海水立體發(fā)電系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種海水立體發(fā)電系統(tǒng)，包括一個封閉結(jié)構(gòu)的深井和發(fā)電機(jī)，深井的頂板上相通連接有用于將深井內(nèi)空間與深井外大氣接通的第一氣管，深井內(nèi)設(shè)有發(fā)電平臺，發(fā)電機(jī)安裝于發(fā)電平臺上，發(fā)電機(jī)的輸出電力通過電纜引出至深井外，深井位于長度方向的第一側(cè)壁的頂部設(shè)有入水口，入水口內(nèi)側(cè)安裝有由控制器控制啟閉的進(jìn)水閘門，深井的與第一側(cè)壁相對的第二側(cè)壁的底部設(shè)有出水口，出水口內(nèi)側(cè)安裝有由控制器控制啟閉的出水閘門。本發(fā)明通過制造深井并將其安裝于海、江或河的水域內(nèi)或岸邊，利用自然條件下的海水或河水的勢能發(fā)電，使海、江、河成為取之不盡、用之不竭的天然動力源，可以極大限度地開發(fā)利用成本低、污染小的水電。
【專利說明】海水立體發(fā)電系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種發(fā)電系統(tǒng)，尤其涉及一種利用海、江、河的流水發(fā)電的海水立體發(fā)電系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]目前的電力系統(tǒng)中，火電依然占據(jù)較大份額，這是因為水電的利用率依然不夠，而風(fēng)電和核電等也各自存在一些技術(shù)或能源上的不足，導(dǎo)致成本高、污染大的火電依然無法被完全替代。水電系統(tǒng)因其具有成本低、污染小的優(yōu)點，是理想的發(fā)電系統(tǒng)。但是，水電的動力源——河流存在一些自然條件的約束:為了提高水的勢能，需要盡量增大水的落差，現(xiàn)在采用的方式是建立攔河大壩形成水庫，從而在水庫的攔河壩位置形成足夠大的水深，將高位的水引至低位的發(fā)電機(jī)，由高落差、高勢能的水沖擊發(fā)電機(jī)的水輪，實現(xiàn)發(fā)電的目的。但建設(shè)水庫會淹沒大片區(qū)域，因此需要移民，而且水庫建設(shè)也非常費(fèi)時費(fèi)力，所以建設(shè)成本很高；另外，水庫建成后，因常年蓄水的大面積的水域會產(chǎn)生大量的水蒸氣，對水庫周圍的自然環(huán)境會造成一定影響。
[0003]海、江、河本來就有足夠的水深，水深大的達(dá)到幾千米，水深小的也很各易達(dá)到200米以上，如果能夠利用海、江、河的自然水源發(fā)電，則會擁有源源不斷的動力源，在枯水季節(jié)也有足夠的動力保障，從而可逐漸取代火電等高成本、高污染的發(fā)電系統(tǒng)。本發(fā)明正是基于這個思路而研發(fā)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的就在于為了解決上述問題而提供一種利用海、江、河的流水發(fā)電的海水立體發(fā)電系統(tǒng)。
[0005]本發(fā)明通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)上述目的:
[0006]一種海水立體發(fā)電系統(tǒng)，包括一個封閉結(jié)構(gòu)的深井和發(fā)電機(jī)，所述深井的深度為150?300米、長度為10?20米、寬度為4?6米，所述深井的頂板上相通連接有用于將深井內(nèi)空間與深井外大氣接通的第一氣管，所述深井內(nèi)距離井底25米以上、50米以下的位置設(shè)有發(fā)電平臺，所述發(fā)電機(jī)安裝于所述發(fā)電平臺上，所述發(fā)電機(jī)的輸出電力通過電纜引出至所述深井外，所述深井位于長度方向的第一側(cè)壁的頂部設(shè)有入水口，所述入水口內(nèi)側(cè)安裝有由控制器控制啟閉的進(jìn)水閘門，所述深井的與所述第一側(cè)壁相對的第二側(cè)壁的底部設(shè)有出水口，所述出水口內(nèi)側(cè)安裝有由控制器控制啟閉的出水閘門。
[0007]應(yīng)用時，將本系統(tǒng)安裝于大?；虼蠛拥乃騼?nèi)或岸邊，若安裝在水域內(nèi)，深井位于水下，其具體深度位置根據(jù)需要而定，使深井的入水口到出水口的方向為水流方向；若安裝在岸邊，深井位于地面下靠近地面的位置，在地面開挖引水溝道將水引至入水口，并開挖隧道將出水口流出的水排至大?；虼蠛觾?nèi)。深井的垂直高度讓入水口進(jìn)入的水產(chǎn)生足夠大的勢能，沖擊發(fā)電機(jī)的水輪，使發(fā)電機(jī)發(fā)電；沖擊水輪后的水再排入大?；虼蠛?，從而在不用建設(shè)水庫的情況下利用了大海或大河的水動力發(fā)電。通過進(jìn)水閘門和出水閘門對進(jìn)水時間和出水時間進(jìn)行精確控制，實現(xiàn)發(fā)電和排水控制。第一氣管則使深井內(nèi)的氣壓與外界保持一致，在深井內(nèi)進(jìn)水過程中排出氣體保證順利進(jìn)水，在排水過程中保持氣壓以順利排水。
[0008]優(yōu)選地，所述深井的深度為200米、長度為15米、寬度為5米，所述發(fā)電平臺距離井底30米，所述第一氣管的上端為“η”形。將第一氣管的上端設(shè)計為“η”形利于防止外界物質(zhì)對深井內(nèi)的污染和其它影響。
[0009]進(jìn)一步，所述深井的第一側(cè)壁上靠近所述入水口的內(nèi)壁上安裝有引流管，所述引流管的入水前端與所述深井的內(nèi)壁密封連接，所述引流管的出水后端位于所述發(fā)電機(jī)的水輪的正上方，所述引流管的前段內(nèi)徑大于后段內(nèi)徑，所述引流管的后段為“N”形虹吸管，所述引流管與所述第一氣管之間通過支氣管相通連接；所述深井內(nèi)位于所述出水口上方且靠近所述出水口的位置設(shè)有儲水平臺，所述儲水平臺上遠(yuǎn)離所述出水口的位置安裝有“η”形水管，所述“η”形水管的入水前端與所述儲水平臺之間設(shè)有進(jìn)水間隙，所述“η”形水管的出水后端穿過所述儲水平臺后置于所述儲水平臺的下方，所述“η”形水管的后段安裝有由控制器控制啟閉的排水閘門，所述深井的井底上方位于所述儲水平臺下方的空間為流水空間，所述流水空間內(nèi)設(shè)有多個首尾相連的“ζ”形通道組成的流水通道，所述流水通道的入水端位于所述“η”形水管的出水后端的下方，所述流水通道的出水端與所述出水口相通，所述儲水平臺上安裝有用于將流水空間與深井外大氣接通的第二氣管，所述第二氣管的上端穿過所述發(fā)電平臺和所述深井的頂板。上述結(jié)構(gòu)的目的是使進(jìn)水和出水過程中都能形成虹吸現(xiàn)象，從而增加水壓，利于提高水動力的利用率，并增大水流出深井前的動能，防止深井外的流水倒灌。
[0010]為了進(jìn)一步增大水流出深井前的動能，所述流水通道的入水端高于出水端。
[0011]具體地，所述流水通道為水管；或者，所述流水通道由隔板將所述流水空間隔離而成。
[0012]為了防止外界物質(zhì)對流水空間的污染和其它影響，所述第二氣管的上端為“η”形。
[0013]根據(jù)需要，所述深井固定安裝于海、江、河的水域底部，或安裝于海、江、河內(nèi)的大型船只底部，或安裝于海、江、河內(nèi)的大型水母上；或安裝于岸邊的地面以下。
[0014]本發(fā)明的有益效果在于:
[0015]本發(fā)明通過制造深井并將其安裝于海、江或河的水域內(nèi)或岸邊，利用自然條件下的海、江或河的勢能發(fā)電，使海、江、河成為取之不盡、用之不竭的天然動力源，可以極大限度地開發(fā)利用成本低、污染小的水電，并能夠取代成本高、污染大的火電，為社會解決能源短缺、環(huán)境污染的問題。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]圖1是本發(fā)明所述海水立體發(fā)電系統(tǒng)的立體結(jié)構(gòu)示意圖之一；
[0017]圖2是本發(fā)明所述海水立體發(fā)電系統(tǒng)的立體結(jié)構(gòu)示意圖之二。
【具體實施方式】
[0018]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步說明:
[0019]下面以兩個實施例對本發(fā)明進(jìn)行說明，其中，實施例1為框架式結(jié)構(gòu)，主要目的是闡明海水立體發(fā)電系統(tǒng)的整體方案，實施例2為優(yōu)選的具體結(jié)構(gòu)，優(yōu)化了部分局部結(jié)構(gòu)。[0020]實施例1:
[0021]如圖1所示，本發(fā)明提供了一種海水立體發(fā)電系統(tǒng)，包括一個封閉結(jié)構(gòu)的深井I和發(fā)電機(jī)6，深井I的深度為H1+H2 = 200米、長度LI為15米、寬度L2為5米，深井I的頂板上相通連接有用于將深井I內(nèi)的空間與深井I外的大氣接通的第一氣管2，第一氣管2的上端為“η”形，深井I內(nèi)距離井底的距離Η2為30米的位置設(shè)有發(fā)電平臺7，發(fā)電機(jī)6安裝于發(fā)電平臺7上，發(fā)電機(jī)6的輸出電力通過電纜10引出至深井I外，深井I位于長度方向的第一側(cè)壁的頂部設(shè)有入水口 4，入水口 4的內(nèi)側(cè)安裝有由控制器控制啟閉的進(jìn)水閘門3，深井I的與第一側(cè)壁相對的第二側(cè)壁的底部設(shè)有出水口 8，出水口 8的內(nèi)側(cè)安裝有由控制器控制啟閉的出水閘門9。
[0022]上述深井I可以這樣建造:在車間生產(chǎn)多根2米或更長的圓錐形鋼筋水泥柱扎入水底，在其上安裝深井I的底板，底板由多塊鋼筋水泥板組合而成；井壁在底板上層層疊加鋼筋水泥板，每層之間用密封膠墊密封，每層的鋼筋水泥板都在車間完成制造，用船形吊車吊裝；深井I的頂板與底板形狀一致，也是先加工后吊裝。在安裝井壁的鋼筋水泥板的過程中，還要安裝好發(fā)電平臺7和發(fā)電機(jī)6，發(fā)電平臺7也采用鋼筋水泥板。深井I的制作和安裝，以及發(fā)電機(jī)的安裝還可用其它方法，比如，還可以將整個海水立體發(fā)電系統(tǒng)在車間全部加工好，或在岸邊全部組裝好，然后整體吊裝到海、江或河內(nèi)的超級水母上，或者整體吊裝至大船如航母的底部安裝，這種情況則需要將氣管進(jìn)行側(cè)位安裝，或與船只內(nèi)的空氣通道連通；這兩種安裝方式都為移動式，成為流動的發(fā)電系統(tǒng)。以上制造、組裝和安裝都能夠在現(xiàn)有技術(shù)基礎(chǔ)上完成，不是本發(fā)明的重點。
[0023]如圖1所示，應(yīng)用時，將深井I固定安裝于海、江、河的水域底部，或安裝于海、江、河內(nèi)的大型船只底部，或安裝于海、江、河內(nèi)的大型水母上；或安裝于岸邊的地面以下。若安裝在水域內(nèi)，深井I位于水下，其具體深度位置根據(jù)需要而定，使深井I的入水口 4到出水口 8的方向為水流方向；或者，整體吊裝至大型水母上或安裝于大船如航母的底部；若安裝在岸邊，深井I位于地面下靠近地面的位置，在地面開挖引水溝道將水引至入水口 4，并開挖隧道將出水口 8流出的水排至海、江、河內(nèi)。發(fā)電時，通過控制器控制進(jìn)水閘門3開啟，海水或河水首先由入水口 4進(jìn)入深井I內(nèi)，由上而下流下沖擊發(fā)電機(jī)6的水輪5，由于水流下的高度Hl達(dá)到170米，產(chǎn)生巨大的勢能，所以能沖擊水輪5持續(xù)旋轉(zhuǎn)，發(fā)電機(jī)6產(chǎn)生的電經(jīng)電纜10送出至變電站。沖擊水輪5后的水先儲存于深井I內(nèi)的下部，待其高度快要到達(dá)發(fā)電平臺7的下表面時，通過控制器控制出水閘門9開啟，水順著海、江、河的水流的方向排放。進(jìn)水閘門3和出水閘門9的啟閉根據(jù)需要由控制器精確控制，從而實現(xiàn)發(fā)電啟停、排水啟停的控制。
[0024]實施例2:
[0025]如圖2所示，本實施例在實施例1的基礎(chǔ)上進(jìn)行局部結(jié)構(gòu)優(yōu)化，具體優(yōu)化的結(jié)構(gòu)為:
[0026]深井I的第一側(cè)壁上靠近入水口 4的內(nèi)壁上安裝有引流管12，引流管12的入水前端(即圖中的右端)與深井I的內(nèi)壁密封連接，引流管12的出水后端(即圖中的左端)位于發(fā)電機(jī)6的水輪5的正上方，引流管12的前段內(nèi)徑大于后段內(nèi)徑，引流管12的后段為“N”形虹吸管，引流管12與第一氣管2之間通過支氣管11相通連接；深井I內(nèi)位于出水口9的上方且靠近出水口 9的位置設(shè)有儲水平臺13，儲水平臺13上遠(yuǎn)離出水口 9的位置安裝有“η”形水管14，“η”形水管14的入水前端(即圖中的上端)與儲水平臺13之間設(shè)有進(jìn)水間隙(圖中未標(biāo)記)，“η”形水管14的出水后端(即圖中的下端)穿過儲水平臺13后置于儲水平臺13的下方，“η”形水管14的后段安裝有由控制器控制啟閉的排水閘門15，深井I的井底上方位于儲水平臺13下方的空間為流水空間(圖中未標(biāo)記)，流水空間內(nèi)設(shè)有多個首尾相連的“ζ”形通道組成的流水通道16，流水通道16的入水端(圖中的右端)位于“η”形水管14的出水后端的下方，流水通道的出水端(圖中的左端)與出水口 8相通，流水通道16的入水端高于出水端，儲水平臺13上安裝有用于將流水空間與深井I外的大氣接通的第二氣管17，第二氣管17的上端穿過發(fā)電平臺7和深井I的頂板，第二氣管17的上端為“η”形。流水通道16由隔板將流水空間隔離而成，也可為水管。
[0027]發(fā)電時，通過控制器控制進(jìn)水閘門3開啟，海水或河水首先由入水口 4進(jìn)入引流管12內(nèi)，由于引流管12的后段為“N”形虹吸管，所以水流會在形成虹吸效應(yīng)后噴出引流管12，虹吸效應(yīng)所需的大氣壓力由支氣管11和第一氣管2實現(xiàn)，在虹吸作用下，引流管12噴出的水的壓力比正常流下更大，所以提高了發(fā)電機(jī)6的發(fā)電效率。沖擊水輪5后的水先儲存于深井I內(nèi)儲水平臺13以上發(fā)電平臺7以下的空間內(nèi)，待其高度快要到達(dá)發(fā)電平臺7的下表面時，通過控制器控制排水閘門15開啟，水在“η”形水管14內(nèi)形成虹吸效應(yīng)，然后由“η”形水管14的出口噴出，流入流水通道16內(nèi)，經(jīng)過較長距離的“ζ”形通道后，在快要達(dá)到出水口 8時，通過控制器控制出水閘門9開啟，高速流出的水流便沖出出水口 8，并順著海、江、河的水流的方向排放。
[0028]上述實施例只是本發(fā)明的較佳實施例，并不是對本發(fā)明技術(shù)方案的限制，只要是不經(jīng)過創(chuàng)造性勞動即可在上述實施例的基礎(chǔ)上實現(xiàn)的技術(shù)方案，均應(yīng)視為落入本發(fā)明專利的權(quán)利保護(hù)范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種海水立體發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于:包括一個封閉結(jié)構(gòu)的深井和發(fā)電機(jī)，所述深井的深度為150?300米、長度為10?20米、寬度為4?6米，所述深井的頂板上相通連接有用于將深井內(nèi)空間與深井外大氣接通的第一氣管，所述深井內(nèi)距離井底25米以上、50米以下的位置設(shè)有發(fā)電平臺，所述發(fā)電機(jī)安裝于所述發(fā)電平臺上，所述發(fā)電機(jī)的輸出電力通過電纜引出至所述深井外，所述深井位于長度方向的第一側(cè)壁的頂部設(shè)有入水口，所述入水口內(nèi)側(cè)安裝有由控制器控制啟閉的進(jìn)水閘門，所述深井的與所述第一側(cè)壁相對的第二側(cè)壁的底部設(shè)有出水口，所述出水口內(nèi)側(cè)安裝有由控制器控制啟閉的出水閘門。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的海水立體發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于:所述深井的深度為200米、長度為15米、寬度為5米，所述發(fā)電平臺距離井底30米，所述第一氣管的上端為“η”形。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的海水立體發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于:所述深井的第一側(cè)壁上靠近所述入水口的內(nèi)壁上安裝有引流管，所述引流管的入水前端與所述深井的內(nèi)壁密封連接，所述引流管的出水后端位于所述發(fā)電機(jī)的水輪的正上方，所述引流管的前段內(nèi)徑大于后段內(nèi)徑，所述引流管的后段為“N”形虹吸管，所述引流管與所述第一氣管之間通過支氣管相通連接；所述深井內(nèi)位于所述出水口上方且靠近所述出水口的位置設(shè)有儲水平臺，所述儲水平臺上遠(yuǎn)離所述出水口的位置安裝有“η”形水管，所述“η”形水管的入水前端與所述儲水平臺之間設(shè)有進(jìn)水間隙，所述“η”形水管的出水后端穿過所述儲水平臺后置于所述儲水平臺的下方，所述“η”形水管的后段安裝有由控制器控制啟閉的排水閘門，所述深井的井底上方位于所述儲水平臺下方的空間為流水空間，所述流水空間內(nèi)設(shè)有多個首尾相連的“ζ”形通道組成的流水通道，所述流水通道的入水端位于所述“η”形水管的出水后端的下方，所述流水通道的出水端與所述出水口相通，所述儲水平臺上安裝有用于將流水空間與深井外大氣接通的第二氣管，所述第二氣管的上端穿過所述發(fā)電平臺和所述深井的頂板。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的海水立體發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于:所述流水通道的入水端高于出水端。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的海水立體發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于:所述流水通道為水管；或者，所述流水通道由隔板將所述流水空間隔離而成。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的海水立體發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于:所述流水通道為水管；或者，所述流水通道由隔板將所述流水空間隔離而成。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的海水立體發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于:所述第二氣管的上端為“η”形。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的海水立體發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于:所述深井固定安裝于海、江、河的水域底部,或安裝于海、江、河內(nèi)的大型船只底部，或安裝于海、江、河內(nèi)的大型水母上；或安裝于岸邊的地面以下。
【文檔編號】F03B13/08GK103939266SQ201410203356
【公開日】2014年7月23日 申請日期:2014年5月15日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月15日
【發(fā)明者】趙雪砜, 錢維忠, 楊德才, 錢夢圓, 趙泯淙 申請人:趙雪砜