[發(fā)明專利]鋼結(jié)構(gòu)組裝型槳輪堰水電站

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200710303728.1
• 申請日: 2007-12-21
• 公開（公告）號(hào): CN101187205A
• 公開（公告）日: 2008-05-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳曉通
• 申請（專利權(quán)）人: 陳曉通
• 主分類號(hào): E02B9/00
• 分類號(hào): E02B9/00;F03B13/00;F03B3/12;F03B3/16
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技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種以鋼結(jié)構(gòu)件組裝方式建設(shè)的水電站，尤其是以“槳輪堰水電站”發(fā)明專利技術(shù)為基礎(chǔ)形成的該類型水電站。

背景技術(shù)

以鋼結(jié)構(gòu)組裝施工方式形成的建筑體大到百米以上的鋼結(jié)構(gòu)大廈，眾多大跨度鋼結(jié)構(gòu)橋梁、車站、體育場，小到普通的鋼結(jié)構(gòu)廠房、街亭……等應(yīng)有盡有，其在當(dāng)今全球范圍各種類型建筑物的建設(shè)施工中獲得了空前規(guī)模的大量應(yīng)用。

采用鋼結(jié)構(gòu)組裝建設(shè)方式，尤其是采用形成模塊化、標(biāo)準(zhǔn)化、系列化的鋼結(jié)構(gòu)件組裝建設(shè)方式特別適合形態(tài)與規(guī)格長期固定不變的工程產(chǎn)品，其具有規(guī)格形態(tài)系列化、部件加工工廠化、建設(shè)施工組裝化、性能質(zhì)量一致化的“四化”優(yōu)勢；其還具有設(shè)計(jì)快、生產(chǎn)快、施工快、投產(chǎn)快的“四快”特點(diǎn)，其可簡單、大量、快速地復(fù)制形態(tài)、規(guī)格、材料、性能、質(zhì)量、應(yīng)用方式完全相同的建筑體，因此如將其在水電站的設(shè)計(jì)、建設(shè)、施工中進(jìn)行廣泛大量的采用將使水電開發(fā)速度和工程質(zhì)量均獲得空前加快與提高，并可使建設(shè)成本大幅度地降低。

采用完全鋼結(jié)構(gòu)件組裝方式建設(shè)水電站在國際范圍前所未有，因?yàn)槠浔仨氁信c該建設(shè)方式相適合的水電站設(shè)計(jì)規(guī)格形態(tài)配合才能實(shí)施，否則無論如何難于實(shí)現(xiàn)，這里所述的適合配合的水電站就是槳輪堰水電站。

槳輪堰水電站發(fā)明專利技術(shù)(中國發(fā)明專利號(hào)：200510064669.8)開創(chuàng)了水力發(fā)電全新方式、形態(tài)與類型，也就是說：從該技術(shù)產(chǎn)生之后人們在提出建設(shè)水電站時(shí)就要進(jìn)行區(qū)分與詢問了：您是要建設(shè)那種類型的水電站？與現(xiàn)有類型水電站比較，槳輪堰水電站形態(tài)獨(dú)特，優(yōu)勢巨大，可建設(shè)地域十分廣泛，可形成效益十分巨大。

一、需要槳輪堰水電站解決的水電開發(fā)系列難題

自然界有許多河流在各個(gè)局部區(qū)域擁有十分眾多的“小流段”有地理坡度，有長期穩(wěn)定的中高速水流或一般流速的水流產(chǎn)生，但是在多數(shù)情況下其并不具備建設(shè)現(xiàn)有類型水輪發(fā)電機(jī)組所需高壩的地貌條件配合；此外，既是在具有地貌條件配合的情況下，如果廣建高壩不僅投資巨大、建設(shè)時(shí)長，還會(huì)帶來地質(zhì)、生態(tài)、景觀、移民安置等諸多問題的發(fā)生。而分段分布梯級(jí)建設(shè)低壩水堰就可有效消除上述問題；但是采用現(xiàn)有類型水輪機(jī)在低壩低水頭情況下所能形成的出力能力很低，超低水頭壓力甚至無法有效推動(dòng)現(xiàn)有類型水輪機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)。

此外，現(xiàn)有類型水電站是采用單個(gè)輸水管道進(jìn)行壓力輸水使之推動(dòng)在各個(gè)輸水管道中設(shè)置的水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生水能轉(zhuǎn)換出力的，因單個(gè)輸水管道所能形成的設(shè)備單機(jī)過流能力很低，因此如要提高整個(gè)水電站的整體過流能力就需采用在同一河流水壩上排列建設(shè)若干個(gè)或是眾多個(gè)輸水管道及水輪機(jī)組并使其共同運(yùn)行，而該設(shè)計(jì)方式在低壩、低水頭、大流量的河流上采用又極不經(jīng)濟(jì)，況且采用單個(gè)小水輪機(jī)帶動(dòng)各個(gè)小發(fā)電機(jī)的分散設(shè)置方式，難于進(jìn)行出力與調(diào)頻調(diào)控；如采用的單個(gè)輸水管道設(shè)計(jì)直徑過于高大，在低水頭的情況下其形成的水頭壓力損失程度將進(jìn)一步加大，因上述各個(gè)方面的原因均致使自然界大量有效水能流失無法開發(fā)利用，而采用“槳輪堰水電站”的建設(shè)形式即可全面簡單地解決上述各種難題。

二、槳輪堰水電站的結(jié)構(gòu)與原理

堰：較低的擋水建筑物。槳輪堰水電站是由橫置的槳輪式水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪和由擋水堰體、沖壓槳輪口、沖壓口閘門等組成的水輪機(jī)座結(jié)合且使其并列橫向設(shè)置構(gòu)成槳輪堰水輪發(fā)電機(jī)組，槳輪堰同時(shí)具有擋水和實(shí)現(xiàn)水能轉(zhuǎn)換出力的雙重作用，在由上述結(jié)構(gòu)構(gòu)成的槳輪堰體上還可再加建一定高度的檔水堰體，使該槳輪堰形成的擋水蓄水高度進(jìn)一步加高，使之在相同槳輪堰體內(nèi)部結(jié)構(gòu)與規(guī)格不變的情況下形成更加強(qiáng)大的轉(zhuǎn)輪出力能力。

槳輪堰水輪機(jī)的作用方法是：通過其沖壓槳輪口將槳輪堰聚集的水能從堰的下部切向沖壓槳輪式水輪機(jī)的最大力矩處形成最大水能轉(zhuǎn)換出力，因此超長設(shè)計(jì)的槳輪式水輪機(jī)可形成巨大的整體合并壓強(qiáng)合力，即使是在超低水頭的情況下其也可形成巨大的單機(jī)水能轉(zhuǎn)換合成出力能力，并可通過調(diào)控沖壓口閘門開閉數(shù)量等方式進(jìn)行槳輪堰水電站出力能力的大幅度調(diào)控與電力調(diào)頻。因?yàn)槠錄_壓槳輪口的設(shè)置位置很低，所以其水頭利用能力是十分充分的。

槳輪堰水電站的出力過程與水流沖沙的流動(dòng)過程相同，因此建設(shè)的槳輪堰不會(huì)形成泥沙淤積問題。在豐水季節(jié)還可通過槳輪堰頂溢流或另外并列設(shè)置的瀉洪閘進(jìn)行河流多余水流量的自動(dòng)下瀉，槳輪堰建設(shè)高度很低，不會(huì)形成阻流等任何危害性的問題產(chǎn)生。