[發明專利]無水工工程的水力開發方法及其發電設備

有效

• 申請號: 201210006264.9
• 申請日: 2012-01-11
• 公開（公告）號: CN102418649A
• 公開（公告）日: 2012-04-18
• 發明（設計）人: 李平
• 申請（專利權）人: 李平
• 主分類號: F03B13/00
• 分類號: F03B13/00;F03B11/08
• 代理公司: 成都立信專利事務所有限公司 51100
• 代理人: 江曉萍

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技術領域：

本發明屬于水力能開發利用方式及其發電技術領域。是一種無需通過現有水能開發必經的筑壩、建庫、引水等水工工程，將水流動能聚集為勢能（水頭），集中截獲轉換的水能開發利用的無水工工程的水利開發方法及其發電設備。

背景技術：

人類利用水能的歷史已有數千年了。從早期的農業生產加工、工業水力機械，到現代的水力能發電工程，水能利用技術對人類文明和發展做出了巨大貢獻。隨著人類對能源需求量的日益增長，能源危機日益加深，因此人類加大了對可再生的水力能源開發和爭奪力度。但由于現行河川水力能的基本和主要開發利用方式及其技術，是通過筑壩、建庫、引水等水工工程來將流動的水力能量聚集起來，形成高低差（水頭）的勢能，集中沖擊水輪機帶動發電機將水力能經機械能轉化為電能，因此就必然會出現和存在下列問題和不足（科學出版社《可再生能源及其發電技術》第5章、第289頁、5.1.1(8)、(9)）：

1、現行水電開發項目的水工工程建設周期長、投資大、項目效益低下。

由于現行水力發電都是通過上述筑壩、建庫、引水等水工工程方法來實現聚集勢能（水頭），再由水輪機將水能轉化為機械能帶動發電機將機械能轉化為電能。而水工工程投資及其費用比重卻占了現行水電項目總投資的約70%。因此，不僅會造成工程投資量大、能效比差，還直接導致了現行一般水電項目建造周期長和投資回收期較長，以及水電項目效益低下的問題。

2、現行水電開發項目占地面積大、淹沒損失、移民搬遷和環境負面影響大，且工程維修費用高。

由于筑壩、建庫、引水等水工工程必然占用或淹沒大量土地，同時還會產生淹沒損失和移民搬遷的負面效應，和影響野生動植物的生存環境以及改變原有水文情況，對生態環境產生負面影響。而且現有技術開發方法不僅工程量大，占地面積大，還由于水工工程是水電項目主體工程，每年還將會產生大量工程維護費用。

3、現行水能發電項目開發方法和技術受水頭和地域條件限制性大，且可開發資源已近枯竭。

由于現行水能發電項目開發方法決定了其項目開發不僅工程量大且質量和安全的要求也高，因而其項目選址不僅受水頭、地域環境和地質條件等諸多因素限制，同時還會直接影響項目成本。特別是近年來，隨著世界能源危機加劇，各國均加大了對水能資源的爭奪和開發力度。截至目前，我國及主要水能資源國家，利用現行水能資源開發方法和技術，可開發修建水力發電站的環境條件和水頭選址資源已基本被開發和規劃、分割完畢。即采用現行方法和技術可開發利用的河川水能資源已近枯竭。

4、現行水能開發方法和技術不能簡便而直接的開發和利用自然河川流水的動能，必然造成大量河川動能白白流失的巨大資源損失。

據統計我國河川水能資源量占世界首位。資源蘊藏量為59222萬億千瓦時/年，而現行技術可開發量僅為19233萬億千瓦時/年（科學出版社《可再生能源及其發電技術》第5章、第229頁）。而我國現行的水能開發利用方式和技術已屬世界先進水平，但由于現有水能開發都是通過筑壩、建庫、引水等水工工程方法，將河川水流的動能聚集還原為勢能（高低差的水頭），再集中截獲轉換為機械能和電能。假如未來我國能夠將其具備現行技術可開發性的19233萬億千瓦時/年水能資源全部開發利用了，還尚有65%左右的自然河川流域流動的水能資源，由于現行水能開發方法和技術無法利用，而在終年不息的向下流經過程中白白流失掉。若不設法開發利用，這將也是非常巨大的自然資源流失損失。

綜上所述，現行水力能發電的開發利用方式和技術方面存在的下述不足和問題：

1、項目開發周期長、投資大、效益低下的問題和不足。

2、項目占地面積大、淹沒損失大、移民負擔重和環境負面影響大，且工程維修費用高的問題和不足。

3、項目選址受水頭和地域條件限制性大，而且現行技術可開發資源已近枯竭的問題和不足。

4、現行技術不能簡便經濟和直接地開發和利用自然河川流水動能，造成大量動能白白流失的巨大資源流失損失的問題和不足。

發明內容：

????本發明的目的是為了克服以上不足，提供一種投資小，占地面積小，工程維修費用低，能充分利用自然河川流水功能的無水工工程的水力開發方法。本發明的另一個目的是為了提供無水工工程的水力開發發電設備。

本發明的目的是這樣來實現的：