將泥沙輸送至異地、調(diào)節(jié)閥(18)，五、電氣操控系統(tǒng)(17)，五大部分通過(guò)各種不同的聯(lián)接組合成《自吸式水庫(kù)清淤發(fā)電管道系統(tǒng)》。主管(I)根據(jù)具體情況選取各自的優(yōu)勢(shì)沿大壩上游兩邊同時(shí)或單邊固定；可固定在岸邊或水中或河流底部?jī)蛇吇蛑虚g。
[0006]《自吸式水庫(kù)清淤發(fā)電管道系統(tǒng)》中管道、水能機(jī)葉片防磨損措施，1、通過(guò)控制吸沙管數(shù)量和調(diào)節(jié)電控工作閥(14)的出水口流量；使管道內(nèi)流速處在一個(gè)較平緩狀態(tài)，從而達(dá)到控制磨損的效果。2、葉片磨損采用鍍合金層增加沖擊面硬度和光潔度，宜可在受沖擊面用小塊硬質(zhì)合片進(jìn)行搭接焊接，以增加沖擊面硬度防磨損。3、改變水能機(jī)葉片結(jié)構(gòu)使其拆換方便。
[0007]該系統(tǒng)的顯著特點(diǎn)是:一、成本低設(shè)施筒單設(shè)計(jì)施工維修操作方便，在泥沙清除過(guò)程中不但不消耗任何能源而且還將清淤過(guò)程中這種水沙泥變?yōu)橐环N可發(fā)電可利用的高效能源，除管道、閥門(mén)和其它少數(shù)構(gòu)件及發(fā)電系統(tǒng)外基本不需其它設(shè)施；管道系統(tǒng)的施工可因地制宜不受地理地形的限制，操作控制全在電氣操控系統(tǒng)。二、效率高經(jīng)濟(jì)效益好，由于管道系統(tǒng)不分晝夜地清淤發(fā)電，使泥沙得到及時(shí)清除的同時(shí)宜可將水沙泥通過(guò)延伸尾水管輸送至異地利用；從而使其得到預(yù)期不到的技術(shù)效果和經(jīng)濟(jì)效益；使大容量的泥沙清除在時(shí)間上經(jīng)濟(jì)上和可操作上得到支撐而形成高效。三、有益的效果，該技術(shù)將徹底解決人們一直渴望解決的現(xiàn)水庫(kù)泥沙淤積問(wèn)題而帶來(lái)的后顧之憂(yōu)，使水利水電工程成為一個(gè)永久性集水資源調(diào)節(jié)與發(fā)電為一體的取之不完的能源寶庫(kù)，使已經(jīng)失去功效的水庫(kù)恢復(fù)成為可能。
[0008]二、為充分利用洪水資源，將傳統(tǒng)的水庫(kù)泄洪門(mén)設(shè)計(jì)模式改為《自吸式泄洪發(fā)電管道系統(tǒng)》；即去掉《自吸式清淤發(fā)電管道系統(tǒng)》五大部分中的吸淤管系統(tǒng)(二)和比重計(jì)電感應(yīng)閥(12)便成為《自吸式泄洪發(fā)電管道系統(tǒng))》，使泄洪門(mén)水平式放水變?yōu)橛袎悍潘顾骷铀俅蟠笏扌∑浞潘跈M載面，每個(gè)自吸式泄洪發(fā)電管道系統(tǒng)單元的泄洪量及發(fā)電可由調(diào)節(jié)閥(18)、工作電控閥(14)調(diào)節(jié)控制，庫(kù)水位高時(shí)調(diào)節(jié)閥(18)開(kāi)口大泄洪量大，工作電控閥(14) 一端接至主管(I)出水口另一端接至水輪發(fā)電機(jī)組(15);調(diào)節(jié)閥(18)從主管
(I)分支接出并將尾水管(16)接至河流單獨(dú)排泄；或延長(zhǎng)此尾水管(16)并與發(fā)電尾水管
(16)并聯(lián)聯(lián)接，宜可將水輸送異地調(diào)節(jié)水資源不均的現(xiàn)象，逆止閥(2)可按圖3從主管(I)上分支接出，止水電控閥(3)和逆止閥(2)都應(yīng)浸在水中防存氣漏氣，系統(tǒng)激活后止水電控閥(3)應(yīng)處在打開(kāi)狀態(tài)，該系統(tǒng)可因地制宜不受地理地形條件限制，進(jìn)水口可伸入水庫(kù)任何部位及深度；發(fā)電機(jī)組(15)及出水口尾水管(16)可固定在壩址下游任何適宜處，除管道系統(tǒng)、發(fā)電機(jī)組外無(wú)需其它設(shè)施，大大筒化了原泄洪門(mén)這種設(shè)計(jì)；降低成本并增加了其適應(yīng)性；根據(jù)具體情況將泄洪門(mén)設(shè)計(jì)改為《泄洪發(fā)電管道系統(tǒng)》或?qū)⒃撓到y(tǒng)串插于泄洪門(mén)設(shè)計(jì)之中；或?qū)⑿购殚T(mén)設(shè)計(jì)改為《自吸式泄洪管道系統(tǒng)》筒化復(fù)雜的傳統(tǒng)泄洪門(mén)設(shè)計(jì)，該系統(tǒng)關(guān)閉工作電控閥(14)打開(kāi)調(diào)節(jié)閥(18)既進(jìn)行單項(xiàng)泄洪功能，除利用洪水發(fā)電外也可作為一種永久性發(fā)電系統(tǒng)。本技術(shù)改變了傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)理念與疆局；為某些復(fù)雜的發(fā)電廠(chǎng)房設(shè)計(jì)打開(kāi)一條新思路，為開(kāi)辟一個(gè)新的能源領(lǐng)域一洪水資源利用打開(kāi)了一個(gè)新途經(jīng)，使浪費(fèi)了的巨大洪水資源得到利用，使復(fù)雜廠(chǎng)房設(shè)計(jì)筒單化，將現(xiàn)有水利水電工程因地制宜地增設(shè)串插泄洪發(fā)電管道系統(tǒng)，為充分利用現(xiàn)有水電設(shè)施緩解日趨緊張的能源、水資源和充分?jǐn)U大現(xiàn)有水電站功能將有著極其重要的作用和巨大的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益。【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0009]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的描述。
[0010]圖1是本發(fā)明結(jié)構(gòu)原理示意圖。圖中封閉式管道系統(tǒng)中；主管(I);水沙泥吸流管與發(fā)電引水管為一體的主管，逆止閥(2);灌入引水和激活時(shí)的自動(dòng)開(kāi)關(guān)，止水電控閥(3)；管道系統(tǒng)激活開(kāi)始工作后防止水從逆止閥進(jìn)入管道系統(tǒng)，根據(jù)淤積狀況將多個(gè)電控閥(7)依次固定在主管(I)上并與主固定吸沙管(4)聯(lián)接；主固定吸沙管(4)又分接出支吸沙管
(5)以擴(kuò)大吸淤范圍，吸沙管進(jìn)口用篩頭(6)固定；防止吸入超大物堵塞管道和損壞水能機(jī)，電控閥(7);通過(guò)對(duì)此閥的啟閉調(diào)節(jié)來(lái)控制不同區(qū)段的主固定吸沙管和支吸沙管的工作狀態(tài)達(dá)到分時(shí)分區(qū)段逐步清除的目的，活動(dòng)可調(diào)吸沙管備用接口(8);主要用作固定吸沙管可能出現(xiàn)的盲區(qū)淤積現(xiàn)象而進(jìn)行的臨時(shí)性人工操作補(bǔ)充清除的備用吸沙管接口，排氣電控閥(9);起灌入引水和管中有空氣時(shí)排氣用，引水電控閥(10);通過(guò)此閥灌入引水后激活管內(nèi)水自流，引水泵(11);泵入引水用，比重計(jì)電感應(yīng)閥(12);撿查排淤中的泥沙含量及了解吸沙區(qū)段淤積狀況和計(jì)算排沙量，撿修電控閥(13);系統(tǒng)撿修用，工作電控閥(14);管道系統(tǒng)激流起動(dòng)及系統(tǒng)工作啟閉閥，水能發(fā)電機(jī)組(15);水能發(fā)電，尾水管(16);水沙泥發(fā)電后；宜可排入下游河流或延長(zhǎng)此管將水沙泥輸送異地減少對(duì)下游河道影響及泥沙堆積難問(wèn)題；并同時(shí)解決了輸入地水資源需求和對(duì)泥沙的利用，電氣操控系統(tǒng)(17);發(fā)電與管道系統(tǒng)中各電氣操作控制，調(diào)節(jié)閥(18);根據(jù)庫(kù)水位高低調(diào)節(jié)發(fā)電沖水量或?qū)⒋宋菜芘c發(fā)電機(jī)尾水延長(zhǎng)管聯(lián)接將水沙泥輸送異地。
[0011]圖2是本發(fā)明管道系統(tǒng)主管(I)在大壩上游河流斷面的幾種布置形式；既河流兩岸邊或單邊布置形式(I);水中兩邊或單邊布置形式(II);河底單管或雙管布置形式
(III)。
[0012]圖3是自吸式泄洪發(fā)電管道系統(tǒng)示意圖。圖中調(diào)節(jié)閥(18)全部打開(kāi)并關(guān)閉工作電控閥(14)即進(jìn)行單項(xiàng)泄洪功能，調(diào)節(jié)閥(18)根據(jù)庫(kù)水位高低宜可控制泄洪量大小和控制發(fā)電沖水量，工作電控閥(14)打開(kāi)此閥既沖水發(fā)電；此閥也可與(18)閥共同調(diào)節(jié)發(fā)電沖水量或泄洪量，該系統(tǒng)的電控操作除去掉吸淤管系統(tǒng)和上述情況外其它基本保持不變。
【具體實(shí)施方式】
[0013]本【具體實(shí)施方式】是將主管(I)按圖2中(I)的布置形式沿大壩岸邊固定，主管(I)的尾端進(jìn)水口安裝逆止閥(2)和止水電控工作閥(3)，主管(I)出水口安裝比重計(jì)電感應(yīng)閥
(12);通過(guò)此電感應(yīng)閥撿查主管(I)中泥沙含量和了解吸沙區(qū)段淤積狀況并計(jì)算排除的泥沙量，撿修電控閥(13) —端與主管⑴出水口聯(lián)接另一端與工作電控閥(14)聯(lián)接；工作電控閥(14)另一端與水能發(fā)電機(jī)組(15)的進(jìn)水口聯(lián)接，調(diào)節(jié)閥(18)接在工作電控閥(14)前主管(I)上，水能發(fā)電機(jī)組(15)和電氣操作系統(tǒng)(17)可因地制宜地固定在壩址下游適宜處，發(fā)電機(jī)尾水管(16)伸入河流一定部位或延伸此管將水沙泥混合物輸送至其它異地，調(diào)節(jié)閥(18)的尾水管(16)可與發(fā)電機(jī)尾水延伸管并聯(lián)達(dá)到輸送異地和發(fā)揮共同調(diào)節(jié)作用，主管(I)長(zhǎng)短根據(jù)水庫(kù)淤積情況確定并設(shè)立伸縮段，根據(jù)不同的淤積狀態(tài)確定電控閥(7)及主固定吸沙管(4)在主管(I)上的分布數(shù)量及間隔和支吸沙管(5)的布局，吸沙管進(jìn)口用篩頭(6)固定防止超大物進(jìn)入管內(nèi)，每個(gè)主固定吸沙管(4)上安裝電控閥(7)該閥需安裝在河流水中以防止氣體進(jìn)入；通過(guò)對(duì)該閥啟閉的遠(yuǎn)程控制達(dá)到分時(shí)分區(qū)段對(duì)泥沙的依序清除，固定吸沙管(4)可能造成的盲區(qū)所淤積的泥沙由活動(dòng)可調(diào)吸沙管備用接口(8)接臨時(shí)吸沙管進(jìn)行不定期清除，排氣電控閥(9)安裝在過(guò)壩段主管(I)最高點(diǎn)以利排氣，引水電控閥(10)可安裝在主管的適當(dāng)?shù)奈恢?，引水?11)視具體條件固定，管道系統(tǒng)的安裝應(yīng)確保閉封良好；管道系統(tǒng)主管(I)若按圖2中(II)、(III)形式固定則可消除空氣進(jìn)入。系統(tǒng)工作時(shí)所有閥門(mén)及發(fā)電通過(guò)電氣操作系統(tǒng)(17)操作控制，系統(tǒng)起動(dòng)前；先打開(kāi)排氣電控閥
(9)、引水電控閥(10)、撿修電控閥(13)、止水工作電控閥(3)并關(guān)閉其它所有電控閥門(mén)，然后起動(dòng)引水泵(11)從引水電控閥(10)灌入引水，排氣電控閥(9)出水后關(guān)閉引水泵(11)并隨即關(guān)閉(9)、(10)閥，而后打開(kāi)工作電控閥(14)，此時(shí)逆止閥(2)隨即自動(dòng)打開(kāi)；管道內(nèi)水流被激活后從壩體端開(kāi)始依次打開(kāi)需工作的固定吸沙管(4)的電控閥(7)，工作正常后關(guān)閉止水電控工作閥(3)，系統(tǒng)開(kāi)始吸淤發(fā)電。通過(guò)比重計(jì)電感應(yīng)閥(12)調(diào)取主管(I)內(nèi)水中泥沙含量以了解吸淤區(qū)段內(nèi)吸泥沙狀況和計(jì)算排除的泥沙量；并確定是否關(guān)閉該區(qū)段電控閥(7)而起動(dòng)下一區(qū)段的電控閥(7)進(jìn)行下一區(qū)段的吸淤清除發(fā)電并以此不間斷循環(huán)。根據(jù)具體情況在延長(zhǎng)尾水管(16)的情況下將泥沙水導(dǎo)流輸送異地防止對(duì)下游河流的影響及泥沙堆積難問(wèn)題；并解決輸入地水資源需求和泥沙利用問(wèn)題。
【權(quán)利要求】
1.《自吸式水庫(kù)清淤發(fā)電管道系統(tǒng)》，其技術(shù)特征是:通過(guò)布置排列伸入高水位水庫(kù)河流中的一個(gè)固定式封閉管道系統(tǒng)；其出水口與進(jìn)水口所形成的壓力差；經(jīng)過(guò)灌入引水激活后形成的真空自吸式流動(dòng)狀態(tài)，利用這種強(qiáng)大的自流吸引力，通過(guò)控制連接在主管(I)上各吸沙管電控閥(7)的一定順序?qū)⑺畮?kù)河流中淤積的泥沙分時(shí)依次循環(huán)吸入水沙泥輸送與發(fā)電引水主管(I)內(nèi)，使主管內(nèi)形成水沙泥的混合流動(dòng)物從而達(dá)到水庫(kù)河流泥沙清除與發(fā)電合而為一的一體化目的。
2.《自吸式水庫(kù)清淤發(fā)電管道系統(tǒng)》(I)，或通過(guò)延伸發(fā)電尾水管(16)并使調(diào)節(jié)閥(18)的尾水管(16)并聯(lián)至此延伸發(fā)電尾水管上；通過(guò)控制調(diào)節(jié)閥(18)和工作電控閥(14)使發(fā)電或不發(fā)電的情況下將泥沙導(dǎo)流輸送至異地；解決泥沙清除過(guò)程中對(duì)下游河流的影響及堆積難問(wèn)題；使輸入地水資源得到補(bǔ)充并解決了泥沙合理利用問(wèn)題，宜可通過(guò)調(diào)節(jié)閥(18)的控制使清除過(guò)程中水沙泥分為兩部份；一部分用于發(fā)電后排入下游河道內(nèi)另一部分輸送異地以減少和控制下游河道水流中的含沙量降低下游河道的淤積量。
3.《自吸式水庫(kù)清淤發(fā)電管道系統(tǒng)》(I)去掉五大部分中的(二)吸淤管系統(tǒng)和比重計(jì)電感應(yīng)閥(12);即成為《自吸式泄洪發(fā)電管道系統(tǒng)》或?qū)⑿购殚T(mén)設(shè)計(jì)改為《自吸式泄洪管道系統(tǒng)》，使巨大的洪水資源得到利用；使復(fù)雜的泄洪門(mén)設(shè)計(jì)和引水發(fā)電廠(chǎng)房設(shè)計(jì)變?yōu)橥矄蔚摹蹲晕叫购楣艿老到y(tǒng)》和《自吸式泄洪發(fā)電管道系統(tǒng)》設(shè)計(jì)。
【文檔編號(hào)】F03B13/08GK103925142SQ201410168335
【公開(kāi)日】2014年7月16日 申請(qǐng)日期:2014年4月22日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月22日
【發(fā)明者】成松橋 申請(qǐng)人:成松橋