一种无坝沉浸式水力发电系统的制作方法

本发明涉及水力发电技术领域，具体来讲是一种无坝沉浸式水力发电系统。

背景技术：

现有水力发电技术是利用河流、湖泊等位于高处具有位能的水流至低处，将其中所含之位能转换成水轮机之动能，再以水轮机为原动力，推动发电机产生电能。常规水力发电在某种意义上讲是水的位能转变成机械能，再转变成电能的过程。水力发电往往是综合利用水资源的一个重要组成部分，与航运、养殖、灌溉、防洪和旅游组成水资源综合利用体系。

常规水电站枢纽或者水力枢纽，简称水电站。水电站是将水能转换为电能的综合工程设施。一般包括由挡水建筑物，如大坝和水电站引水系统、发电厂房、机电设备等，从某种意义上讲，大坝几乎就是水电站的标志。水库的高水位水经引水系统流入厂房推动水轮发电机组发出电能，再经升压变压器、开关站和输电线路输入电网。

因水能是一种取之不尽、用之不竭、可再生的清洁能源。所以水力发电具有效率高，发电成本低，机组启动快，调节容易等优点。但为了有效利用天然水能，需要人工修建能集中水流落差和调节流量的水工建筑物，如大坝、引水管涵等，有时还需前期安顿大量移民，因此工程投资大、建设周期长；且由于是利用自然水流，受自然条件的影响较大。

随着时代的发展，常规水力发电技术越来越暴露出不可忽视的弊端，特别是对生态环境的破坏影响：水坝能够破坏生物的多样性、有生产力的低地、沿江河谷森林、湿地和草原，水库能够引起周边地区栖息地的细碎化和导致水土流失的恶化，以至影响周围区域的上游和下游的水生生态系统。而特大型水坝在战争来临时最容易受到敌对国的攻击威胁。

对生态环境的破坏影响有以下几方面：对地理方面，巨大的水库可能引起地表的活动，如滑坡、塌陷等，甚至诱发地震。此外，还会引起流域水文上的改变，如下游水位降低或来自上游的泥沙减少等。水库建成截流后，由于蒸发量大，气候凉爽且较稳定，降雨量减少，这必将改变了库区和下游的水流、水温、气候、地质、植被等；对生物方面，水库建成后，可能会造成大量的野生动植物被淹没死亡，甚至全部灭绝，由于上游生态环境的改变，会使洄游鱼类受到影响，导致灭绝或种群数量减少。同时为一些地区性疾病(如血吸虫病)的蔓延创造了条件；对水质的物理化学性质方面， 水库流入和流出的水水在化学、物理和生物方面都会发生变化。

常规水电工程在施工过程中还可能会涉及自然保护区、风景名胜区、水源保护区等生态敏感区。如何有效保护好这些自然、文化遗产，也是水电资源开发中要面临 的重要问题之一。

常规水力发电利弊共存，如何更好的开发水电资源，就需要扬长避短，充分利用其优势，并尽最大可能消除它带来的负面效应，使水力发电真正成为一个可持续发展的发电方式，以顺应时代的发展。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服现有技术的不足，在此提供一种无坝沉浸式水力发电系统；使其具有减少移民、最大限度降低对河流自然生态环境的影响、缩短工程建设周期、降低项目投资等特点。

本发明是这样实现的，构造一种无坝沉浸式水力发电系统，其特征在于：包括由截流闸、导流堤、单元水轮发电机组、机座、电缆、并网整流控制中心、输变电站；

所述的截流闸整个垂直与河流方向，其作用是在安装、维护水轮发电机组前先将河流阻隔；

所述导流堤其平行于河流方向，其作用是和一侧河岸组成导流渠，在截留时疏通；

所述单元水轮发电机组其安装在截流闸下游，以列阵方式整体沉浸安装在水中，其轴向与河流方向平行，其作用是直接将河流的动能转换为电能；

所述机座固定在河床上；电缆将单元水轮发电机组发出的电流输送汇集到并网整流控制中心，由网整流控制中心其将单元水轮发电机组发出的电流整流，再由输变电站将电流升压后即可向电网输电。

根据本发明所述一种无坝沉浸式水力发电系统，其特征在于：其中，单元水轮发电机组其基本构成是发电机与行星式增速器通过联轴器联结，固定安装在密闭的机壳内，行星式增速器的动力输入轴伸出机壳，其轴端装配上扇形叶轮；单元水轮发电机组的安装方向是叶轮在下游；水流冲击叶轮，推动叶轮以一定的转速旋转，再通过行星式增速器的作用，将动力的转速提高，以让发电机发出符合要求的电流。

本发明的优点在于：

常规水力发电技术的理论出发点是仅仅充分利用水的位能，为了获得高的水位能，而将大坝建得很高，通常又为了最大限度地挖掘河流的水能蕴藏量，常采用梯级发电方式，这又更加大了对河流生态环境的破坏程度。而新发明技术突破了原固有思维，其理论出发点是直接地充分利用水流的动能，而无需建筑大坝，可以设想，在人烟稀少的河流上游，或基本无航运的河段，甚至整条河流，只要水流动能足够，都可加以整合利用起来用于发电，因没有了大坝，所以这就从根本上彻底颠覆了常规水力发电技术的弊端，于是新技术才是真正意义上的环保科技。新技术的推广应用将发挥很大经济价值和社会效益，还必将推动水力发电理论技术的研究发展和装备的制造水平。

附图说明

图1是本发明无坝沉浸式水力发电系统的结构立体示意图

图2 本发明单元水轮发电机组的结构示意图

图3是本发明并网整流控制中心、输变电站之间连接示意图。

其中：1-截流闸、2-导流堤、3-单元水轮发电机组、4-机座、5-电缆6-并网整流控制中心、7-输变电站、8-机壳、9-发电机、10-行星式增速器、11-扇形叶轮、12-闸门。

具体实施方式

下面将结合附图1-3对本发明进行详细说明，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

结合图1、图2、图3，本发明所述无坝沉浸式水力发电系统的具体实施方式如下：包括截流闸1、导流堤2、单元水轮发电机组3、机座4、电缆5、并网整流控制中心6、变输电站7；截流闸1整个垂直与河流方向，其作用是在安装、维护水轮发电机组前先将河流阻隔；导流堤2平行于河流方向，其作用是和一侧河岸组成导流渠，在截留时疏通；一定数量的单元水轮发电机组3安装在截流闸1下游，以列阵方式整体沉浸安装在水中，其轴向与河流方向平行，其作用是直接将河流的动能传哈为电能；机座4固定在河床上；电缆5将单元水轮发电机组发出的电流输送汇集到并网整流控制中心6，输变电站7将电流升压后即可向电网输电。

其中，如图2所示：单元水轮发电机组3的基本构成是：发电机9与行星式增速器10通过联轴器联结，固定安装在密闭的机壳8内，行星式增速器10的动力输入轴伸出机壳，其轴端装配上扇形叶轮11。单元水轮发电机组的安装方向是叶轮在下游；水流冲击叶轮，推动叶轮以一定的转速旋转，再通过行星式增速器的作用，将动力的转速提高，以让发电机发出符合要求的电流。

因单元水轮发电机组发出的电流不一致，故并网整流控制中心需将电流整流，以满足并网要求。

然而，本发明所述的无坝沉浸式水力发电系统突破了原固有思维，其理论出发点是直接地充分利用水流的动能，而无需建筑大坝：主要由截流闸、导流堤、单元水轮发电机组、机座、电缆、并网整流控制中心、变输电站等基本构成。截流闸整个垂直与河流方向，其作用是在安装、维护水轮发电机组前先将河流阻隔；导流堤平行于河流方向，其作用是和一侧河岸组成导流渠，在截留时疏通；一定数量的单元水轮发电机组装在截流闸下游，以列阵方式整体沉浸安装在水中，其轴向与河流方向平行，其作用是直接将河流的动能传哈为电能；机座固定在河床上；电缆将单元水轮发电机组发出的电流输送汇集到并网整流控制中心，输变电站将电流升压后即可向电网输电。新技术具有减少移民、最大限度降低对河流自然生态环境的影响、缩短工程建设周期、降低项目投资等特点。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。