宏观斜面虹吸发电系统及其组合方法
【专利摘要】一种宏观斜面虹吸发电系统及其组合方法，属于新型水电领域。其原理属于自然虹吸原理基础上的升华。该装置利用了上升管结构，将自由水面提升到可以实现的高度，从而创造出前所未有的高水头，通过斜面管道产生巨大的水力惯性。该装置是由建筑构成的水力机械，或砼体组合连接装配的水力发生系统。当系统充满水后，形成新型虹吸现象，人们可以在不使用任何能源的情形下，连续不断地收获制造电力所创造的无限价值。该装置可以不断连接扩大，结构成工整的矩形阵列的发电基地；亦可结构成环形阵列的发电基地。该装置可以构建在依山傍水的岩石山体中；可以安装在浅海中，形成千变万化的水力永动机系统。对于尽快改变世界电力能源结构起到巨大的推动作用。
【专利说明】
宏观斜面虹吸发电系统及其组合方法
技术领域
[0001] 本发明的宏观斜面虹吸发电系统及其组合方法，属于新兴水电领域的一种。该发 电系统是完整的以水为介质的"永动机系统"。具有多样性的奇特组合体型，是本发明的最 显著的特征之一。相同的结构，不同的组合方法，形成千变万化的构筑物，用以适应高山、平 原、浅海构筑的供电源泉。也能不断连接扩大组合系统，造成巨大的发电组群。使用定量水 体，利用自然地形，或者直接创造宏观虹吸斜面，达到不消耗任何能源资源就能不断地，无 限制地收获所创造的电力能源价值。其实，本发明的宏观斜面虹吸发电系统及其组合方法， 最根本的技术领域是涉及地球重力能源的开发。
【背景技术】
[0002] 本发明的宏观斜面虹吸发电系统及其组合方法，是开拓性发明。该系统涉及的原 始发明是煤炭管道运输系统，其原理涉及的形体，经过多次变革最终首先落户在发电系统 上，使新兴水电领域又出现了一种结构更简单、制造更容易、不移民、不占用耕地、不破坏自 然环境的水力发电系统。若将它构筑在岩石山体上，我们可以利用山脉的自然高度、利用山 脉的自然坡度，创造出前所未有的水力落差，创造出前所未有的水力惯性；若将它构筑在戈 壁滩上或者浅海中，形成非常工整的矩形阵列的发电系统，或者环形阵列的发电系统。该发 电系统可以不断连接扩大，形成现代化高水平的电力能源制造基地。如果不告诉您机构的 原理，您绝对不会看出来那是新兴水电站。
[0003] 其实这一系列不同领域的发明创造，都源于最原始的发明：海浪能量收集储存方 法及其压力海水调度系统，中国发明专利申请号：201110132368 · X。因为我们在研究中发 现了"光速调水现象"，所以，在第二个发明：利用海力调度河水的方法中，我们又发现了"小 水电曲线上网原理"。利用这个自然规律创造的新技术与传统水电技术实施大融合后，又出 现了电力放大现象。针对上述两个发明进行了进一步的深入研究后，产生了第三个发明： "〇"型无限循环放大（母子）水电站的发明结晶。总以为这是最后一种定型的新型水电系 统。万万没想到新迸发出来的水电系统，虽然发电能力相比之下不是很强，但是容易被人们 所接受。或者说，科学家们、发明家们很容易根据我所发现的自然规律，创造出这种新型水 电站。所以，我们中国人必须抓住优势不放捷足先登。
[0004] 为了开发中国东海、南海的岛礁，发明人选择利用了第一项发明中的部分机构，完 成了第四个发明：利用海力移山填海造岛的方法。在这项发明中，发明人又发现了"超光速 现象"、发现了"光速质量倍增原理"。使用该发明可以神速地将岛礁、浅滩改造成较大的人 工岛屿，用以作为开发海洋的基地。《南海永兴岛面积激增：大批战机进驻》的网络文章和 图片，"使中国永兴岛绝密工程曝光"。永兴岛的泥浆管道运行日夜不停，138天时间使永兴 岛的陆地面积增加了一倍。加上永兴岛原来的2. 13平方公里，总数达到4平方公里多，现 在仍然在不断扩大。发明人分析，动力海水既然能高速运输泥浆，那么，动力水体也可以高 速运输煤炭颗粒。因为针对动力煤浆要进行消能处理，而消能处理最好的方法是用煤浆发 电。在这项发明说明书的撰写过程中，发明人发现了"宏观斜面虹吸现象"。因为煤炭管道 运输系统所涉及的四个分案申请太复杂，还需要深入研究，所以，暂时搁一段时间。抢先完 成"宏观斜面虹吸发电系统及其组合方法"，这样有利于永兴岛和其它南海人造岛屿二期工 程的统筹规划；也有利于全国电力能源结构的尽快改变。
【发明内容】
[0005] -要解决的技术问题
[0006] 本发明的宏观斜面虹吸发电系统及其组合方法，是针对多次偶尔发现的若干自然 规律的集合而提出来的。它能针对新型水电领域产生一个全新概念的发电系统。可以解决 的问题包括：
[0007] 第一使用定量水体实施自动无限循环发电作业，制造生产无限量的电力能源。
[0008] 第二当相同原理结构的水电站构筑在高山，人们利用了岩石山体的自然高度创 造出前所未有的水力落差；利用了岩石山体的下行坡度创造出前所未有的水力惯性。使发 电能力大幅度提尚。
[0009] 第三当相同原理结构的水电站构筑群组合在戈壁滩，人们利用了荒漠的广阔无 垠，创造出前所未有的巨型水力发电群组合基地。
[0010] 第四当相同原理结构的水电站构筑群组合在浅海，人们利用了巨量海水为介质， 创造出与戈壁滩相同的巨型海电站基地。
[0011] 第五当相同原理结构的海电站构筑在中国南海人工岛屿基地，人们根据需要灵 活地，创造出分布式的海电站。
[0012] 二技术方案
[0013] (一）结构的功能
[0014] 本发明的宏观斜面虹吸发电系统及其组合方法的结构功能包括：1经炜封闭水渠 的功能、2盾构隧道的功能、3上升管组合体的功能、4盾构井的功能、5桥墩架体的功能、6斜 面管道的功能。
[0015] 1经炜封闭水渠的功能
[0016] 本发明的宏观斜面虹吸发电系统及其组合方法。当新兴水电站构筑在戈壁滩时， 一定要将站址选择在距离特高压输变线路的附近。这样有利于低压电流的输出。站址确定 之后，开工首先是挖渠道。经炜渠道宽窄不同。涉及上升管组合体的经线渠道，和涉及发电 尾水河的经线渠道相间平行布局，渠道宽度相同。连通各条经线渠道的是炜线渠道。经炜 渠道的节点是上升管组合体的构筑位置；发电尾水河的两岸设置着相向的水轮机组厂房， 厂房的横向中线就是炜线渠道的中线。经炜渠道的横截面是等腰梯形钢筋混凝土构筑物， 足够宽度、深度。等腰梯形截面渠道的上口嵌入格状大梁。现浇顶支撑在大梁上，大梁节点 需要设置支撑柱体。钢筋混凝土现浇顶的厚度足以通过商砼车辆和混凝土栗车辆。尤其涉 及发电尾水河的经线渠道两岸水电站建筑，像一条条整齐划一的街道。炜线渠道特别长，是 上升管组合体高度的三倍以上。不同高度的桥墩架体，从每一个上升管组合体的前后两面 依次等距排列，由高逐渐变低，通向每一座远距离对位的水轮发电机组厂房底部。桥墩架体 骑在炜线渠道的上方，因此，斜面管道的轴线与炜线渠道的轴线一定在一个立面内。
[0017] 经线渠道是上升管组合体的供水渠道；发电尾水河是发电尾水的集合渠道；炜线 渠道是两种较宽经线渠道的连通渠道，炜线渠道可以使用砼体管道实施连通。当矩形阵列 的宏观斜面虹吸发电系统组合群体同时启动运行时，渠道中的水体足够供给全体发电系统 同时实施介质无限循环。当相同结构的宏观斜面虹吸发电系统组合群体构筑在浅海时，当 然不需要经炜渠道。
[0018] 2盾构隧道的功能
[0019] 本发明的宏观斜面虹吸发电系统及其组合方法。当新型水电站构筑在岩石山脉脚 下时，从水电站到山峰的盾构井底部，需要盾构一条隧道。该隧道是上升管组合体的循环供 水隧道。隧道盾构在岩石山体底部，低于地平面3m，与水电站的发电尾水库连接时，可以使 用等腰梯形截面的渠道，也可以使用大直径砼体管道实施连通。
[0020] 3上升管组合体的功能
[0021] 本发明的宏观斜面虹吸发电系统及其组合方法。当新型水电系统构筑在戈壁滩或 者浅海中时，需要安装上升管组合体。若干竖立圆柱体的上升管组合体，等距间隔排列在经 线渠道的中线上。渠道的水深足够为上升管组合体提供连续的无限循环的水体介质。上升 管组合体内部设置着圆周均布的单体上升管，一节一节的向上连接。圆柱体的钢筋混凝土 包容体，将上升管组合体包裹。上升管组合体的顶部设制水体容积空间。该倒立的圆锥台 体钢筋混凝土水体容积空间砼体，向前后两面的斜面管道供水，或者向东、西、南、北的辐射 状斜面管道供水。
[0022] 上升管组合体的高度决定了该水电站的水体落差的高度，当然是越高越好。高水 头水力发电站的发电能力强。不要担心上升管组合体太高，宏观斜面虹吸现象无法形成。上 升管组合体内部的结构，解决了宏观斜面虹吸现象中的吸程自由水体的质量压力问题。因 此，当系统中充满了水体，斜面管道巨大水体的重力流作用所产生的负压，使上升管组合体 的水体轻而易举地形成宏观斜面虹吸连续循环过程。在本发明的宏观斜面虹吸发电系统及 其组合方法中。上升管组合体是非常关键的核心技术的组成部分。
[0023] 4盾构井的功能
[0024] 本发明的宏观斜面虹吸发电系统及其组合方法。当新型水电站构筑在岩石山脉下 面时，岩石山脉的顶部需要向下开凿若干口盾构井。盾构井的底部需要与2所述的盾构隧 道连通。上升管组合体就镶嵌在盾构井中，当然上升管组合体的底部结构需要现场浇筑，用 以适应盾构井空间的限制。
[0025] 根据选择山体高度，有时盾构井的深度达到几百米，它所形成的高水头发电站自 然发电能力特别强。如果选择山体是分水岭，那么，盾构井就不需要掘的那么深，同时也不 需要设置从发电站到盾构井底部的盾构隧道。因为该盾构井的功能增加了一个调水的功 能。比如中国的长江和黄河的上游分水岭XXX就是一个很好的例子。长江一边的嘉陵江水 量十分充沛；黄河一边比较干旱。从嘉陵江平流引水至分水岭盾构井底部，然后通过斜面高 架桥的钢筋混凝土引水异形管道，穿山越岭蜿蜒曲折到达黄河支流边的水电站。这种引水 (调水）发电站有时可以获取水头上千米，发电能力特别强。在这种情形下该盾构井肯定不 会太深。
[0026] 5桥墩架体的功能
[0027] 本发明的宏观斜面虹吸发电系统及其组合方法。山区的桥墩与戈壁滩的桥墩架体 有明显的区别，山区的桥墩或从山坡的钻井中升起，或从深沟的钻井中升起。桥墩的上面都 设制斜向桥面，桥面上构建长方形截面的钢筋混凝土现浇管道。山区斜面管道的桥墩大部 分设置在山脊的斜坡上，从深沟构筑的桥墩很少，因此，工程比较简单。戈壁滩的桥墩比较 规范、整齐，从高向低形成小于或等于25°的斜面雏形。在桥墩架体上构建桥面、构建长方 形截面的钢筋混凝土现浇管道。海洋中的桥墩架体和钩挂钢管，与戈壁滩上的构筑方法相 同。分散的人工岛屿或者自然岛屿的桥墩架体和钩挂钢管，也是一样都是制造斜面虹吸管 道的基础的支撑体。
[0028] 6斜面管道的功能
[0029] 本发明的宏观斜面虹吸发电系统及其组合方法。其中斜面管道是发电系统介质的 重力流动力管道，该管道由钢筋混凝土制造，支撑在阶梯状的桥墩架体上。形成小于或等于 25°斜面的钢筋混凝土管道。管道的上端与上升管组合体的顶部设制的水体容积空间连 接；管道的下端与水轮发电机组厂房底部的供水口阀门连接。有时斜面管道使用钩挂钢管 法兰连接，外面包装保温材料，防止冬季管内壁面结冰，影响水体下行。使用钢管法兰连接 的斜面管道安装速度相当快捷，是今后发展的技术路线之一。
[0030] 斜面管道的功能包括三个方面，一是为上升管组合体提供强大的负压；二是为水 轮发电机组提供位能、动能、压力能；三是前后两个斜面管道是上升管组合体的支撑点，有 了它上升管组合体抗风载能力增强，可以连接的更高。
[0031] (二）结构的原理
[0032] 本发明的宏观斜面虹吸发电系统及其组合方法。其结构的原理包括：1直角三角 形原理、2上升管原理、3与原始虹吸原理的对比、4地球重力能源开发的实质。
[0033] 1直角三角形原理
[0034] 本发明的宏观斜面虹吸发电系统及其组合方法，涉及直角三角形原理。现在我们 以30°直角三角形塑料膜版为教具，形象地说明该原理的实质。规定：当30°直角三角形 模具板的长直角边紧靠桌面，使短直角边竖立时，直角三角形的顶角为A、直角为B、底角为 C。直角边AB是上升管组合体的轴线；直角边BC是炜线管道的轴线，或者供水管道的轴线； 斜边AC是斜面管道的轴线。根据几何原理，30°直角三角形的AB= 1/2 *AC。如果我们选 择25°~20°的直角三角形的话，AC与AB的比例数就会扩大。
[0035] 当AC的长度是AB长度的3倍以上时，管道AC的水体质量就是管道AB水体质量 的3倍以上。当管道AC的水体向下坡重力流时，它所产生的负压可以轻而易举地将管道AB 中一节组合上升管的水体抽出来，于是发生每一节上升管水体的光速连锁反应现象。
[0036] 2上升管原理
[0037] 本发明的宏观斜面虹吸发电系统及其组合方法，涉及上升管原理。一节6米长度 的上升管的水体自由压力是微不足道的。若干节上升管组合在一起，管道内水体的集合自 由压力是不可小视的。若干组合上升管连接在一起，群体管道内水体总质量是十分可观 的。管道AC的水体是否能将管道AB中的水体连续地拉起来，人们百分之百的怀疑。
[0038] 上升管原理的结构圆满地解决了这个关键性的技术问题。发明人给两节上升管之 间夹持了一组隔板法兰片和空心金属球，空心金属球封闭在隔板法兰片的中心圆孔上。空 心金属球的排水量略小于它的质量。当潜水栗的压力超过一节上升管道自由水体的压力 时，压力水体冲开空心金属球上升至上面一节上升管。瞬间所有的上升管都会发生相同的 压力水体运动现象。这就是发明人一再声称所发现的系统的"光速反应"现象。当栗水停 止后，每一节管道内的空心金属球在重力的作用下密封在隔板法兰片的圆孔上，水体不会 倒流。
[0039] 本发明的宏观斜面虹吸发电系统及其组合方法。在充水阶段所用的时间是比较长 的，这是因为整个系统是空的。系统充满水体后，"光速反应"的条件已经形成。在这里系统 的AB管道组合无论有多高，潜水栗都能将水压上去。栗水的扬程不是单纯依靠潜水栗的功 率，而是主要依靠上升管原理和结构。
[0040] 我们知道一般水栗的吸程是依靠负压，而扬程则是依靠正压。当本宏观斜面虹吸 发电系统充满水体后，需要拆卸所有的潜水栗。放开上升管的底孔，做好系统自动运行的准 备工作。当打开发电机组的供水阀门后，AC管道的水体在斜面管道中产生巨大的负压，轻 而易举地将上升管的水体连续不断地吸起来。
[0041] 3与原始虹吸原理的对比
[0042] 我们知道原始虹吸原理的特征是：先将一条橡胶管道灌满水，使管道两端封闭。后 将橡胶管的一端插入水源，再将橡胶管翻越高地，最后将橡胶管的出水管口置于较水源低 的地方，同时打开橡胶管两端的管口，水体则会从水源处翻越高地流进水源另一侧需要水 的地方。
[0043] 而本发明的宏观斜面虹吸发电系统是，通过上升管的结构将原始水源提高至所需 要的高度，然后，利用AC管道水体所产生的巨大负压，连续不断地将低位水源改变为高位 水源。从而创造了高位水体的自由落差。从而创造了相对静态的"新型虹吸现象"。
[0044] 4地球重力能源开发的实质
[0045] 原始虹吸原理是人类开发地球重力能源的典范。到目前为止，没有人去研究总结 这个问题的理论，因为人们不把地球重力能源（吸引力能源）当做一种能源来开发。其实， 地球重力能源早有应用。比如打夯机、打粧机等等，就是关于地球重力能源的应用机械。地 球重力能源是物体升高后，下降所产生的重力势能。我们知道要将固体物质升高是需要使 用化石能源的，利用它来发电是不划算的。新型虹吸原理是人类开发地球重力能源的优秀 作品。它的实质在于：入度端段（上升管道）管道水体自重压力，与出度端段（下降管道） 的管道水体自重压力极度不平衡状态，是造成地球重力能源连续迸发的条件。只要满足这 个条件，地球重力能源就会一刻不停的转换成所需要的电能。这也是中国人首先发现的超 级能源宝库。
[0046] 地球的重力（吸引力）针对上升管原理构成的管道水体的吸引失去了绝大部分的 作用，使上升管自由水体压力减少到1/n，这个η就是组合上升管中聚乙烯PE上升管的竖直 组合个数。因此，地球的重力（吸引力）针对本发明的宏观斜面虹吸发电系统涉及的斜面 管道和上升管内的水体同时作用后，就会出现系统内上升水体轻盈上升，下降水体加速下 降的现象。
[0047](三）结构与数据
[0048] 本发明的宏观斜面虹吸发电系统及其组合方法，设置数据的理由是防止结构装配 干涉现象的发生，帮助发明人及早发现结构设计不合理的逻辑推理，及早发现发明结构的 缺陷，从而设计出较为优秀的作品。
[0049] 本发明的宏观斜面虹吸发电系统及其组合方法，以浅海中安装的砼体为例，详细 描述各种砼体的形状、结构；和砼体的安装方法。描述系统的充水方法、运行过程等等。其 它地域的发电系统都是依照所表述的内容进行现场钢筋混凝土构筑物的浇筑。
[0050] 上述工程项目包括一一基础工程：1上升管组合体的底座。2上升管组合体涉及的 配件和装配。3桥墩架体。4斜面管道。5发电站。6渠道和管道。7发电系统的运行。一一 发电系统组合方法：8戈壁滩发电站组合方法。9岩石山体发电站组合方法。10海洋发电 站组合方法。11与传统水电站实施大融合。
[0051] --基础工程
[0052] 1上升管组合体底座
[0053] 本发明的宏观斜面虹吸发电系统及其组合方法，需要设置上升管组合体底座。尤 其在浅海中构建宏观斜面虹吸发电系统更加重要，因为在浅海中实施钢筋混凝土的工程浇 筑有一定困难。如果将它在陆地制造成上升管组合体底座的砼体，然后在浅海中安装，那 么，施工速度快，施工质量优。上升管组合体底座砼体的制造、安装方法包括：（1)砼体的制 造方法、（2)地基的处理方法和安装固定的方法。
[0054] (1)砼体的制造方法
[0055] ①砼体的形状
[0056] a上升管组合体底座砼体的外观是圆柱体管道。该砼体底座直径比上升管组合体 砼体的直径大，二者形成棱阶。该砼体底座比较高，超过当地海域高潮位。砼体底座壁面的 轴线十字正交线方向开设4个圆孔，该圆孔是进水孔。圆孔中筑入内法兰，砼体底座安装施 工时，将4个圆孔使用封堵钢板螺栓连接密封。从砼体底座的上面吊入潜水栗，抽出砼体底 座中的海水然后施工。
[0057] b上升管组合体底座砼体的内部结构：4个圆孔的下面一段砼体座，设制一圈环 形凸起棱阶。该棱阶的作用是二次混凝土施工后，将砼体底座与海底粧基连接固定在一起。 4个圆孔的上面一段砼体内壁面，设制嵌入环形连接体的棱阶凸起。环形连接体涉及的铸件 比较长，1/2插入底座内壁面，安置在环形棱阶上；1/2露出底座上平面。环形连接体有两个 作用：一是径向螺栓连接外壁面砼体管道。二是轴向螺栓连接组合聚乙烯PE上升管。环形 连接体设制3圈上升管连接座。上升管连接座的圆沿设制圆周均布的轴向螺丝孔，该螺丝 孔与聚乙烯PE上升管活动法兰螺栓孔配副。
[0058] 上升管组合体底座砼体内壁面的上面一层环形凸起棱阶内，向下筑入24个圆周 均布的双头螺栓底座，该底座是连接固定环形连接体的拉牵座的结构。
[0059] c上升管组合体底座砼体的管壁环形上平面的1/2外圈，设制圆周均布的3圈双 头螺栓底座。双头螺栓错位排列，双头螺栓底座是轴向连接配副法兰砼体管道的结构。
[0060] d上升管组合体底座砼体的管壁环形底平面，粘合一层环形石棉橡胶垫。当砼体 底座吊入浅海基础上，石棉橡胶垫可以与砂石紧密结合，海水不会渗漏。此设置针对二次混 凝土不会产生施工质量影响。上升管组合体底座砼体的管壁环形上平面，沿4个圆孔的轴 线方向设制十字正交线。十字正交线使用铜质座标体筑入砼体，要求十分精确，用以合格装 配环形连接体。
[0061] e上升管组合体底座砼体在钢筋配置时，需要针对砼体内部下面的环形凸起棱阶 内壁面，设制4圈经炜钢筋网片露头。对位钢筋埋弧焊连接后形成4层网片，其目的是与粧 基钢筋实施焊接形成二次钢筋混凝土连接。
[0062] f上升管组合体底座??全体外径14000mm，壁厚2000mm，高度9m。内径10000mm，内壁 面棱阶一一从上到下第一层棱阶宽度500mm，厚度（高度）2m，棱阶距离上升管底座上环形 平面高度lm，距离上升管底座砼体壁面4个圆孔高度lm。4个圆孔直径2000mm。4个圆孔 以下lm高度是第二层棱阶，棱阶宽度1000mm，高度lm。第二层棱阶以下距离底部高度lm。 上升管组合体底座砼体底部粘合的石棉橡胶垫，实施环形圆周等分分块粘合。石棉橡胶垫 厚度20mm。
[0063] ②砼体筑入配件和安装配件
[0064] A圆孔内法兰
[0065] a上升管组合体底座砼体的4个圆孔中需要筑入圆孔内法兰。内法兰是钢铸件， 内法兰的环形平面上设制两圈圆孔。其中，外圈圆孔直径较大，是钢筋混凝土结构圆孔；内 圈圆孔是法兰的螺栓孔，该螺栓孔与圆孔封堵钢板的螺栓孔配副。内法兰采用十字正交线 规范。
[0066] b内法兰外径2200mm，内径1800mm，厚度10mm。外圈钢筋混凝土结构圆孔直径 60mm，内圈法兰螺检孔40mm。
[0067] B圆孔封堵钢板
[0068] a圆孔封堵钢板与上升管组合体底座的砼体圆孔松配。圆孔封堵钢板是临时安装 配件，它与圆孔内法兰螺栓孔配副。圆孔封堵钢板的配副螺栓孔位置粘合一圈环形石棉橡 胶密封垫，防止海水出入。在宏观斜面虹吸发电系统组合工程基建中轮流使用。其作用是 将砼体封闭后抽出海水便于二次钢筋混凝土施工。当钢筋混凝土养护完工后，拆卸圆孔封 堵钢板，让海水进入上升管组合体底座。
[0069] b圆孔封堵钢板外径1940mm，厚度5mm。环形石棉橡胶密封垫外径1940mm，内径 1800mm，厚度3mm，分割成若干等面积扇形橡胶垫粘合。
[0070] C铜质座标体
[0071] a铜质座标体是筑入相关砼体的标识参照物，有了该参照物砼体安装准确无误。 铜质座标体的结构包括：1圆柱体铜质外螺旋，2厚钢板正方形底座内螺旋。将二者的螺旋 配副结构在一起组合成铜质座标体。可以树立筑入钢筋混凝土，亦可以水平筑入钢筋混凝 土。无论怎样使用铜质座标体的截面座标露出砼体平面。工人通过不同砼体构件的铜质座 标体的互鉴，使砼体构件在高空实施快速装配，标准装配。
[0072] b构件1圆柱体铜质外螺旋是铜质空心圆柱体。圆柱体的一端截面封闭；另一端 截面敞开，封闭端截面的圆心钻一个小圆孔，以中心小圆孔为节点刻出十字正交线凹槽。凹 槽使用绿颜色石泥填充；中心圆孔使用红颜色石泥填充。铜质空心圆柱体另一端壁面设制 外螺旋，与构件2厚钢板正方形底座内螺旋配副。铜质圆柱体的外螺旋长度不能超出钢板 厚度，二者适配后十字正交线对位。
[0073] c构件2厚钢板正方形底座内螺旋平面上中心开设一个圆孔，圆孔的圆心就是钢 板的十字正交线的节点，十字正交线涉及的两条线，分别与厚钢板的边沿等距平行。厚钢板 中心圆孔壁面设制内螺旋，与圆柱体铜质外螺旋配副。二者适配后十字正交线对位。
[0074] d构件1圆柱体铜质外螺旋外径80mm，壁厚10mm，高度100mm。中心圆孔直径3mm， 十字正交线宽度2mm。外螺旋长度60mm。构件2厚钢板正方形底座内螺旋边长140mm，钢板 厚度60mm，中心圆孔直径80mm。内螺旋长度60mm。
[0075] D双头螺栓座
[0076] a双头螺栓座是筑入砼体配件的装配连接结构。砼体中筑入双头螺栓座的工序是 已知技术，其结构可以参照已知技术产品配置。
[0077] b双头螺栓座的内螺旋直径60mm，长度300mm。
[0078] (2)地基的处理方法和安装固定方法
[0079] ①钻井
[0080] a在浅海中或者在戈壁滩上钻井的目的是相同的，都是为了使上升管组合体底座 砼体与粧基牢固连接。每个上升管组合体底座砼体涉及一组圆周均布的6个钻井和中心1 个钻井，共计7个钻井。通过钢筋笼实施井内混凝土浇筑。待混凝土凝固后实施二次钢筋 混凝土连接。
[0081] b钻井直径2000mm，深度12m。
[0082] ②二次钢筋混凝土连接
[0083] a当钻井粧基混凝土凝固后，摊平粧基组外圆周基础，使用碎石和砂子垫一圈水 平环形基础。吊装上升管组合体底座砼体位于环形水平基础上。安装上升管组合体底座砼 体涉及的4个圆孔封堵钢板。从上升管组合体底座砼体的上面圆口下入潜水栗，抽出海水。 打破7个粧基的混凝土露出钢筋，绑扎经炜钢筋网片。
[0084] b焊接延长连接上升管组合体底座砼体内部下面的环形凸起棱阶内壁面经炜钢 筋露头。焊接延长7个钢筋笼的竖立钢筋，并且使竖立钢筋的上端头弯钩180°。二次钢筋 混凝土涉及的经炜网片将上升管组合体底座砼体的环形凸起棱阶掩埋。混凝土一次浇筑成 型。
[0085] 2上升管组合体涉及的配件和装配
[0086] (1)上升管组合体的配件
[0087] 本发明的宏观斜面虹吸发电系统及其组合方法，需要设置两种上升管组合体砼 体。需要设置一种环形连接体。需要设置一种聚乙烯PE上升管。其中上升管组合体砼体 是上升管的外包装，具有支撑上升管整体高度的作用；具有给上升管保温的作用。其中环 形连接体是上升管组合体砼体的连接件，它具有径向螺栓连接上升管组合体砼体管道的作 用；具有轴向连接上升管和隔板法兰片的作用。其中聚乙烯PE上升管具有分割分散水体自 由压力的作用。
[0088] ①上升管组合体涉及的砼体管道
[0089] A带有法兰的砼体管道
[0090] a带有法兰的砼体管道在上升管组合中只使用两个：一个使用在上升管组合体 底座砼体的上端环形平面上，其法兰向下与上升管组合体底座砼体上平面配副双头螺栓连 接；一个使用在上升管组合体的最高一端，其法兰向上与上升管组合体砼体顶部设置的水 体容积空间配副的双头螺栓连接。
[0091] b砼体管道法兰螺栓孔与上升管组合体底座砼体上端环形平面的双头螺栓配副； 砼体管道两端段的径向螺栓孔与环形连接体的双头螺栓座配副。带有法兰的砼体管道上下 两端合适位置筑入十字正交线对位的铜质坐标体，方便装配参照。
[0092] c带有法兰的轮体管道，其法兰外径14000mm，厚度500mm。管道外径11000mm，壁 厚500mm，管道长度8m。管道法兰螺栓直径60mm。
[0093] B砼体管道
[0094] a不带法兰的砼体管道在上升管组合体连接中，使用的数量最多。砼体管道的两 端段壁面设制与环形连接体配副的径向螺栓孔。砼体管道是上升管组合体的外壁面包装皮 管道，上升管组合体的高度依靠它来支撑。砼体管道内的聚乙烯PE上升管群组，依靠它来 保温保护。砼体管道的两端合适位置筑入十字正交线对位的铜质坐标体，方便装配参照。
[0095] b轮体管道外径11000mm，壁厚500mm，管道长度8m。管道螺检孔直径66mm。
[0096] ②上升管组合体涉及的环形连接体
[0097] A三种环形连接体
[0098] a环形连接体的外观是圆柱体钢铸件，环形连接体的1/2上段径向设制与上面砼 体管道下端段配副的螺丝孔，二者之间通过双头螺栓连接；环形连接体的1/2下段径向设 制与砼体管道上端段配副的螺丝孔，二者之间通过双头螺栓连接。环形连接体的中心开设 一个圆孔，该圆孔是工人安装聚乙烯PE上升管道的通道，同时是日后检修设备的通道。环 形连接体的环形平面圆周均布若干圈上升管连接通孔，圆孔错位排列，轴线垂直。上升管连 接圆孔的上下外沿设制与聚乙烯PE上升管活动法兰配副的螺丝孔，二者之间通过双头螺 栓轴向连接。上升管连接通孔的内壁面喷塑处理，防止海水腐蚀。
[0099] b最底层的环形连接体的上面一段，连接的砼体管道长度只有500mm，因为该管道 设置砼体法兰占位。最底层的环形连接体下面圆孔，在充水阶段连接的是潜水栗。充水任 务完成后，拆掉潜水栗，换成过滤网罩。用以防止海水中浮游生物被吸入系统。过滤网罩是 圆形钢板制成的，圆形钢板圆沿设制的螺栓孔，与环形连接体设置的轴向螺丝孔配副。圆形 钢板的平面上钻制若干圈过滤网目小圆孔。
[0100] c环形连接体设置不同的三种：第一种是"普通环形连接体"。第二种是"专用底 部环形连接体"。第三种是"专用顶部环形连接体"。制造时只制造两种就可以了，因为第二 种和第三种环形连接体的结构相同。将"专用底部环形连接体"颠倒使用就改变成"专用顶 部环形连接体"。"普通环形连接体"是连接上升管组合体的砼体管道的连接件，若干环形连 接体的中心圆孔互通，方便安装聚乙烯PE上升管；"专用环形连接体"是封堵"宏观斜面虹 吸发电系统"上下中心孔的密封结构。如果上下互通，"宏观斜面虹吸发电系统"漏水不能 使用。其次是海水进入砼体管道腐蚀上升管的活动法兰。
[0101] d "专用环形连接体"与"普通环形连接体"的结构区别是："专用环形连接体"的 一面中心圆孔沿设制圆周均布的螺丝孔。另外制造一个钢板盖体，盖体设制的螺栓孔与环 形连接体中心孔沿的螺丝孔配副。盖体底部粘合石棉橡胶垫密封。盖体与环形连接体通过 双头螺栓连接。
[0102] e环形连接体的外径9994mm，高度2m。中心圆孔直径1000mm，上升管通孔直径 600mm，喷塑厚度3mm。过滤网罩钢板直径800mm，网目孔直径10mm。中心钢板盖体直径 1300mm〇
[0103] B -种环形连接体的拉牵座结构
[0104] a由于上升管组合体底座砼体的结构限制，环形连接体与该底座的固定结构不可 靠，所以需要增加一种组合固定连接装置。该装置名称叫一一环形连接体拉牵座结构。包 括三种结构组成：(A)底部盖体拉牵座、（B)环形拉牵座、（C)紧絲螺旋副。
[0105] (A)底部盖体拉牵座
[0106] a底部盖体拉牵座的作用有两个。一是封堵环形连接体底部中心圆孔。二是固定 环形连接体的结构组成部分。底部盖体拉牵座由圆形厚钢板热冲压而成，先在圆形厚钢板 的圆周平面上加工两圈圆周均布的圆孔。外圈圆孔是紧丝螺旋副的拉牵孔；内圈圆孔是与 环形连接体底部中心孔沿配副的螺栓孔。圆形厚钢板的两圈圆孔形成后，在冲压机上冲压 成圆锥台体盆状，当然圆锥台体盆很浅。使两圈圆孔分别在两个面上。内圈螺栓孔在盖体 的圆周平面上，外圈的拉牵孔在圆锥台体盆的壁面上。如果将冲压件颠倒使盆口向下，底面 粘贴上石棉橡胶垫，双头螺栓密封连接在环形连接体的中心圆孔底部。那么就形成底部盖 体拉牵座。底部盖体拉牵座需要喷塑处理防止海水侵蚀。
[0107] b底部盖体拉牵座材料厚钢板的直径1600mm，厚度20mm。盆底（盖体）直径 1300mm，盆体高度150mm，圆锥台体盆的底与帮夹角120°。喷塑厚度3mm。
[0108] ⑶环形拉牵座
[0109] a环形拉牵座是固定在上升管组合底座砼体内壁面上层环形凸起棱阶底部的结 构。环形拉牵座是厚钢板焊接件。该环形厚钢板上加工两圈圆周均布的圆孔，其中外圈圆 孔是与上层环形凸起棱阶底部双头螺栓配副的螺栓孔；内圈圆孔是拉牵孔。因为环形拉牵 座的直径太大，整体配件无论从哪一个圆孔都不能从上升管组合体底座砼体内进去。所以 要求将环形拉牵座分解成相等的4部分，放在上升管组合底座砼体内部焊接后，实施双头 螺栓连接。环形拉牵座需要喷塑处理防止海水侵蚀。
[0110] b环形拉牵座外径9994mm，内径8694mm，厚度20mm。喷塑厚度3mm。
[0111] (C)紧丝螺旋副
[0112] a紧丝螺旋副是已知技术产品，常常使用在电线杆子锚地铁丝组合结构中。现在 我们将它使用在底部盖体拉牵座和环形拉牵座对位的圆孔之间，使环形连接体与上升管组 合体底座牢牢地固定在一起，补救了因上升管组合体底座轮体与环形连接体连接固定的结 构缺陷。
[0113] b紧丝螺旋副的结构包括：两个带钩的外螺旋杆、一个条状矩形框体。条状矩形框 体的相对短边中线上轴向设制对位的螺丝孔，该螺丝孔的内螺旋与带钩外螺旋杆的外螺旋 配副。形成一对不同旋转方向的内螺旋。当将两个外螺旋杆的钩子分别插入底部盖体牵拉 座和环形牵拉座的对位圆孔后，将条状矩形框体的内螺旋同时旋入，顺时针旋转。若将所有 对位圆孔都按照上述方法连接旋紧，环形连接体便与上升管组合底座砼体牢固地结合成一 体。这时圆周均布的紧丝螺旋副形成向外辐射状，它与环形连接体的底平面形成120°夹 角。紧丝螺旋副需要喷塑处理，防止海水侵蚀。
[0114] c带钩外螺旋杆直径30mm，长度1500mm，外螺旋长度600mm。条状矩形框两根钢筋 直径30mm，内螺旋钢板中间宽度90mm，两端半圆头宽度30mm，厚度30mm，角焊连接。紧丝螺 旋副喷塑厚度3mm。
[0115] ③上升管组合体涉及的聚乙烯PE给水管
[0116] a城市给水系统所使用的聚乙烯PE给水管适合当做上升管使用，因为该管道具 有柔性，而且其法兰是活动法兰，装配时可以工地现场制作随即安装比较灵活。不怕海水腐 蚀是它最大的优点。当作上升管使用时，聚乙烯PE给水管的名称改变为一一聚乙烯PEI 升管。这样方便装配描述。
[0117] b聚乙稀PE上升管的外径640mm，壁厚20mm，长度6m。法兰外径800mm，内径 644mm。厚度30mm。活动法兰喷塑厚度3mm。
[0118] ④上升管组合体涉及的隔板法兰片和空心金属球
[0119] a隔板法兰片是钢板热冲压件。钢板的外径和螺栓孔与上升管法兰配副。钢板的 中心开设一个圆孔，该钢板被热冲压成浅型圆锥台体漏斗状。对该隔板法兰片的圆锥台体 部分实施双面喷塑处理。配件中还包括一个空心金属球体，空心金属球的直径略大于隔板 法兰片圆孔的直径。空心金属球的质量略大于它的排水量，在海水（淡水）中空心金属球 不会浮起来。对空心金属球实施喷塑球面保护处理。装配时，隔板法兰片涉及的圆锥台体 漏斗座入环形连接体的通孔，将金属球搁在隔板法兰片的圆孔上，夹持在环形连接体与聚 乙烯PE上升管的法兰之间双头螺栓连接。连接时环形连接体的圆沿粘合石棉橡胶垫密封。
[0120] b隔板法兰片外径800mm，厚度20mm，中心圆孔直径150mm，喷塑厚度3mm。空心金 属球直径200mm，喷塑厚度3mm。
[0121] ⑤上升管组合体涉及的水体容积空间
[0122] a水体容积空间是设置在宏观斜面虹吸发电系统圆柱体顶端的结构。水体容积空 间是砼体构件，其顶部为圆锥体。圆锥体可以方便雨水下行。圆锥体的顶端中心设制一个圆 孔，圆孔外沿向上设制圆柱体棱阶，圆柱体棱阶的环形平面内筑入双头螺栓座。圆孔可以进 出装配工人。放气竖直钢管总成双头螺栓连接在圆柱体棱阶的环形平面上密封。水体容积 空间主体是倒立的圆锥台体的砼体，圆锥台体的下面设制环形底。环形底的中心孔内侧向 上设制砼体管道，砼体管道与中心的环形连接体外壁面间隙配合，该中心砼体管道高度只 有lm，该管道壁面设制与铸件环形连接体的径向双头螺丝孔配副的螺栓孔。二者实施双头 螺栓连接。倒立的圆锥台体砼体空间下面是环形平面，环形平面下面设制双头螺栓座，与带 法兰的砼体管道的法兰螺栓孔配副，二者通过双头螺栓连接。水体容积砼体空间的圆锥台 体壁面，可以开设2~4个出水圆孔。圆孔的外沿设制圆柱体棱阶。圆柱体棱阶的轴线自 然与斜面虹吸管道的轴线重合。圆柱体棱阶砼体内筑入双头螺栓座，该双头螺栓座与斜面 虹吸钢管的法兰螺栓孔配副。当充水阶段运行时，从上升管向上冒出的海水（淡水）首先 流入斜面虹吸钢管，被挤出的空气从圆锥体中心连接的放气竖直钢管总成的壁孔排出去。
[0123] b圆锥体顶端双头螺栓连接的放气竖直钢管总成结构包括：钢管的上端部使用半 球形钢板壳体焊接封闭。竖直钢管的壁面上开设对位圆孔，该圆孔是放气孔。竖直钢管下面 连接着法兰和加强筋，法兰螺栓孔与圆柱体棱阶的环形平面内筑入的双头螺栓座通过双头 螺栓连接。钢管的外壁面套一截橡胶套，将对位圆孔封闭。当系统内部水体运行时析出大量 气体，形成压缩空气后，必然压迫橡胶套，空气从橡胶套与竖直钢管的压力缝隙冲出去。但 是橡胶套的弹性密封在竖直钢管壁面的对位圆孔上，外面的空气不会进来，形成对外封闭 状态。
[0124] c水体容积空间轮体底部环形平面外径15000mm，内径11000mm，壁厚500mm。水体 容积空间轮体的圆锥台体管上部的外径16000mm，壁厚500mm，高度4000mm。水体容积空间 石全体顶部的圆锥体高度2000mm，厚度500mm。水体容积空间轮体顶端圆柱体棱阶涉及的环 形平面外径1600mm，内径1000mm，壁厚300mm，高度300mm。水体容积空间轮体圆锥台体壁 面开设的出水圆孔涉及的圆柱体管外径3300mm，内径3000mm，管道长度300mm。
[0125] d放气竖直钢管总成法兰外径1600mm，内径200mm，厚度20mm，加强筋直角三角形 钢板边长400mm，厚度20mm。放气竖直钢管总成钢管外径200mm，壁厚10mm，长度1500mm，壁 面圆孔直径30mm。钢管顶端半球形钢板壳体直径200mm，厚度10mm，橡胶管直径150mm厚度 10mm ,长度 800mm。
[0126] (2)上升管组合体的装配
[0127] 本发明的宏观斜面虹吸发电系统及其组合方法，涉及的上升管组合体装配，最适 合在戈壁滩或者浅海中进行。装配速度特别快捷，相同的工种可以在一个区域同时展开。对 于快速改变中国的电力结构，迅速扩大电力的生产和消费起决定性作用。上升管组合体的 装配工序包括：①规划与布局、②打井与吊装、③二次钢筋混凝土连接、④装配砼体管道、⑤ 装配聚乙烯PE上升管、⑥装配水体容积空间、⑦装配潜水栗。
[0128] ①规划与布局
[0129] 本发明的宏观斜面虹吸发电系统及其组合方法，涉及的上升管组合体发电形式属 于新兴集合水电站。该新兴集合水电可以安装在戈壁滩上，可以安装在浅海中。安装在戈 壁滩上的新兴集合水电站，利用经炜渠道的定量水体，实施无限循环介质的水力发电。该电 站根据需要可以不断连接扩大，还可以拆卸搬家。因此，戈壁滩新兴集合水电站可以安装在 某工业区的附近；可以安装在城市的附近。低压电流就近消纳。浅海中的新兴集合水电站， 固定安装在靠近岛屿的浅海中。所谓集合水电站是指，单元发电系统发电能力在5万KM以 下，若干单元发电系统组合在一起构成电站的总发电量。其次单元发电系统的发电量与上 升管组合体的高度有关，但并不是越高越好。规划要考虑当地的风力、风向，考虑上升管组 合体的风载能力范围，才能确定新兴集合水电站的组合形式。新兴集合水电站的组合形式 包括两种：一种是矩形阵列。另一种是环形阵列。矩形阵列的新兴集合水电站涉及的上升 管组合体顶部，设制前后两面出水管道，因此形成两个支撑点。环形阵列的新兴集合水电站 的上升管组合体顶部。设制前后左右4面出水管道，或者设计成正六面出水管道，因此形成 4-6个支撑点。环形阵列的新兴集合水电站适合在浅海中安装，因为海洋中经常出现台风、 賜风。
[0130] 涉及工业区和城市群的新兴集合水电站，要有扩大的余地。工业区、城市群规模太 大要分区域规划新兴集合水电站的配置个数。岛屿或者人造岛屿，涉及的环形阵列的新兴 集合水电站只受到海水深度的制约。解决的方法是将较深的地方用泥土垫起来。规划布局 列目下主要描述矩形阵列新兴集合水电站的平面图形和立体图形。
[0131] A矩形阵列平面图形
[0132] 本发明的宏观斜面虹吸发电系统及其组合方法，涉及的新兴集合水电站矩形阵列 平面图形包括：(A)图纸和线型（B)比例和标识、（C)图形和线条、（D)填充图例标识。
[0133] ⑷图纸和线型
[0134] 梯形截面的经炜渠道是构成新兴集合水电站矩形阵列平面图的基础。图纸横向使 用，由于炜线渠道特别长，经线渠道比较短，因此，横向设制的炜线渠道采用细实线表达；纵 向设置的经线渠道采用粗实线表达。一张图纸可以完整的表达一座单元新兴集合水电站的 平面图。若干单元新兴集合水电站可以组合成规模不同的大型、巨型新兴集合水电站。
[0135] (B)比例和标识
[0136] 比例：10mm = 20m。粗实线-代表经线渠道。细实线-代表炜线渠道。圆 圈〇代表上升管组合体。星号*代表桥墩架体。方块□代表水电站厂房。
[0137] (C)图形和线条
[0138] 新兴集合水电站的平面示意图的画法：在横向使用的A4纸上，上边留白25mm，下 边留白25mm，左边留白30mm，右边留白25mm。左边画一条竖直粗实线，长度160mm ;中间画 一条竖直粗实线，长度160mm ;右边画一条竖直粗实线，长度160mm。3条竖直粗实线相互平 行，横向间距120mm。将每条竖立粗实线等分为8等分，将3条竖立粗实线的相对节点用细 实线连接在一起，共计产生9条横向细实线。上述线条网格就是新兴集合水电站平面示意 图的基础线框。左边、右边两条竖直粗实线代表发电站发电尾水渠道一一经线渠道；中间一 条竖直粗实线代表上升管组合体供水渠道一一经线渠道。3条竖直经线渠道的8等分节点 连接的9条横向细实线代表发电尾水连通渠道一一炜线渠道。中间经线渠道的左右共计产 生18条发电尾水连通渠道一一炜线渠道。
[0139] (D)填充图例标识
[0140] 新兴集合水电站的图例标志填充方法：左右两条经线渠道的9个节点分别填充一 个方框□，共填充18个方框□。在中间一条经线渠道的9个节点分别填充一个圆圈〇，共 填充9个圆圈〇。方框□边长8mm，圆圈〇直径8mm。将18条发电尾水渠道涉及的细实线 分别12等分，每条炜线渠道产生11个节点，每个节点的上下两边分别填充一个星号*，星号 *代表骑在炜线渠道上的桥墩架体。
[0141] B矩形阵列的立体图形--二维立体示意图的画法
[0142] ⑷图纸和线型
[0143] A4纸横向使用，上边留白40mm，下边留白15mm，左边留白30mm，右边留白25mm。上 升管组合体使用粗实线表达，发电机组房间使用粗实线表达；炜线渠道使用细实线表达，斜 面管道使用细实线表达，桥墩架体使用细实线表达。
[0144] (B)图形和布局
[0145] 在长度240mm的底边线上画一条中线（垂线）；在中线的垂足上连续向上量取3截 60mm的节点。在上面两个节点上分别画出底边线的平行线。图形结构成的3个相同的线型 组合，就是二维图的雏形（基础）。在图纸的底部中线上画一个竖立长方形代表上升管组合 体，高度50mm宽度8mm ;在对称的炜线渠道左右两端，分别画出相对面的水轮发电机组小房 间，高度15mm宽度5mm ;从图形上升管组合体的上端段，向左右的水轮发电机组小房间的底 部，画出对称的细实线，该细实线代表斜面管道。将对称的炜线渠道的细实线，分别4等分 后产生3个节点。在3各节点上分别作炜线渠道细实线的垂线，并与斜面管道的细实线相 接。3条高度不同的垂线代表高度不同的3个桥墩架体。相同的图形共计画出3个，形成新 兴集合水电站的二维示意图。
[0146] (C)图形的意义
[0147] 该新兴集合水电站的上升管组合体，同时向左右两个水轮发电机组供水。针对上 升管组合体形成左右斜面管道的支撑点，增强了上升管组合体的抗风载能力。斜面虹吸管 道被骑在炜线渠道上的若干桥墩架体支撑，形成抗风载的结构。斜面管道的长度是上升管 组合体高度的2. 5倍，因此，斜面管道水体的重力流和加速度所产生的负压，可以轻而易举 地将上升管组合体内的水体吸起来。从而形成强大的宏观斜面虹吸现象。
[0148] ②打井与吊装
[0149] A 打井
[0150] a在浅海中或者在戈壁滩上钻井的目的是相同的，都是为了使上升管组合体底座 砼体与粧基牢固连接。每个上升管组合体底座砼体涉及一组圆周均布的6个钻井和中心1 个钻井，共计7个钻井。通过钢筋笼实施井内混凝土浇筑。待混凝土凝固后实施二次钢筋 混凝土连接。
[0151] b根据矩形阵列平面图所填充的9个圆圈标识，在工地定位区域挖一个正方形 坑。在正方形坑的底部十字正交线交点，打一口中心井，使9 口中心井的圆心点在经炜渠道 的节点上。中心井的外沿打6 口圆周均布的井，只要半径相同就可以了。
[0152] c每一口井都是随时下入钢筋笼，随时浇筑混凝土。要求每一口井的钢筋混凝土 圆柱体粧基都露出基础地坪700mm。
[0153] d正方形坑基底部面积20 X 20m，深度9m。钻井直径2000mm，深度12m。
[0154] B吊装上升管组合体底座
[0155] a划线一一在7 口井涉及的一组粧基地坪铺一层钢筋网片浇筑一层混凝土水平 面。凝固后在其平面上画出十字正交线涉及的墨线，要求墨线与经炜渠道的中心线、节点重 合；以中心的（节点）为圆心，以上升管组合体的圆柱体直径的1/2为半径划圆墨线。
[0156] b吊装一一将上升管组合体底座砼体吊装在混凝土水平面，要求砼体的铜质座标 体标识与混凝土水平面的十字正交线对位；要求砼体底部的外壁面与混凝土水平面的圆墨 线重合。此时7 口机井涉及的一组粧基被上升管组合体底座的内圆壁面框入其中。而上升 管组合体的环形底部压在一层钢筋网片混凝土上。
[0157] ③二次钢筋混凝土连接
[0158] A连接钢筋和绑扎网片
[0159] a焊接延长立筋一一打破7个圆柱体粧基端头，将混凝土废墟清理干净。针对每 一根竖立钢筋进行埋弧自动焊接延长，延长部分上端头弯钩180°，延长尺度不能超过上升 管组合体底座的底层内壁面凸出的环形棱阶高度。立筋都要与经炜网片进行绑扎。
[0160] b绑扎下层钢筋网片一一下层钢筋网片共计4层，使用直径20mm螺纹钢筋，间距 20Ctam，层距20Ctam绑扎网片。
[0161] c连接中层钢筋网片一一环形凸起棱阶内壁面露出4层经炜钢筋网片的钢筋露 头。针对每一个相对的经炜钢筋，进行埋弧焊接相连，结成4层钢筋网片。
[0162] d绑扎上层钢筋网片一一上层钢筋网片共计4层，使用直径20mm螺纹钢筋，间距 200mm，层距 200mm。
[0163] B饶筑混凝土
[0164] 浇筑混凝土共分三次进行：第一次底层钢筋网片绑扎完成后浇筑；第二次中层钢 筋网片连接后浇筑；第三层上层钢筋网片绑扎完成后浇筑。二次钢筋混凝土连接的意义在 于：使上升管组合体底座的中心空间与7个粧基形成牢固连接。向下压力支撑在7个钢筋混 凝土粧基上，不会发生下沉；向上7个粧基和上升管组合体底座中心的钢筋混凝土结构体， 牢牢地从根部约束着上升管组合体的外包装皮的风载稳定性，不会发生上升管组合体的外 包装皮被整体拔起。
[0165] ④装配砼体管道
[0166] a装配专用底部环形连接体一一将专用底部环形连接体，吊入上升管组合体底座 砼体的上孔。使专用底部环形连接体中心封堵钢板向下。调整后使环形连接体的十字正交 线与上升管组合体底座砼体的铜质座标体标识对位。因为上升管组合体底座砼体的结构限 制，环形连接体的1/2下段不可能与上升管组合体底座砼体实施径向螺栓连接固定，所以 该结构必须向下增加连接机构加以补救。连接方法请参考第9-10页的B -种环形连接体 的拉牵座结构。
[0167] b吊装带法兰的砼体管道一一将一节带法兰的砼体管道竖立置放在作业台上，使 其法兰向下。将一节环形连接体悬吊在该法兰砼体管道的上口，调整后使二者十字正交线 对位，插入砼体管口，径向连接双头螺栓固定。形成带法兰砼体管道和环形连接体组合配 件。将该组合配件吊起来，套入上升管组合体底座砼体的环形连接体，调整后使该组合配件 的十字正交线与上升管组合体底座砼体的十字正交线对位。使用双头螺栓轴向连接上升管 组合底座砼体与法兰砼体管道涉及的法兰；使用双头螺栓径向连接环形连接体与法兰砼体 管道。
[0168] c吊装砼体管道一一将一节砼体管道竖立置放在作业台上，将一节环形连接体悬 吊在该砼体管道的上口，调整后使二者十字正交线对位，插入砼体管口，径向连接双头螺栓 固定。形成砼体管道和环形连接体组合配件。将该组合配件吊起来，套入已经安装的上升 管组合体的环形连接体，调整后使该组合配件的十字正交线与已经安装的环形连接体十字 正交线对位。使用双头螺栓径向连接环形连接体与砼体管道。
[0169] d每次吊装一节砼体管道组合配件，中间必须插入⑤装配聚乙烯PE上升管等工 序。
[0170] ⑤装配聚乙烯PE上升管
[0171] a在装配的过程中，当上下两个环形连接体产生一个圆柱体空间时，必须插入装 配聚乙烯PE上升管的工序。因为组装配件都非常标准，所以，聚乙烯PE上升管也要求标准 化装配。装配时必须在底部的上升管连接口插入隔板法兰片；在隔板法兰片的中心圆孔安 置一个空心金属球，然后将聚乙烯PE上升管的底端与已经安装的结构实施法兰螺栓连接； 上升管与上面的环形连接体对位圆孔法兰螺栓连接时比较简单。连接完成后，需要将每一 个连接的缝隙清理干净，使用热熔枪实施缝隙密封工序。这道工序非常重要、非常严格，关 键指标是不能漏水。因为当总装配完成后上升管组合体上下密封，是否漏水谁也搞不清楚。 如果漏水，那就糟了。环形连接体长期浸泡在水中，寿命肯定不长。
[0172] b为了施工安全，应当准备两块长方形钢板。每次施工都拼齐覆盖在下面环形连 接体的中心圆孔上，防止工人施工中失足掉进环形连接体中心孔跌伤。长方形钢板的纵向 中线上端段钻制一个圆孔方便起吊。
[0173] ⑥装配水体容积空间
[0174] 当吊装若干砼体管道的工序完成后，表达了上升管组合体的高度接近规定指标。 在这种情形下进行水体容积空间的装配。
[0175] A装配带法兰砼体管道和聚乙烯PE上升管
[0176] a装配法兰砼体管道一一将一节带法兰的砼体管道竖立置放在作业台上，使其法 兰向上。将一节顶部专用环形连接体悬吊在该法兰砼体管道的上口，调整后使二者十字正 交线对位，插入砼体管口，径向连接双头螺栓固定。形成带法兰砼体管道和环形连接体组合 配件。将该组合配件吊起来，套入已经装配的砼体管道的环形连接体，调整后使该组合配件 的十字正交线，与最上端砼体管道涉及的环形连接体的十字正交线对位，使用双头螺栓径 向连接。
[0177] b装配聚乙烯PE上升管一一打开环形连接体的中心圆孔封堵钢板，安装最后一节 法兰砼体管道段涉及的的聚乙烯PE上升管。参照第14-15页⑤装配聚乙烯PE上升管的方 法。聚乙烯PE上升管装配完工后，需要将每一个连接的缝隙清理干净，使用热熔枪实施缝 隙密封工序。最后，双头螺栓连接环形连接体的中心圆孔密封钢板。
[0178] B吊装水体容积空间砼体
[0179] 该装配是上升管组合体装配的最大难点。装配时吊装水体容积空间砼体处于已经 装配件的下风头侧面，这样可以防止风力扰动碰撞。当水体容积空间砼体被悬吊在已经装 配的环形连接体上方时，2~4个工人从砼体的内部走下环形连接体平面上立足。全体工人 瓣住水体容积空间砼体的中心砼体管道调节，使砼体内部的十字正交线与已经装配的环形 连接体的十字正交线对位。然后将水体容积空间砼体慢慢放下，使环形连接体插入水体容 积空间砼体中心的配副管道圆孔。轴向连接带法兰砼体管道的双头螺栓；径向连接砼体与 环形连接体的双头螺栓。
[0180] C装配隔板法兰片和空心金属球以及网罩
[0181] 上升管组合体顶部涉及的环形连接体需要装配隔板法兰片和空心金属球。因为水 体容积空间砼体内的水体，将会对顶部法兰砼体管道内每一节聚乙烯PE上升管的水体形 成自重压力。这种压力使全体聚乙烯PE上升管的水体自重压力产生不平衡状态，所以将会 影响负压汲水速度，造成系统内部产生真空断流现象。隔板法兰片和空心金属球外需要装 配网罩，用以防止空心金属球乱滚。
[0182] D密封缝隙
[0183] 上升管组合体装配后，配件之间都有配合间隙，这些缝隙漏气不利于系统运行，所 以要求使用热熔胶密封。
[0184] 3桥墩架体
[0185] 桥墩架体是支撑斜面管道的结构。相同的结构，不同的高度，等分的距离，形成管 道轴线与地坪面小于30°夹角的斜面连续连接管道。单纯的桥墩架体属于已知技术产品的 构筑物。所不同的是本发明宏观斜面虹吸发电系统及其组合方法，其桥墩上面的结构与已 知的桥墩架体的区别是，一个是水平面另一个是斜面。单纯的斜面桥墩架体的结构包括：① 圆柱体架体、②垛口与垛墩结构。
[0186] ①圆柱体架体
[0187] A圆柱体粧基
[0188] a打井粧基连接--每一个桥墩架体涉及的圆柱体粧基有4个，所以需要打4 口 机井。4 口机井的圆形连线结构成长方形。长方形的宽度中线与炜线连通管道的轴线上下 平行，且在一个立面内。长方形的长宽比例是：2 : 1。机井内的粧基升出地面时，被框梁组 合。
[0189] b机井直径2000mm，钢筋笼长度12m。4 口机井圆形连线规格：10000X5000mm，框 梁组合截面规格：800X500mm。
[0190] B桥墩框梁组合结构
[0191] a从粧基框梁组合上平面起每两个对位的横向（长度）梁体中点，向上筑起柱体 与上一层横向（长度）梁体中点连接。因为横向（长度）梁体是支撑管道的承重梁体，而 纵向（宽度）梁体是拉牵梁体。拉牵梁体不设制柱体，因为它不是承重梁体。
[0192] b梁体截面规格：800X 500mm。柱体截面规格：800X 500mm，高度3m。
[0193] ②垛口与垛墩结构
[0194] a桥墩顶部结构一一当桥墩框体梁组合结构上升至需要设制斜面梁体的时候，柱 体顶端连接的是对称斜面梁体。斜面梁体的上面设制垛口，垛口与垛墩上面的长度比例是： 1 : 1。它与古代城墙的垛口不同，该垛口的底部是1/3管道直径杆的圆弧状。该结构是钩 挂斜面出水管道直径杆的承重结构；同时又是调节钢管轴向距离的结构。
[0195] b斜面梁体截面规格：800X500mm，垛口与垛墩长度比例：200 : 200mm。深度 240mm〇
[0196] 4斜面管道
[0197] 斜面管道是钢管，通过法兰连接。法兰管设制两种：一种是普通法兰管。另一种是 钩挂法兰管。因为斜面管道涉及的桥墩架体之间的距离相等，所以桥墩架体之间的斜面管 道长度也相等。因为桥墩架体涉及的斜面规格相同，所以钩挂法兰管的长度也相等。这就 为整体斜面管道的规范设计创造了理论上的支持。本小节着重描述钩挂法兰管。
[0198] ①钩挂法兰管的结构和作用
[0199] a钩挂法兰管的结构包括：法兰管、管道直径杆。法兰管的平行直径线涉及的钢管 壁面等距开设若干对位圆孔。将若干长度相等的直径杆钢管分别从法兰管这边外壁面圆孔 插入，从该法兰管那边的对位外壁面圆孔穿出。使法兰管两边外壁面露出的直径杆钢管长 度相等，然后针对二者实施内外角焊连接。装配焊接成品的钩挂法兰管，非常工整。要求直 径杆钢管之间的距离相等，而且都是200mm的倍数。
[0200] b钩挂法兰管的作用包括：斜面定位作用和斜面调整作用。当将钩挂法兰管吊装 在桥墩架体顶部的斜面垛口凹面时，钩挂法兰管便牢牢地固定在斜面大梁上。在重力的作 用下承重在桥墩架体上；向斜面以下不会对发电站的建筑产生整体催移；钩挂法兰管轴向 的1/2下部被夹持在4个圆柱体桥墩之间，风载不会针对斜面管道产生左右摇摆的情形。可 能因为构筑桥墩架体之间的距离产生误差，所以钩挂法兰管可以灵活地在斜面上下移动， 用以调节斜面管道的距离。
[0201] ②整体斜面管道的装配
[0202] 整体管道的装配先从斜面管道的底端开始，逐步向上连接。桥墩架体之间的悬空 斜面管道，受上游桥墩架体和下游桥墩架体的拉牵和承重。起先悬空管道的下面需要设制 脚手架支撑，等到设制脚手架有困难的时候（高度太高），已经装配的斜面管道的质量形成 了足以保持装配的两端（以涉及装配的桥墩架体为界）产生重力平衡状态。换句话说，就是 已经安装好的法兰管不会发生翘起来的情形。本发明人认为，从第二个桥墩架体向第三个 桥墩架体过度时的斜面连接管道（悬空管道）就可以不设制脚手架体支撑。这时的普通法 兰管完全依靠高强度螺栓连接。直至与上升管组合体顶部的水体容积空间连接时才会发生 装配误差。工程研发单位应当关注：究竟是从上向下连接好呢？还是从下向上连接好呢？
[0203] ③斜面管道的保温结构
[0204] 将有一定厚度的保温材料制成略带弧度的长方形建材，该建材被一种具有一定硬 度的材料夹持，形成已知的保温建材。该建材轴向长，弧向短。长宽比例是：2 : 1。装配方 法是沿法兰管的圆周搭茬粘合。装配时先在管道的表面喷一层热沥青，粘合一个整体保温 建材，接着粘合一个1/2保温材料。使法兰管一圈圆周粘合的保温材料形成圆周均布的间 隔空间。然后，使用纱布、热沥青将已经完成整圈粘合的部分从其外壁面缠绕若干圈。粘合 第二圈保温建材的方法是：从第一圈的间隔空间插入粘合；然后，缠绕若干圈热沥青纱布。 最后在每一节法兰处填入散乱保温棉丝，用热沥青纱布缠绕。
[0205] 5发电站
[0206] 本发明的宏观斜面虹吸发电系统及其组合方法，涉及的发电站，因为使用的水轮 机不同所以，发电站的结构不同。即使是相同的组合方法，也会因为上升管组合体的高度不 同，产生不同结构的发电站。我们以轴流式水轮机为例，涉及的发电站共分三层。从下向上 依次排列：（1)发电尾水管一层。（2)水轮机供水管一层。（3)发电机厂房一层。
[0207] (1)发电尾水管一层
[0208] 发电尾水管的高度一定要超过发电尾水经线渠道的自由液面高度，这样不窝水， 出水快不影响发电机组出力。因此工程研发时，注意发电尾水管出水口夹在经线渠道自由 液面和渠道顶部的现浇顶之间，它们之间的高度是3m。若发电尾水管口低于自由液面，就会 影响发电机组出力；若发电尾水管口高于自由液面，就会浪费投资。在浅海中安装时更要注 意研究高潮位对水轮发电机组出力的影响。
[0209] (2)水轮机供水管一层
[0210] 水轮机供水管与斜面管道之间设制蝴蝶阀活门，蝴蝶阀活门与斜面管道之间设制 一个较大的钢筋混凝土砼体，该砼体内包裹着一个120。弯管和直管。包裹的砼体有两个作 用：第一个作用是给管道保温。第二个作用是消除系统运行时，水体针对管道的巨大震动。 用以防止水轮发电机组的震动与供水管道的震动产生共振现象，造成针对发电厂房建筑的 摧残，针对发电尾水经线渠道的摧残。在设计时包裹砼体需要支撑在4个机井粧体的上面， 以便将振幅传导至地下。
[0211] ⑶发电厂房一层
[0212] 这样的设计使发电厂房必然在楼上。盖楼房的中线以下依次是：炜线连通管道在 最下面。发电尾水管道在中间。供水管道在上面。发电机组在最上面。四者的中线（轴 线）上下平行，且在一个立面内。发电厂房的轴线长度要依据：选择什么水轮机组而定。肯 定是轴流式水轮发电机组的轴线长度最短，因为轴流式水轮发电机组涉及的发电机是立式 的。
[0213] 6渠道和管道
[0214] ①经线渠道
[0215] a经线渠道有两种：一种是发电尾水集合渠道。另一种是上升管组合体供水渠道。 两种渠道都是钢筋混凝土渠道。两种渠道的截面相同，宽度、长度相同，都有柱体、大梁、现 浇顶封闭支撑，都有炜线管道连通。不同点是发电尾水渠道的现浇顶上平面像街道：街道 的中间是马路；街道的两边是整齐排列的对称发电厂房。左边的发电厂房依靠左边的上升 管组合体和斜面管道供给动力水体；右边的发电厂房依靠右边的上升管组合体和斜面管道 供给动力水体。而上升管组合体供水渠道则是将上升管组合体竖立均布在街道马路的中线 上，基本堵塞了道路交通。所以上升管组合体供水渠道的现浇顶只有一个作用，那就是封闭 渠道，防止杂物进入。经线渠道的两端设制与渠道截面相同的钢筋混凝土斜坡。
[0216] b发电尾水渠道涉及的经线渠道的截面是倒立的等腰梯形，等腰梯形的上底（渠 道底部）中线上均布一行圆柱体柱体。柱体避开对称发电厂房的中线。柱体从机井的粧体 升起，柱体上面支撑着格状大梁。格状大梁涉及的经线大梁有3条，其中柱体上端连接的经 线大梁是有支撑点的大梁。该大梁左右两侧的对称大梁是悬空大梁。炜线大梁都支撑在圆 柱体柱体上端。格状大梁的一部分支撑在钢筋混凝上斜坡上平面。格状大梁上面建筑现浇 顶，使发电尾水渠道处于封闭状态。为了使街道上的雨水下行，在合适的位置设制若干井 盖。打开井盖可以清淤。
[0217] c上升管组合体供水渠道涉及的经线渠道，因为有上升管组合体的干扰，所以渠 道涉及的格状大梁都是单元性质的。若干格状大梁单元位于两个上升管组合体之间，然后 寻求单元格状大梁的相互连接。连接的位置在上升管组合体的左右两侧，最后形成每一个 上升管组合体的圆周都被正方形的格状大梁所约束（几何图形是圆外切正方形）。
[0218] d经线渠道的底部宽度14m，底部夹角60°，高度7. 5m。渠道底部厚度800mm，斜 坡厚度500mm。柱体直径1500mm，格状大梁规格：800X 400mm。现饶顶厚度500mm。井盖直 径 800mm。
[0219] ②炜线管道
[0220] a炜线管道是埋设连通管道，主要作用是连通发电尾水渠道和上升管组合体供水 渠道，保证相关渠道自由液面平衡。炜线管道代替了炜线渠道，大大降低了投资成本。炜线 管道使用钢筋混凝土输水管道，主要技术指标是轴线经炜垂直相交，密封管道接口缝隙，管 道底部位于渠道底部的500mm高程。
[0221] b钢筋混凝土炜线管道外径1800mm，设置接口，壁厚100mm，长度2500mm。
[0222] 7发电系统的运行
[0223] (1)充水阶段
[0224] ①装配潜水栗
[0225] a打开上升管组合体供水渠道现浇顶涉及的井盖，潜水员下去6人。现浇顶上面 的工人将潜水栗一个一个吊下去，水渠中3个潜水员负责运输潜水栗，3个潜水员协作安装 潜水栗。完成一座上升管组合体的安装任务后，挪到另一个上升管组合体涉及的井口，继续 装配。
[0226] b潜水栗的电缆从所属井口拉出来固定备用。潜水栗的配置组数要少，因为上升 管组合体终生只充一次水，充水作业完成后潜水栗在本电站基本无用了。
[0227] c装配潜水栗时，第9页所述的B -种环形连接体的拉牵座结构涉及的（C)紧丝 螺旋副可能影响潜水栗的安装，在这种情形下，可以将紧丝螺旋副拆掉。待充水工序完成 后，重新安装。
[0228] ②充水过程
[0229] a将上升管组合体顶部竖直管总成的橡皮套取下来，让充水过程中的空气快速排 出去；关闭系统所属蝴蝶阀门；临时提供电源接通所有潜水栗，循环水体迅速到达上升管 组合体顶部的水体容积空间。空气从上升管组合体顶部的竖直管总成壁孔排出。循环水体 自动分成两股，一股流入上升管组合体左边的斜面管道；另一股流入上升管组合体右边的 斜面管道。
[0230] b当系统充满水体后，最显著的特征是：从上升管组合体顶部的竖直管总成壁孔 往出喷射高压水。切断电源停止栗水；将橡胶皮套套入上升管组合体顶部的竖直管总成外 壁面。
[0231] ③拆卸潜水栗
[0232] a潜水员6人协作，3人拆卸潜水栗，3人运输潜水栗，将潜水栗吊出经线渠道井 口，完成充水任务。
[0233] b底层环形连接体的潜水栗拆卸后，换成过滤网片。防止循环水体中的浮游生物 被吸入系统。
[0234] (2)运行阶段
[0235] ①发电运行一一打开蝴蝶阀活门的旁路阀，当水体充满水轮机仓后，同时启开供 水阀门和发电尾水阀门，发电开始。
[0236] ②调频运行一一实施加减法调频运行。启开发电运行是加法调高电网频率运行； 关闭发电运行是调低电网频率运行。
[0237] ③无功运行一一发电运行后，分离水轮机与发动机的联轴器，让发动机空转；关 闭供水阀门；打开发电尾水阀门。为电网提供无功功率。
[0238] --发电系统组合方法
[0239] 本发明的宏观斜面虹吸发电系统及其组合方法，具有多样性，其中属于标准工程 的"戈壁滩发电站组合方法"是样板工程。所有组合变化的发电系统都是依据样板工程结 构构筑的。
[0240] 8戈壁滩发电站组合方法（略）
[0241] 9岩石山体发电站组合方法
[0242] 大自然形成的"一道道山来，一道道水"正好是我们开发新型水电站的优良地貌。 大多数岩石山体的地质比较稳定，适合建造构筑新型水电系统。有的一边是高耸入云的岩 石山脉，另一边是清澈见底的湖水。既有山又有水地方都可以开发为新型水电站。
[0243] 岩石山体发电站组合方法，其中一个很重要的特征是不破坏自然环境。盾构井深 藏在山脉主脊的体内，盾构隧道连接在山体的底部。斜面管道构筑在山脊的上面，发电站建 筑在河湖水源的岸畔。
[0244] 岩石山体发电站组合方法，基础工程中的难点是，盾构井中的上升管组合体的构 筑。盾构井中的主要结构包括：圆柱体管道壁面、环形连接体、聚乙烯PE上升管、水体容积 空间。其中圆柱体管道壁面有两个作用：一是将盾构井的裸露岩体包容。二是形成环形连接 体的水平安装位置。环形连接体是钢板焊件，其结构与样板工程中的环形连接体铸件相同。 不同点是该环形连接体的厚度（高度）只有lm。环形连接体的外圆周边沿设置圆周均布的 圆孔，该圆孔不是上升管连接孔，而是上一节钢筋混凝土圆柱体管道壁面连接孔。环形连接 体由上下两块环形钢板夹持若干短截钢管焊接而成。两块环形钢板之间的外圆沿内侧，还 夹持焊接着圆柱体挡泥板，目的是将圆柱体管道壁面的混凝土阻挡在环形连接体内腔的外 面。环形钢板的平面上设制相同结构的若干圈上升管连接通孔。短截钢管焊接在对位的圆 孔之间。圆孔的外沿设制与聚乙烯PE上升管活动法兰配副的螺栓孔。
[0245] 岩石山体发电站组合方法，基础工程的施工顺序是：从盾构井的底部开始，构筑一 节竖立钢筋混凝土圆柱体管道，将盾构井壁的裸露岩石箍紧。这一节竖立管道的水平环形 上平面是安装环形连接体的位置。钢板焊件的环形连接体，从盾构井的上口水平吊下，安置 在管道的环形平面上，使二者的十字正交线对位。然后，在环形连接体的上面，构筑第二节 竖立钢筋混凝土圆柱体管道。如此这般地向上构筑安装，所做的都是循环工程。循环工程 包括三项：第一项是构筑竖立钢筋混凝土圆柱体管道。第二项是安装环形连接体。第三项 是安装聚乙烯PE上升管。
[0246] 安装聚乙烯PE上升管时，一位工人要从环形连接体中心孔的上下两块钢板之间 爬进去，将螺栓杆从内部螺栓孔向外部穿出，螺栓帽旋紧在聚乙烯PE上升管活动法兰的上 面或者下面。
[0247] 岩石山体发电站组合方法，涉及的水体容积空间砼体的结构与样板工程的水体容 积空间砼体的结构不同点是：最上面环形连接体的中心圆孔使用一截厚壁钢管直通顶部。 厚壁钢管内侧与水体容积空间砼体的内部分隔。厚壁钢管从上向下与所有的环形连接体的 中心孔对位，形成贯通盾构井的通道。施工阶段该通道是吊运材料的出入孔；运行阶段该通 道是监测、维修设备的出入孔。基础工程完成后，该通道安装电梯。充水阶段该电梯是安装 潜水栗的下运通道；充水完成后，该电梯是拆卸潜水栗的上运通道。
[0248] 岩石山体发电站组合方法，所涉及的组合方法是指由若干座岩石山体发电站组合 在一起的方法。发电站共用一湖水，盾构井可以在这山也可以在那山。无论这山还是那山 的盾构井都间隔排列在山脉的山脊之上，斜面管道错位输出，并列下行，上面共用桥墩，下 面分离桥墩，分别输入所属水轮机组。一条循环供水盾构隧道连通若干盾构井。
[0249] 岩石山体发电站组合方法，建成之后，可以从斜面管道外部输出若干小股水体，针 对山上的土地实施喷淋灌溉，或者针对岩石山体实施绿化自动灌溉。
[0250] 10海洋发电站组合方法
[0251] 海洋发电站组合方法，是指将戈壁滩发电站组合方法的主体结构安装在20m以内 的浅海中。与戈壁滩发电站组合方法的不同点是不需要设制经炜渠道，而且发电站都构筑 在独立高架断桥上。一座独立高架断桥的左右两侧都是整齐排列的海电站水轮发电机组。 桥面很宽，是工人们生活、休息、活动的场所。高架断桥的两端头都是该断桥的深水码头。
[0252] 海洋发电站组合方法，涉及的上升管组合体底座与戈壁滩发电站组合方法中的不 同点是，上升管组合体底座砼体的装配高度超过海洋高潮位，封闭上升管组合体底座的4 个圆孔，抽出体内的海水进行二次钢筋混凝土的浇筑。为了达到上升管组合体底座砼体的 高度超过海洋高潮位，底座砼体的上面需要连接1-2节上升管组合体涉及的砼体管道。
[0253] 海洋发电站组合方法，涉及的上升管组合体其水体容积空间可以通过法兰钢管相 互连通，目的是将若干所属上升管组合体串联，增强其集体抗风载能力。
[0254] 11与传统水电站实施大融合
[0255] 本发明的宏观斜面虹吸发电系统及其组合方法，可以与传统水电站实施大融合。 我们知道传统水电站的库容都设置警戒水位警示标识，超警戒库容水位可能对大坝的安全 造成威胁，因此需要溢流。而溢流是对动力水体的一种浪费，如果将本发明的宏观斜面虹吸 发电系统与传统水电站实施大融合，那么，动力水体及时得到高速转移，并且获得高水头的 电力能源回报。具体方法是：每年旱季抓紧时间在大坝库区的岩石山体构筑若干岩石山体 发电站，将动力水体转移至本流域以外的河流或者湖泊。
[0256] 中国的长江三峡水电站是世界最大的水电站，其库容具有600Km的不动水面。战 争可能威胁大坝的安全，尤其是渍坝，会给长江下游各省带来毁灭性灾难。本发明的宏观斜 面虹吸发电系统可以解决战争溃坝问题。如果我们将长江三峡大坝的整体安全问题与新技 术实施大融合，不但能提高大坝的整体安全性，降低了防护成本，而且能高速转移了动力水 体，获得丰厚的高水头电力能源的价值回报。
[0257] 具体方法是：针对长江三峡库区实施第二次移民；大量将岩石山体发电站组合构 筑在此，数万个岩石山体发电站同时启动，可以在72小时内将三峡库区的动力水体抽干。 如果我国能采纳本发明人的建议，那么，平时可以针对三峡大坝起到技术安全防护的作用， 延长了三峡大坝的使用年限；战时可以针对三峡大坝起到消除战争创伤的作用，从战略上 破灭了敌对国家的非分想法。同时新技术与传统水电站实施大融合后，三峡大坝库区的山 上都变成了自动化喷淋灌溉的现代化农业产业区，不知不觉实施了多余农业人口的城市化 转移；不知不觉实施了该区域的土地改革。
[0258] 战争时期，我们可以选择实施三峡大坝放水作业。这种措施也可以在3-4天的时 间内放掉三峡大坝的库容水体。但是，这种方法浪费了动力水体，江水白白地流入大海。同 时造成了针对大坝结构的磨损，造成了针对长江下游河堤的压力。当解决一个问题有了多 种方法的选择后，肯定有一种方法是最佳方案。
[0259] 三有益效果
[0260] 本发明的宏观斜面虹吸发电系统及其组合方法的有益效果是由该技术的特征带 来的。该技术的主要特征是，将低水位的自由液面改变成可以达到的高水位封闭液面。从 而为宏观斜面虹吸发电系统创造了条件。本发明的宏观斜面虹吸发电系统及其组合方法的 有益效果包括：（一）独立发电站的有益效果。（二）组合发电站的有益效果。（三）全国 性调水作业的有益效果。
[0261] (一）独立发电站的有益效果
[0262] 本发明的宏观斜面虹吸发电系统及其组合方法，也适合独立应用。我们知道中国 的山区多平原少，一些深山老林的村民世世代代居住在那里。虽然国家在平原地区为山区 村民盖起成片的楼群，动员他们移民脱贫致富，实现城镇化生活。但是由于当地人们的思想 受传统观念的束缚，故土难移。山高缺水、山高路远是此地的最显著的特征之一。山区村民 的居住安全问题、饮水安全问题、交通安全问题等等，都是中国政府特别关心的事情。
[0263] 独立发电站是深山老林村民脱贫致富的动力源泉。如果我们将一个独立的宏观斜 面虹吸发电系统构建在一座大山上，首先是该山上的村民饮水问题解决了；其次是山上的 土地都可以获得适时的高压自动化喷淋灌溉。有了电力主要的上山下山通道可以构建缆 车；小城镇、新农村可以构建在山体的顶部，村民的居住安全问题得到了保障。这样的深山 地区规划从根本上改变了贫困人口的生活习惯，人们因此而获得不离故土的城镇化生活。 这是一种人居科学的研究成果，是人居环境的创新。
[0264] 独立发电站是转移农业人口就业的新引擎。城镇化的最显著特征是人口集中，月艮 务业集中。如果我们实施了"山顶巅峰文化"，就会出现一座座"山巅小城镇"。这些错落有 致，云雾缭绕的奇特民族建筑群体是特色旅游的好去处；地方美食吸引了众多的游客；高 山农业果实可供游客们观赏、采摘和品尝；曲径通幽的居住环境，清新湿润的空气仿佛使人 置身于仙境。避暑胜地因此而不断增加，新的经济增长点因科技创新成果的应用而涌现。
[0265] 独立发电站的斜面异形管道上面，承担了高压输电线逆流而上的支撑体。桥墩均 布在高低错落的街道上，街道上很少有小轿车行驶。街道宽窄不同依山而建，因此，独立发 电站的有益效果是一一彻底改变了山区城镇化、新农村的格局。
[0266] (二）组合发电站的有益效果
[0267] 本发明的宏观斜面虹吸发电系统及其组合方法，涉及的组合发电站适合县城供电 使用。人们根据县城的人口多少确定组合发电站的规模，低压电流就近消纳，需要多少电力 生产多少电力。独立脱网供电，电价十分低廉。因此，组合发电站的有益效果在于--大幅 度降低了居民供电电价。
[0268] 由于中国劳动力成本的上升，国外好多企业正在酝酿资产转移。从表面上看这是 一个坏现象，实际上它是一个好消息，中国政府必须高度重视研究它。如果我国在新的工业 区构建组合发电站，并将工业电价降至每度0. 25元，那么，国外的投资者转让给中国的企 业就可以抵消因为劳动力成本上升而赔的钱，这些企业经过改造升级后产品仍然具有国际 竞争力。所不同的是赚钱的不是外国老板，而是中国企业。因此，组合发电站的有益效果在 于--大幅度增加中国企业独资的数量，解决中国的就业问题。
[0269] (三）全国性调水调水作业的有益效果
[0270] 本发明的宏观斜面虹吸发电系统及其组合方法，涉及的组合发电站单元是全国性 调水作业系统的组成部分。需要经过发明人的继续努力，预计2015年下半年出台解决问题 的方案（专利说明书）。如果中国政府注重实施，可能在五年后全面实现全中国的季风雨水 体的大调度。中国南方下雨北方浇地的现实指日可待。到那时，国家不仅时时刻刻收获着 制造电力能源的价值，同时为现代化农业提供了充足的水源；到那时，国家轻而易举地实现 大江大河的超警戒水位的自动化控制，消除水患带来的烦恼；到那时，多余的径流不可能白 白地流入大海，要么大量注入新疆罗布泊改造雅丹地貌降低沙尘暴发生的频率。要么注入 黄土高原、内蒙古高原众多的盐碱地、或者沙漠形成新的湿地。因此，全国性调水作业的有 益效果体现在一一发明和发现不断迸发，相互勾连没完没了。
【具体实施方式】
[0271] 本发明的宏观斜面虹吸发电系统及其组合方法，是由中国人首先提出的水电领域 的全新概念。本发明结构简单，制造容易，不需要配置信息化自动化控制。因此，可以高速 度占领水电市场。为了实现中国利益最大化，发明人建议：实施国家垄断经营。垄断实施方 式包括：一国内垄断经营。二国际垄断经营。
[0272] 一国内垄断经营
[0273] 本发明的宏观斜面虹吸发电系统及其组合方法，在不使用任何化石能源的情形 下，就可以无限制地收获电力能源所产生的无限价值。因此，宏观斜面虹吸发电系统及其组 合方法创造财富的能力超过任何一种机械。它简直就是一台人民币印刷机。这样的高利润 只有实施国家垄断经营，才能使全体中国人民享受到科技成果带来的好处。
[0274] 国家垄断经营的【具体实施方式】包括：1国家标准的制定。2国家与企业的利益分 配。3社会的监督。
[0275] 1国家标准的制定
[0276] 本发明的宏观斜面虹吸发电系统及其组合方法，需要分类进行国家标准的制定。 中国的国家标准就是国际标准，因为这是中国的创造，无需发达国家指手画脚。国家标准的 制定是指不同类型的发电系统组合方法的尺度规定、品质规定。制定国际标准应当秉承的 一个原则是：设计合理、同类互换、坚固耐用、方便装配、便于运输。
[0277] 2国家与企业的利益分配
[0278] 本发明的宏观斜面虹吸发电系统及其组合方法，需要制定国家与企业利润分配比 例。就本发明的结构而言只要符合国家标准就可以一劳永逸，终生不坏。其原因是本发明 的结构针对介质水体之间不发生受力、冲击。除非遭遇不可抗拒的自然力量。而容易产生 维修的结构只涉及水轮发电机组磨损。因此，在利益分配时，国家拿大头，企业拿小头。
[0279] 3社会监督
[0280] 本发明的宏观斜面虹吸发电系统及其组合方法，在运行阶段需要社会监督。否则 赚钱太快容易滋生腐败。
[0281] 二国际垄断经营
[0282] 本发明的宏观斜面虹吸发电系统及其组合方法，在不使用任何化石能源的情形 下，就可以无限制地收获电力能源所产生的无限价值。因此，宏观斜面虹吸发电系统及其组 合方法创造财富的能力超过任何一种机械系统。它简直就是一台各国货币印刷机。这样的 高利润只有实施国际垄断经营，才能使中国的崛起势不可挡，才能使中国发展与当今发达 国家的差距高速度拉大。中国社会经济强劲增长将会使发达国家望尘莫及。因此，针对发 达国家、发展中国家我们的策略是：只能给予其"鱼"，不能给予其"渔"。
[0283] 国际垄断经营的方法主要是：1先处理中国的先进火电站。2后承包各国的供电业 务。
[0284] 1先处理中国的先进火电站
[0285] 2012年以前中国已建成600多座先进的火电站，现在面临淘汰，怪可惜的。2014 年初中国政府宣布"开工一批重大工程"其中包括为数不少的"〇"型无限循环放大（母子） 水电站。可能未来宏观斜面虹吸发电系统及其组合方法，与"0"型无限循环放大（母子） 水电站并举，成为淘汰先进火电站的主要技术手段。被淘汰的先进火电站，经过翻新后可以 出口至发展中国家。由我国负责投资建设，为该国家提供电力能源。
[0286] 2后承包各国的供电业务
[0287] 若干年后先进的火电站因为老旧而正式淘汰，我国就可以为该国建设安装宏观斜 面虹吸发电系统，继续为该国提供廉价的电力能源。针对发达国家我国更要实施国际电力 供给垄断经营，而且需要实施技术长期保密，只有这样我国才能获得国家最大利益。
[0288] 本发明的宏观斜面虹吸发电系统及其组合方法，从根本上完善了以水为介质的 "永动机系统";将自然虹吸原理中的自由液面，提高至可能实现的高度，从而创造了前所未 有的水头。为电力能源的制造提供了前无古人后无来者的绝佳条件，因此，中国人用事实彻 底推翻了"能量守恒定律"。本发明的宏观斜面虹吸发电系统及其组合方法，必将成为中国 发动、传播第四次工业革命的核心技术之一。
【主权项】
1. 一种宏观斜面虹吸发电系统及其组合方法，其特征包括：原理特征、结构特征、运行 特征、组合特征。 原理特征包括：原始虹吸原理是该发明的基础原理，30°直角三角形原理是该发明的 配置原理，上升管原理是该发明的结构原理，三个原理融合后，创造出新型虹吸现象；静态 新型虹吸原理的要点是：利用组合上升管和斜面管道的充水过程，将原始虹吸原理涉及的 自由液面提高到可能实现的高度，从而创造了前所未有的发电高水头。 结构特征包括：经炜渠道是安装宏观斜面虹吸发电系统的基地；构建在经线渠道中的 上升管组合体，是由上升管组合体底座砼体、环形连接体、法兰砼体管道、普通砼体管道、水 体容积空间砼体，结构成的上升管组合体的外包装皮，该形体是竖立的圆柱体分层组合砼 体管道；众多聚乙烯PE上升管之间夹持着隔板法兰片和空心金属球，安装在上下两个环形 连接体之间，形成水体上行分隔通道；水体容积空间将原始水位提升到可能达到的高度； 由桥墩架体、钩挂法兰管、普通法兰管，结构成的斜面管道高端从2-4面支撑着上升管组合 体涉及的水体容积空间；斜面管道的低端连接着水轮发电机组的供水阀门。 运行特征包括：充水阶段一一在上升管组合体底座砼体的环形连接体下面安装潜水 栗，在关闭水轮发电机组的供水阀门后，启动潜水栗电源；竖立聚乙烯PE上升管之间夹持 的隔板法兰片和空心金属球分割分散了自由水体的质量压力；在水体到达上升管组合体 顶部的水体容积空间后，均等地分流至斜面管道；空气从水体容积空间顶部的放气竖直管 总成的壁孔排出；当水体充满系统后，放气竖直管总成的壁孔向外射水；关闭潜水栗电源， 拆掉潜水栗，换成过滤网片，给放气竖直管总成外壁面套上橡胶皮套，表达系统充水阶段完 成；由于空心金属球在重力的作用下覆盖在隔板法兰片上，水体不会倒流；发电阶段一一打 开水轮发电机组的供水阀门，斜面管道中的水体形成巨大水力惯性，同时产生巨大负压，轻 而易举的将低位水源改变为高位水源，形成静态新型虹吸发电现象。 组合特征包括：戈壁滩的宏观斜面虹吸发电系统及其组合方法的特征是，一条经线渠 道为均布排列在渠道轴线上的上升管组合体提供水源供给；相间经线渠道的两岸是对位设 置的水轮发电机组，发电尾水注入经线渠道中；上升管组合体顶部的水体容积空间通过斜 面管道与对位的水轮机组供水阀门连接；斜面管道钩挂在桥墩架体的顶部；两条不同作用 的经线渠道，通过炜线砼体管道连通，使经炜渠道自由液面保持平衡状态，达到水体无限循 环的效果；戈壁滩的宏观斜面虹吸发电系统及其组合方法可以不断连接扩大，形成矩形整 列的发电基地。 浅海中的宏观斜面虹吸发电系统及其组合方法不需要设置渠道，亦可以不断连接扩 大；环形整列的宏观斜面虹吸发电系统及其组合方法更适合抗风载。 岩石山体中的宏观斜面虹吸发电系统及其组合方法的特征是，上升管组合体镶嵌在山 脊的盾构井中，水体容积空间露出山顶部与斜面管道连接；矩形截面的斜面管道通过桥墩 架设在山脊上，蜿蜒曲折向下与河湖岸畔的水轮发电机组的供水阀门连接；发电尾水通过 盾构隧道与盾构井底部连通，形成系统的水体无限循环状态。2. 根据权利要求1的第二小段所述的< 30°直角三角形原理其特征是：AC = 3 · AB. 第二小段所述的上升管原理涉及的空心金属球的特征是：空心金属球的质量略大于它的排 水量。3. 根据权利要求1的第三小段所述的经炜渠道的截面特征是倒立的等腰梯形；渠道的 上口通过格状大梁和柱体的支撑，用钢筋混凝土现浇顶封闭；第三小段所述的上升管组合 体涉及的砼体配件的特征是，砼体合适的部位中注入执行标准安装的铜质坐标体；第三小 段所述的环形连接体的特征是，径向双头螺栓连接砼体管道配件，轴向双头螺栓连接聚乙 烯PE上升管组件；第三小段所述的桥墩架体的特征是，由高逐渐变低的桥墩架体等距排列 在一条直线上；桥墩架体的斜梁上部设置垛口；第三小段所述的斜面管道的特征是，钩挂 法兰管的直径线上等距穿结着平行轴线的直径钢管；直径钢管的两端钩挂在桥墩架体斜梁 上面设置的垛口中；垛口是调节钩挂法兰管位置的结构。4. 根据权利要求1第四小段所述的充水阶段其特征是，充水过程就是唯一的使用电 力能源的过程；充水过程就是新型虹吸现象形成的过程；第四小段所述的发电过程其特征 是，将潜水栗拆卸，换装成过滤网片使汲水通畅；斜面管道内的巨大水力惯性所产生的巨大 负压是汲水的动力。5. 根据权利要求1第七小段所述的，岩石山体中的宏观斜面虹吸发电系统涉及的斜面 管道底部，可以向山地分流小股水体，用作不同层次山地的梯田灌溉；第七小段涉及的岩石 山体的宏观斜面虹吸发电系统可以进行远距离调水作业。
【文档编号】F03B13/00GK105888920SQ201510014003
【公开日】2016年8月24日
【申请日】2015年1月1日
【发明人】贺学术
【申请人】贺学术