本發(fā)明涉及水力發(fā)電技術(shù)領(lǐng)域，具體來講是一種無壩沉浸式水力發(fā)電系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

現(xiàn)有水力發(fā)電技術(shù)是利用河流、湖泊等位于高處具有位能的水流至低處，將其中所含之位能轉(zhuǎn)換成水輪機(jī)之動能，再以水輪機(jī)為原動力，推動發(fā)電機(jī)產(chǎn)生電能。常規(guī)水力發(fā)電在某種意義上講是水的位能轉(zhuǎn)變成機(jī)械能，再轉(zhuǎn)變成電能的過程。水力發(fā)電往往是綜合利用水資源的一個(gè)重要組成部分，與航運(yùn)、養(yǎng)殖、灌溉、防洪和旅游組成水資源綜合利用體系。

常規(guī)水電站樞紐或者水力樞紐，簡稱水電站。水電站是將水能轉(zhuǎn)換為電能的綜合工程設(shè)施。一般包括由擋水建筑物，如大壩和水電站引水系統(tǒng)、發(fā)電廠房、機(jī)電設(shè)備等，從某種意義上講，大壩幾乎就是水電站的標(biāo)志。水庫的高水位水經(jīng)引水系統(tǒng)流入廠房推動水輪發(fā)電機(jī)組發(fā)出電能，再經(jīng)升壓變壓器、開關(guān)站和輸電線路輸入電網(wǎng)。

因水能是一種取之不盡、用之不竭、可再生的清潔能源。所以水力發(fā)電具有效率高，發(fā)電成本低，機(jī)組啟動快，調(diào)節(jié)容易等優(yōu)點(diǎn)。但為了有效利用天然水能，需要人工修建能集中水流落差和調(diào)節(jié)流量的水工建筑物，如大壩、引水管涵等，有時(shí)還需前期安頓大量移民，因此工程投資大、建設(shè)周期長；且由于是利用自然水流，受自然條件的影響較大。

隨著時(shí)代的發(fā)展，常規(guī)水力發(fā)電技術(shù)越來越暴露出不可忽視的弊端，特別是對生態(tài)環(huán)境的破壞影響：水壩能夠破壞生物的多樣性、有生產(chǎn)力的低地、沿江河谷森林、濕地和草原，水庫能夠引起周邊地區(qū)棲息地的細(xì)碎化和導(dǎo)致水土流失的惡化，以至影響周圍區(qū)域的上游和下游的水生生態(tài)系統(tǒng)。而特大型水壩在戰(zhàn)爭來臨時(shí)最容易受到敵對國的攻擊威脅。

對生態(tài)環(huán)境的破壞影響有以下幾方面：對地理方面，巨大的水庫可能引起地表的活動，如滑坡、塌陷等，甚至誘發(fā)地震。此外，還會引起流域水文上的改變，如下游水位降低或來自上游的泥沙減少等。水庫建成截流后，由于蒸發(fā)量大，氣候涼爽且較穩(wěn)定，降雨量減少，這必將改變了庫區(qū)和下游的水流、水溫、氣候、地質(zhì)、植被等；對生物方面，水庫建成后，可能會造成大量的野生動植物被淹沒死亡，甚至全部滅絕，由于上游生態(tài)環(huán)境的改變，會使洄游魚類受到影響，導(dǎo)致滅絕或種群數(shù)量減少。同時(shí)為一些地區(qū)性疾病(如血吸蟲病)的蔓延創(chuàng)造了條件；對水質(zhì)的物理化學(xué)性質(zhì)方面， 水庫流入和流出的水水在化學(xué)、物理和生物方面都會發(fā)生變化。

常規(guī)水電工程在施工過程中還可能會涉及自然保護(hù)區(qū)、風(fēng)景名勝區(qū)、水源保護(hù)區(qū)等生態(tài)敏感區(qū)。如何有效保護(hù)好這些自然、文化遺產(chǎn)，也是水電資源開發(fā)中要面臨 的重要問題之一。

常規(guī)水力發(fā)電利弊共存，如何更好的開發(fā)水電資源，就需要揚(yáng)長避短，充分利用其優(yōu)勢，并盡最大可能消除它帶來的負(fù)面效應(yīng)，使水力發(fā)電真正成為一個(gè)可持續(xù)發(fā)展的發(fā)電方式，以順應(yīng)時(shí)代的發(fā)展。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，在此提供一種無壩沉浸式水力發(fā)電系統(tǒng)；使其具有減少移民、最大限度降低對河流自然生態(tài)環(huán)境的影響、縮短工程建設(shè)周期、降低項(xiàng)目投資等特點(diǎn)。

本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的，構(gòu)造一種無壩沉浸式水力發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于：包括由截流閘、導(dǎo)流堤、單元水輪發(fā)電機(jī)組、機(jī)座、電纜、并網(wǎng)整流控制中心、輸變電站；

所述的截流閘整個(gè)垂直與河流方向，其作用是在安裝、維護(hù)水輪發(fā)電機(jī)組前先將河流阻隔；

所述導(dǎo)流堤其平行于河流方向，其作用是和一側(cè)河岸組成導(dǎo)流渠，在截留時(shí)疏通；

所述單元水輪發(fā)電機(jī)組其安裝在截流閘下游，以列陣方式整體沉浸安裝在水中，其軸向與河流方向平行，其作用是直接將河流的動能轉(zhuǎn)換為電能；

所述機(jī)座固定在河床上；電纜將單元水輪發(fā)電機(jī)組發(fā)出的電流輸送匯集到并網(wǎng)整流控制中心，由網(wǎng)整流控制中心其將單元水輪發(fā)電機(jī)組發(fā)出的電流整流，再由輸變電站將電流升壓后即可向電網(wǎng)輸電。

根據(jù)本發(fā)明所述一種無壩沉浸式水力發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于：其中，單元水輪發(fā)電機(jī)組其基本構(gòu)成是發(fā)電機(jī)與行星式增速器通過聯(lián)軸器聯(lián)結(jié)，固定安裝在密閉的機(jī)殼內(nèi)，行星式增速器的動力輸入軸伸出機(jī)殼，其軸端裝配上扇形葉輪；單元水輪發(fā)電機(jī)組的安裝方向是葉輪在下游；水流沖擊葉輪，推動葉輪以一定的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)，再通過行星式增速器的作用，將動力的轉(zhuǎn)速提高，以讓發(fā)電機(jī)發(fā)出符合要求的電流。

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于：

常規(guī)水力發(fā)電技術(shù)的理論出發(fā)點(diǎn)是僅僅充分利用水的位能，為了獲得高的水位能，而將大壩建得很高，通常又為了最大限度地挖掘河流的水能蘊(yùn)藏量，常采用梯級發(fā)電方式，這又更加大了對河流生態(tài)環(huán)境的破壞程度。而新發(fā)明技術(shù)突破了原固有思維，其理論出發(fā)點(diǎn)是直接地充分利用水流的動能，而無需建筑大壩，可以設(shè)想，在人煙稀少的河流上游，或基本無航運(yùn)的河段，甚至整條河流，只要水流動能足夠，都可加以整合利用起來用于發(fā)電，因沒有了大壩，所以這就從根本上徹底顛覆了常規(guī)水力發(fā)電技術(shù)的弊端，于是新技術(shù)才是真正意義上的環(huán)保科技。新技術(shù)的推廣應(yīng)用將發(fā)揮很大經(jīng)濟(jì)價(jià)值和社會效益，還必將推動水力發(fā)電理論技術(shù)的研究發(fā)展和裝備的制造水平。

附圖說明

圖1是本發(fā)明無壩沉浸式水力發(fā)電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)立體示意圖

圖2 本發(fā)明單元水輪發(fā)電機(jī)組的結(jié)構(gòu)示意圖

圖3是本發(fā)明并網(wǎng)整流控制中心、輸變電站之間連接示意圖。

其中：1-截流閘、2-導(dǎo)流堤、3-單元水輪發(fā)電機(jī)組、4-機(jī)座、5-電纜6-并網(wǎng)整流控制中心、7-輸變電站、8-機(jī)殼、9-發(fā)電機(jī)、10-行星式增速器、11-扇形葉輪、12-閘門。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合附圖1-3對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明，對本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

結(jié)合圖1、圖2、圖3，本發(fā)明所述無壩沉浸式水力發(fā)電系統(tǒng)的具體實(shí)施方式如下：包括截流閘1、導(dǎo)流堤2、單元水輪發(fā)電機(jī)組3、機(jī)座4、電纜5、并網(wǎng)整流控制中心6、變輸電站7；截流閘1整個(gè)垂直與河流方向，其作用是在安裝、維護(hù)水輪發(fā)電機(jī)組前先將河流阻隔；導(dǎo)流堤2平行于河流方向，其作用是和一側(cè)河岸組成導(dǎo)流渠，在截留時(shí)疏通；一定數(shù)量的單元水輪發(fā)電機(jī)組3安裝在截流閘1下游，以列陣方式整體沉浸安裝在水中，其軸向與河流方向平行，其作用是直接將河流的動能傳哈為電能；機(jī)座4固定在河床上；電纜5將單元水輪發(fā)電機(jī)組發(fā)出的電流輸送匯集到并網(wǎng)整流控制中心6，輸變電站7將電流升壓后即可向電網(wǎng)輸電。

其中，如圖2所示：單元水輪發(fā)電機(jī)組3的基本構(gòu)成是：發(fā)電機(jī)9與行星式增速器10通過聯(lián)軸器聯(lián)結(jié)，固定安裝在密閉的機(jī)殼8內(nèi)，行星式增速器10的動力輸入軸伸出機(jī)殼，其軸端裝配上扇形葉輪11。單元水輪發(fā)電機(jī)組的安裝方向是葉輪在下游；水流沖擊葉輪，推動葉輪以一定的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)，再通過行星式增速器的作用，將動力的轉(zhuǎn)速提高，以讓發(fā)電機(jī)發(fā)出符合要求的電流。

因單元水輪發(fā)電機(jī)組發(fā)出的電流不一致，故并網(wǎng)整流控制中心需將電流整流，以滿足并網(wǎng)要求。

然而，本發(fā)明所述的無壩沉浸式水力發(fā)電系統(tǒng)突破了原固有思維，其理論出發(fā)點(diǎn)是直接地充分利用水流的動能，而無需建筑大壩：主要由截流閘、導(dǎo)流堤、單元水輪發(fā)電機(jī)組、機(jī)座、電纜、并網(wǎng)整流控制中心、變輸電站等基本構(gòu)成。截流閘整個(gè)垂直與河流方向，其作用是在安裝、維護(hù)水輪發(fā)電機(jī)組前先將河流阻隔；導(dǎo)流堤平行于河流方向，其作用是和一側(cè)河岸組成導(dǎo)流渠，在截留時(shí)疏通；一定數(shù)量的單元水輪發(fā)電機(jī)組裝在截流閘下游，以列陣方式整體沉浸安裝在水中，其軸向與河流方向平行，其作用是直接將河流的動能傳哈為電能；機(jī)座固定在河床上；電纜將單元水輪發(fā)電機(jī)組發(fā)出的電流輸送匯集到并網(wǎng)整流控制中心，輸變電站將電流升壓后即可向電網(wǎng)輸電。新技術(shù)具有減少移民、最大限度降低對河流自然生態(tài)環(huán)境的影響、縮短工程建設(shè)周期、降低項(xiàng)目投資等特點(diǎn)。

對所公開的實(shí)施例的上述說明，使本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本發(fā)明。對這些實(shí)施例的多種修改對本領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發(fā)明的精神或范圍的情況下，在其它實(shí)施例中實(shí)現(xiàn)。因此，本發(fā)明將不會被限制于本文所示的這些實(shí)施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點(diǎn)相一致的最寬的范圍。