利用水體自重與浮力的相互作用建造循環(huán)水水力發(fā)電站的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及的利用水體自重與浮力的相互作用建造循環(huán)水水力發(fā)電站，包括分區(qū)蓄水池、注水泵、注水管，上水管道，水槽、輸水管和水輪機，還包括抽水缸體、換水箱體、重力缸體、浮力箱體、抽水缸體活塞盤、重力缸體活塞盤、活塞盤連桿和換水箱體泄水管；通過本技術(shù)方案，是在完全不依靠或借助其它外力、不消耗任何化石等能源的前提下，只利用水體自身原有的自重力與浮力特點，讓二者在人為設制的裝置系統(tǒng)內(nèi)相互利用對方之力，使水體及所需水量持續(xù)、自動運行到人為設定的任一所需高度形成所需落差后，再經(jīng)引水裝置系統(tǒng)與輸水管道流經(jīng)水輪機使其做功產(chǎn)生電能。
【專利說明】
利用水體自重與浮力的相互作用建造循環(huán)水水力發(fā)電站
技術(shù)領域
[0001]本發(fā)明涉及水利發(fā)電技術(shù)領域，特別是涉及一種利用水體自重與浮力的相互作用建造循環(huán)水水力發(fā)電站。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著人們對電能需求的日益增加，人們先后發(fā)明了水電、火電、核電、風電、光電以及處于探索或研發(fā)之中的利用海洋溫差、洋流、海浪、潮汐等諸多獲取電能的發(fā)電方式，但這些發(fā)電方式都存在著一些不盡如人意的地方，例如:現(xiàn)有的水利發(fā)電站，基本都是在江河上選擇適宜的地點或江段攔江筑壩，制造相應的蓄水庫區(qū)與落差來獲取電能，但它在建造蓄水庫區(qū)的同時要永久性占用部分農(nóng)田耕地，搬迀移民并從此改變或破壞江河生態(tài)環(huán)境，且所建蓄水庫區(qū)使用到一定周期后，最終會因泥沙等易沉積雜物淤積而報廢，繼而給后代留下無盡的難解之題;火電基本利用的都是一次性的化石等能源，利用有限且不可再生的化石等能源獲取電能，不僅是燒一點少一點的問題，而更重要的是多燒一點就會對人類賴以生存的自然環(huán)境造成更多一點的朽染，從中國來看，為?；痣姷娜剂瞎┙o而占用著相當部分的鐵路、公路、水運等交通運力，進而也影響到其它物資的運輸和部分地區(qū)國民經(jīng)濟的快速發(fā)展;縱觀全球，為爭奪化石等能源而發(fā)生的局部戰(zhàn)爭持續(xù)不斷，幾乎每年都會使數(shù)以萬計的平民百姓成為戰(zhàn)爭的犧牲品，淪為無家可歸、背井離鄉(xiāng)的難民；而核電存在著令人時刻不安的核安全問題;風電存在著有風與無風期的問題，我國大部份的風場全年只有120天左右的有風期，造成發(fā)電效率低，發(fā)電成本居高不下，并且風電場與用電區(qū)錯位分布及千里輸電的問題;光伏發(fā)電同樣存在著白晝與黑夜及遇云遮霧罩時頻繁產(chǎn)生的間接性、波動性等問題而難以持續(xù)平穩(wěn)的提供電能的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]有鑒于此，本發(fā)明涉及的利用水體自重與浮力的相互作用建造循環(huán)水水力發(fā)電站，通過本技術(shù)方案，建造不同于現(xiàn)有水力發(fā)電站建站必需攔江筑壩建造蓄水庫區(qū)的循環(huán)水水力發(fā)電站，使水力發(fā)電站改變依靠大江.大河.大水源的傳統(tǒng)方式，讓水力發(fā)電站走出高山峻嶺而依據(jù)所需，建造在但凡只要附近具有可補充所建電站的循環(huán)裝置系統(tǒng)原有水量因大氣蒸發(fā)、地表水池裂隙等系統(tǒng)滲漏或流失的地表水源或地下水源的任一陸地用電地區(qū)附近，它也是一種使本電站所屬循環(huán)裝置系統(tǒng)內(nèi)的水體，原水量、全自動、長周期在本電站內(nèi)循環(huán)的循環(huán)水水力發(fā)電站;所屬循環(huán)水裝置系統(tǒng)正常運轉(zhuǎn)期間內(nèi)的水體持續(xù)、長周期提升過程，是在完全不依靠或借助其它外力、不消耗任何化石等能源的前提下，只利用水體自身原有的自重力與浮力特點，讓二者在人為設制的裝置系統(tǒng)內(nèi)相互利用對方之力，使水體及所需水量持續(xù)、自動運行到人為設定的任一所需高度形成所需落差后，再經(jīng)引水裝置系統(tǒng)與輸水管道流經(jīng)水輪機使其做功產(chǎn)生電能。
[0004]為了達到上述目的，本發(fā)明涉及的技術(shù)方案是這樣實現(xiàn)的:一種利用水體自重與浮力的相互作用建造循環(huán)水水力發(fā)電站，包括分區(qū)蓄水池、注水栗、注水管，上水管道，水槽、輸水管和水輪機，所述上水管道的下端和注水栗的進水口沒入到蓄水池的水中，注水栗的出水口經(jīng)注水管與上水管道的下部相連通，輸水管一端與水槽相連，輸水管另一端經(jīng)水輪機與分區(qū)蓄水池相連，其特征在于，還包括抽水缸體、換水箱體、重力缸體、浮力箱體、抽水缸體活塞盤、重力缸體活塞盤、活塞盤連桿和換水箱體泄水管，所述換水箱體和重力缸體依次設置在抽水缸體的下方，抽水缸體活塞盤、重力缸體活塞盤分別設置在抽水缸體和重力缸體中，浮力箱體設置在重力缸體內(nèi)上部，抽水缸體活塞盤、重力缸體活塞盤和浮力箱體通過活塞盤連桿三者連為一體同步運行，所述換水箱體泄水管的上端與換水箱體底部相連通，換水箱體泄水管的下端與位于重力缸體活塞盤上方的重力缸體內(nèi)腔相連，所述上水管道的上端分別與抽水缸體和重力缸體的上端內(nèi)部相連通，所述水槽與重力缸體相連通。
[0005]還包括有補水管、補水箱體、補水箱體上水管、水槽和補水栗，補水箱體經(jīng)補水管分別與上水管道的上端和抽水缸體頂部內(nèi)側(cè)相連通，補水栗的進水端設置在水槽內(nèi)，補水栗的出水端經(jīng)注水箱體上水管與注水箱內(nèi)相連通。
[0006]所述上水管道的上端和抽水缸體頂部分別設置有上水管道排氣閥和抽水缸體排氣閥。
[0007]采用上述技術(shù)方案后的有益效果是:一種利用水體自重與浮力的相互作用建造循環(huán)水水力發(fā)電站，通過本技術(shù)方案，所建電站將不同于現(xiàn)有水力發(fā)電站建站必需攔江筑壩建造蓄水庫區(qū)的循環(huán)水水力發(fā)電站，使水力發(fā)電站改變依靠大江.大河.大水源的傳統(tǒng)方式，讓水力發(fā)電站走出高山峻嶺而依據(jù)所需，建造在但凡只要附近具有可補充所建電站的循環(huán)裝置系統(tǒng)原有水量因大氣蒸發(fā)、地表水池裂隙等系統(tǒng)滲漏或流失的地表水源或地下水源的任一陸地用電地區(qū)附近。它也是一種使本電站所屬循環(huán)裝置系統(tǒng)內(nèi)的水體，原水量、全自動、長周期在本電站內(nèi)循環(huán)的循環(huán)水水力發(fā)電站;所屬循環(huán)水裝置系統(tǒng)正常運轉(zhuǎn)期間內(nèi)的水體持續(xù)、長周期提升過程，是在完全不依靠或借助其它外力、不消耗任何化石等能源的前提下，只利用水體自身原有的自重力與浮力特點，讓二者在人為設制的裝置系統(tǒng)內(nèi)相互利用對方之力，使水體及所需水量持續(xù)、自動運行到人為設定的任一所需高度形成所需落差后，再經(jīng)引水裝置系統(tǒng)與輸水管道流經(jīng)水輪機使其做功產(chǎn)生電能。
【附圖說明】
[0008]圖1為本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0009]圖2為本發(fā)明的多個技術(shù)單元的組合結(jié)構(gòu)示意圖。
[0010]圖中，I分區(qū)蓄水池、2注水栗、3注水管，4上水管道下截止閥、5初始上水閥，6上水管道，7重力缸體活塞盤、8重力缸體活塞盤通水閥、9重力缸體(上部為敞口式)、10活塞盤連桿、11浮力箱體、12重力缸體單向注水閥、13抽水缸體、14上水管道排氣閥、15上水管道補水閥、16抽水缸體單向注水閥、17補水管、18抽水缸體排氣閥、19補水箱體(上部為敞口式)、20補水箱體上水管、21抽水缸體補水閥、22抽水缸體活塞盤通水閥、23抽水缸體活塞盤、24抽水缸體泄水閥、25換水箱體(上部為敞口式)、26換水箱體泄水閥，27換水箱體泄水管、28重力缸體出水閥、29水槽、30補水栗、31輸水管、32水輪機。
具體實施方案
[0011 ]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明及具體有益效果作進一步的詳細說明。
[0012]如圖1所示，本發(fā)明涉及的利用水體自重與浮力的相互作用建造循環(huán)水水力發(fā)電站，包括分區(qū)蓄水池1、注水栗2、注水管3，上水管道6，水槽29、輸水管31和水輪機32，所述上水管道6的下端和注水栗2的進水口沒入到分區(qū)蓄水池I的水中，注水栗2的出水口經(jīng)注水管3與上水管道6的下部相連通，輸水管31—端與水槽29相連，輸水管31另一端經(jīng)水輪機32與分區(qū)蓄水池I相連，還包括抽水缸體13、換水箱體25、重力缸體9、浮力箱體11、抽水缸體活塞盤23、重力缸體活塞盤7、活塞盤連桿10和換水箱體泄水管27，所述換水箱體25和重力缸體9依次設置在抽水缸體13的下方，抽水缸體活塞盤23、重力缸體活塞盤7分別設置在抽水缸體13和重力缸體9中，浮力箱體11設置在重力缸體9內(nèi)上部，抽水缸體活塞盤23、重力缸體活塞盤7和浮力箱體11通過活塞盤連桿10三者連為一體同步運行，所述換水箱體泄水管27的上端與換水箱體25底部相連通，換水箱體泄水管27的下端與位于重力缸體活塞盤7上方的重力缸體9內(nèi)腔相連，所述上水管道6的上端分別與抽水缸體13和重力缸體9的上端內(nèi)部相連通，所述水槽29與重力缸體9相連通。
[0013I還包括有補水管17、補水箱體19、補水箱體上水管20、水槽29和補水栗30，補水箱體19經(jīng)補水管17分別與上水管道6的上端和抽水缸體13頂部內(nèi)側(cè)相連通，補水栗30的進水端設置在水槽29內(nèi)，補水栗30的出水端經(jīng)補水箱體上水管20與補水箱體19內(nèi)相連通。
[0014]所述上水管道6的上端和抽水缸體13頂部分別設置有上水管道排氣閥14和抽水缸體排氣閥18。
[0015]如圖1所示，A.本發(fā)明在初始準備運行時，需要首先進行注水工作，啟動注水栗2，打開初始上水閥5、重力缸體單向注水閥12、重力缸體活塞盤通水閥8，關閉上水管道下截止閥4、重力缸體出水閥28，將分區(qū)蓄水池I中的水體經(jīng)注水管3和上水管道6，通過重力缸體單向注水閥12對重力缸體9進行注水。
[0016]當重力缸體9水量達到設定水位的同時，浮力箱體11通過活塞盤連桿10帶動重力缸體活塞盤7和抽水缸體活塞盤23同時向上移動到初始位置，重力缸體9注水結(jié)束后，關閉重力缸體單向注水閥12、重力缸體活塞盤通水閥8和抽水缸體泄水閥24，打開上水管道排氣閥14、抽水缸體排氣閥18和抽水缸體單向注水閥16與抽水缸體活塞盤通水閥22對抽水缸體13進行注水。
[0017]當抽水缸體13注滿水且排空空氣后，關閉上水管道排氣閥14、上水管道補水閥15、抽水缸體排氣閥18、抽水缸體補水閥21、抽水缸體活塞盤通水閥22、抽水缸體單向注水閥16、換水箱體泄水閥26、初始上水閥5和注水栗2停止注水;B.本技術(shù)單元開始正常運行時，首先打開重力缸體出水閥28，讓位于重力缸體活塞盤7下部的水體自動流出。當重力缸體活塞盤7下部的水體流出，其上部又受設定水體的重量壓力而向下移動時，經(jīng)活塞盤連桿10帶動浮力箱體11和抽水缸體活塞盤23—起同步向下移動，此時同步打開抽水缸體泄水閥24，使位于抽水缸體活塞盤23下部的水體經(jīng)抽水缸體泄水閥24流入換水箱體25內(nèi)。
[0018]此時抽水缸體活塞盤23上部的抽水缸體13內(nèi)形成真空，即而打開上水管道下截止閥4和抽水缸體單向注水閥16，讓分區(qū)蓄水池I中的水體經(jīng)上水管道6被吸入到抽水缸體13的真空體內(nèi)，重力缸體向下移動至設定位置后停止移動，完成抽水工作。自位于重力缸體9下部經(jīng)重力缸體出水閥28流入水槽29的水體，經(jīng)輸水管31流至水輪機32進行發(fā)電；C.本技術(shù)單元在復位循環(huán)運行時，首先關閉重力缸體出水閥28及抽水缸體泄水閥24、抽水缸體單向注水閥16、上水管道下截止閥4，打開換水箱體泄水閥26，讓換水箱體25內(nèi)的水體經(jīng)換水箱體泄水閥26和換水箱體泄水管27流入到重力缸體9的上部內(nèi)，并于同時打開重力缸體活塞盤通水閥8和抽水缸體活塞盤通水閥22，使浮力箱體11經(jīng)活塞盤連桿10帶動重力缸體活塞盤7、抽水缸體活塞盤23向上升起復位，通過上述的重復工作，實現(xiàn)整體的循環(huán)工作過程，基于重復的原因，對于上述相同的內(nèi)容不在詳細贅述。
[0019]本技術(shù)單元的整個循環(huán)工作過程中，在上水管道6的上部和抽水缸體13的上部有時會出現(xiàn)空氣，可在每次復位后打開上水管道補水閥15、上水管道排氣閥14和抽水缸體補水閥21、抽水缸體排氣閥18通過補水管17進行補水排氣，當空氣排空后，關閉上水管道補水閥15、上水管道排氣閥14和抽水缸體補水閥21、抽水缸體排氣閥18。當補水箱體19內(nèi)的設定水量不足時，可通過啟動補水栗30經(jīng)補水箱體上水管20對補水箱體19及時進行補水即可。上水管道6的直徑大小需根據(jù)重力缸體活塞盤7上部設定水量的重量而設置。
[0020]本發(fā)明中的各種閥門為通用型，屬于現(xiàn)有技術(shù)，閥門全部可采用電磁控制，通過自動控制實現(xiàn)自動化作業(yè)模式。
[0021]如圖2所示，本發(fā)明的技術(shù)方案可以通過多個技術(shù)單元的組合，提高發(fā)電規(guī)模，以達到較好的發(fā)電營運效果。
[0022]以上所述，為本發(fā)明的較佳可行實施例而已，并非用以限定本發(fā)明的保護范圍。
【主權(quán)項】
1.一種利用水體自重與浮力的相互作用建造循環(huán)水水力發(fā)電站，包括分區(qū)蓄水池、注水栗、注水管，上水管道，水槽、輸水管和水輪機，所述上水管道的下端和注水栗的進水口沒入到蓄水池的水中，注水栗的出水口經(jīng)注水管與上水管道的下部相連通，輸水管一端與水槽相連，輸水管另一端經(jīng)水輪機與分區(qū)蓄水池相連，其特征在于，還包括抽水缸體、換水箱體、重力缸體、浮力箱體、抽水缸體活塞盤、重力缸體活塞盤、活塞盤連桿和換水箱體泄水管，所述換水箱體和重力缸體依次設置在抽水缸體的下方，抽水缸體活塞盤、重力缸體活塞盤分別設置在抽水缸體和重力缸體中，浮力箱體設置在重力缸體內(nèi)上部，抽水缸體活塞盤、重力缸體活塞盤和浮力箱體通過活塞盤連桿三者連為一體同步運行，所述換水箱體泄水管的上端與換水箱體底部相連通，換水箱體泄水管的下端與位于重力缸體活塞盤上方的重力缸體內(nèi)腔相連，所述上水管道的上端分別與抽水缸體和重力缸體的上端內(nèi)部相連通，所述水槽與重力缸體相連通。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用水體自重與浮力的相互作用建造循環(huán)水水力發(fā)電站，其特征在于，還包括有補水管、補水箱體、補水箱體上水管、水槽和補水栗，補水箱體經(jīng)補水管分別與上水管道的上端和抽水缸體頂部內(nèi)側(cè)相連通，補水栗的進水端設置在水槽內(nèi)，補水栗的出水端經(jīng)補水箱體上水管與補水箱內(nèi)相連通。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的利用水體自重與浮力的相互作用建造循環(huán)水水力發(fā)電站，其特征在于，所述上水管道的上端和抽水缸體頂部分別設置有上水管道排氣閥和抽水缸體排氣閥。
【文檔編號】F03B13/06GK105927457SQ201610338068
【公開日】2016年9月7日
【申請日】2016年5月23日
【發(fā)明人】李建英, 李盈, 李鵬山
【申請人】李建英