专利名称：Mw级无坝沉锚牵引双体水利发电船的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种MW级无坝沉锚牵引双水利发电船。
背景技术：
一般可再生能源均以风能和水利为主。由其水利以其大型化大装机容量著称。但其建设不但涉及造价高昂并涉及环境、占用土地、库区居民安置、通航、电力远程输送、选址更为局限，如平原的国家或地区将无法筑坝发电。等一系例难题。也有无坝水利发电船设计，但其因发电船在河流中的定位拉力而决定装机容 量的因素。所悉均为几千瓦的小型设计，只能提供一家一户照明用电，不能成为真正意义上的功能电源。
发明内容
针对上述问题，本发明的目的是提供一种装机容量达兆瓦级别的，利用在江河底建大型混泥土沉锚，及岸基岸锚挂钢缆，成三角立体牵引定位的双体水利发电船。本发明由于采取以上技术方案，其具有以下优点I.适应性强应用广泛本发明由于采取无坝式，利用河底沉锚及岸锚将双体船固定于江河水面，利用水流冲击桨轮，将水流动力转变为机械能实现的水利发电。因此此发电船的使用即不占用土地及任何空间不受任何限止。因采取桨轮多片组合式，可根椐水流量/速而增加或减少桨轮单位及桨叶，以适应水流量/速的最大值和最小值。可适应全国各条水深达I. 5/m2以上水流速2. 5/秒以上的江河中使用。因水利发电船发电功能大运行电流稳定可直接入网，也可一村一镇一县专用。因其对水深流速要求不高，但其装机容量大的优点，可在适应的大江大河中随意布设1+X组网供电。因本发明为50千瓦/兆瓦级别系列。用户可根据本地江河水流资源及实际需要，选择确定发电船的使用级别。2.成本低功率大本发明由于采取在江河底打桩连沉锚(如建造桥垛模式)用锚链固定发电船，并用钢缆挂岸锚方式构成了立体三角定位，极大的提高了对发电船的牵引力度，使发电船的装机容量获巨大突破。故而产生高效率降低了成本。3.设计合理结构简单由于采用双体设计极大的减少了水阻，提高了船体的稳性，并成倍增加了装机空间，减少了造船成本。由于采取双牵引锚链及钢缆均结挂于双船体水下龙骨处成适当仰角。减少了牵引锚链的向下拉力，减少船体吃水深度，以减经牵引设施的负荷。因设计双牵引锚链结挂于龙骨前1/3处，利用动力学原理使船体象放风筝一样，负阻力越大船体就产生向上浮力越大，以减少船体阻力从而加大了单位可装机容量。4.机组设计适应性强本发明的机组驱动装置，设计为液压操控主驱动桨轮升降。调整其吃水深度，以调整水流环境对发电功能的影响。如水流较缓慢，则由液压操控驱动桨轮向下移动，以加大水流对桨叶的作用面积，机组可获更大的驱动力。反之水流过急则向上提升驱动桨轮以防机组超速。以提高发电船对水流环境的适应性。5.自主操控能力强本发明设有船体橫向操控结构，及船体纵向水平操控结抅。在发电船甲扳中前段设有绞盘机驱动的钢缆结挂岸锚上。其功能是在盘机(卷扬机)驱动下向岸边移动或放松钢缆在沉锚在江中心牵引下及水流冲击共同作用下，向江中心移动以选择最佳的流速位置。并可适用躲避通航超大型船只通过，及躲避洪水袭击及靠岸修整。发电船双船体下龙前段处均设有透水槽，沉锚及岸锚的锚链均自透水槽窜入船体内，安装于透水槽上方导轨上所设绞盘机上。此绞盘机可沿导轨(一定范围内)前进或后退，用以改变牵引点，实现船体纵向水平平衡。以保正船体吃水量最小有效减少阻力，并保障所有机组均衡作功。5.机组传动设计简单可靠本发明的机组传动系统由组合式桨轮组成。主桨由三片桨轮组成可根据水流情况增减。并可增减桨叶片数。其主轴上设主动键轮，采取四组合链条将动力传给变速器驱动电机作功。
图I.是:MW级无坝沉锚牵引双体水利发电发电船构造侧/正视2.是双体发电船沉锚及岸锚牵引固定府视3.是双体发电船下挂式可移动船体纵向水平调整机构图4.是双体发电船主桨轮操控机构A侧视5.是双体发电船主桨轮操控系统B及动力传动设置正剖6.是双体发电船主桨轮结构示意图
具体实施例方式下面结合附图和实施例对本发明的进行详细的描述如图I所示，本发明包括牵引固定系统、操控系统、动力传动系统、维修监控系统。牵引固定系统筑坝发电是靠水流落差决定单位装机容量。本发明的无坝水利发电船是靠牵引能力决定单位(船)装机容量的。设于江河水底修建的沉锚(图I中的8以下省略为1/8)及岸锚(1/17)经锚链(1/10)及(1/13)结挂双船龙骨挂点(1/14)形成三角立体牵引结构，使发电船在激流中定位，使设于船体双侧的多组机组桨轮(1/2)及(1/3)受水流冲击旋转，将水流动能转变机械能驱动电机作功。操控系统包括5项.(I)下挂式可移动船体纵向水平调整机构。在船体龙骨(3/12)及(3/1)中前段设高于水面(3/17)的透水槽(3/2)水槽上双沿处设平面导轨(3/3)及(3/13)双筒绞盘机(也称卷扬机)(3/16)的下部凹形导槽卡入平面导轨上。牵引锚链(3/11)自下向上窜过透水槽进入船体内，经锚链导向轮(3/5)与绞盘机前卷筒(3/6)相连接。绞盘机后卷筒(3/7)的钢缆(3/9)挂于透水槽后侧挂柱上(3/10)。其绞盘机通过绞动锚链，沿平面导轨向前移动，通过后卷筒拉动钢缆可向后移动。而改变船体受牵引着力点，以寻找最佳牵引点而形成的利用水流冲击，使船体产生向上漂浮力的风筝效果。以减少船体吃水深度，减轻双锚拉力负荷。另此牵引点的改变可调整船体纵向水平，以确保前后机组均获同等吃水深度保持均衡发电。其另外的操控功能是经双绞盘机可调整双船体均衡受牢引力，保持双船体纵向平衡(因在江河中水流速有中急、边缓之别，且双锚所设的位置也有高低之分也造成牵引力不均)。操控定位后锁定绞盘机制动，扳动锁锚链止回锤(3/4)锁定锚链。用螺栓(3/8)将绞盘机固定于平面导轨(3/14)处定位。
(2)船体江面水流选择定位机构。在向岸方向船甲扳中前段设单卷筒绞盘机(1/7)，其钢缆经甲扳上安装的导向桩(1/11)挂于岸锚上(1/17)通过绞盘机(2/11)拉动发电船可向岸也移动，反之放松钢缆发电船在沉锚牵引下被水流冲向江中心移动(2/1)。其功能是通过操纵可以选择发电船作功最适应水流的江面位置及定位。通过操纵可有效躲避其它大型船舶通行。通过操纵可有效躲避洪水袭击，及随时靠岸修整。(3)设发电船主桨轮操控机构。发电船的发电仓内(1/16)各机组均设以机组变速器(4/7)从动链轮轴(4/6)为轴心的弧形主桨轮轴(1/4)升降导框(4/2)。框内设滑动轴承座(4/3)。桨轮主轴安装于双滑动轴承座的轴承内孔(4/4)。分别向双侧船体(4/1)外探出并安装桨轮(1/3)。双滑动轴承座内侧(5/6)下方安装升降液压油缸(5/7)油缸下端安装于油缸座上肖孔处(5/8)。操纵油缸使桨轮升降控制桨轮吃水深度改变桨叶受水流冲击力度。如水流较缓慢的可下降桨轮加大吃水深度，以增加桨叶受冲击面积提高驱动力。如遇洪水可提升桨轮避免超速运行。升降定位后用 四只螺栓(4/5)将滑动轴承座固定于导向框内。此主轴的操纵升降活动因滑动轴承座是以变速从动链轮中心为轴心进行的弧形运动的，不会造成变速从动轮与主轴上安装的主动链5/5之间距离变化，而造成驱动链松紧问题的。(4)此操控系统的操控动力是由安装于发电仓内的一台40/千瓦柴油发电机组2/7提供支持的。该机组的第一功能是发电用于发电船操控如三台绞盘机用电、主机停车后的照明用电航道停泊信号用电及维修的环形道轨(2/4)上安装的可移动吊车(2/5)用电等。其第二个功能是机组驱动的高压液压油泵功能。其通过管路将液压动力输送至各发电机组及操控台，对每个机组实施即时操控。此操控动力源可与发电船主电源互补以节省开支，但不可沒有，如一旦遇洪水等意外壮况无电源，发电船将因失去控制造成损失。(5)此发电船设两台较小动力的自主航行能力的发动机。用以调动、挂锚链、水面定位、抗洪躲避等机动用途。动力传动系统在机组主轴上经方键(5/4)安装四齿组合主驱动轮(5/5)，四组合传动链条安装于发电仓底扳上的变速器(5/11)从动链轮上(5/10)经联轴节(5/12)发电机(5/13)与变速器另一侧的变速器动力输出轴相联实现发电功能。维修监控系统维修沿发电仓外围设可移动吊车导轨(2/4)。电驱具起吊及悬人工作业吊筐双功能可移式吊车，可沿环形导轨对各机组内仓及仓外的维修提供支持。监控发电仓前段设一层监控窒(2/3)，二楼为驾驶仓及暸望台。监控窒内设以机组为单位的监控显示屏，及纵向水平壮态仪，船体横向分别吃水深度显示仪。以提供发电船发电壮态及水面定位情况。发电船作业期间驾驶仓必须有人守岗，以防发生意外时可随时发动主机应对。江面搜寻很最要，如发现大型漂流物体应及时命令清障小艇出航清理。如无效果可启动发电船应急系统及时躲避。
权利要求
1.一种MW级无坝沉锚牵引双体水利发电船由双锚牵引固定装系统发电船操控系统动力传动系统维修监控系统组成其特征是利用江河底的沉锚(图1/8以下省略为1/8)及岸锚(1/17)构成与发电船(1/14)的三角立体牵引定位经水流冲击发电般机组桨轮实现水利发电(1/2)发电船操控系统用以保障双体船橫向平衡及纵向水平平衡及桨轮的升降以选择最佳桨叶受力水深操纵发电船横向移动选择最佳水流位置动力传动由桨轮(6/4)主轴(5/3)主动链轮(5/5)经四组合传动链条将动力传入变速器(5/11)并带动发电机旋转发电(5/13)维修监控系统由发电仓外环形吊车导轨(2/4)及主控制窒及暸望台(2/3)组成用以监控各机组运行。
2.根据权利要求I所述双锚牵引固定系统的特征是由在江河底修建适应发电船装机容量负荷拉力的牵引挂拄(所称沉锚)(1/8)其上部设有拉环(1/9)锚链(1/10) —端永久挂于所述拉环上联接另一端与双体船的右侧船体(2/1)龙骨(3/1)上方的可移动绞盘机(3/16)卷筒联接(3/6)其左侧船体经所述可移动绞盘机挂接的钢缆或锚链经龙骨入水(2/9)与岸锚(1/17)相连接而形成的所述三角立体牵引固定的。
3.根据权利要求I所述发电船操控系统其特征是设自主航行双动力发动机(2/6)用于调动航行及挂锚链作业及水面定位防洪避险等操控功能设液压动力及发电双功能小型机组(2/7)用于机组主轴升降操控(5/7)所述发电机为发电船所设三台操控绞盘机提供动力支持(3/16)及维修用电信号灯用电等 设下挂式可移动船体纵向水平调整机构在双体船各龙骨(3/12)中前段(3/1)设上沿高于水面的(3/17)透水槽(3/2)其双上沿(3/13)设可供可移动绞盘机(3/16)行走的平面导轨(3/3)牵引锚链(3/11)自下向上经所述透水槽窜入船体内与所述绞盘机前卷筒相联结(3/6)所述绞盘机后卷筒(3/7)的钢缆(3/9)与后方挂柱相联结(3/10)经所述双卷筒各自作功实现向前后移动而改变锚链牵引点以适当的牢引角度而实现的机组负荷越大水流越急船体上升浮力越大的风筝效应并可减轻双锚牵引负荷 设左船体前甲扳横向移动操控绞盘机(1/7)其钢缆经导向柱(1/11)挂于岸锚与主锚操纵配合使发电船橫向移动以选择最佳水流定位及躲避水面漂流物或靠岸修整 设机组主轴升降装置设以机组变速器从动轮中心为轴(4/6)成弧形的主轴升降导框(4/2)机组主轴(5/3)窜入所述升降导框中的滑动轴承座(4/3)的轴承内孔(4/4)探出船体(5/9)外侧并安装驱动桨轮双升降油缸(5/7)各自上方安装于所述滑动轴承座下方经操纵使所述机组主轴升降以改变所述机组桨轮吃水深度以适应水流环境保障机組正常作功的。
全文摘要
一种MW级无坝沉锚牵引双体水利发电船。筑坝发电是以水流落差决定单位装机容量的。本发明的无坝水利发电船，是以牵引装置的牵引定位能量而决定单位(船)装机容量的。本发明在江河底建大型牵引挂桩称(沉锚)，与岸基挂桩称(岸锚)对发电船组合成立体三角牵引定位，使水流冲击机组桨轮将水流动力转变为机械能作功发电的。为提高装机容量有效减轻双锚负荷，将双锚链挂点选择于双船底龙骨处成适当仰角将水流的冲击转为上浮力以减少阻力。为保持双体船平衡性增大装机空间减少造船成本，选择平底双体船。并利用三锚及船載电力动力构成操控系统，以保持双船体的橫向水平纵向水平，及橫向移动定位以选择最佳水流。及轮桨升降操纵使机组适应任何水流壮态作功发电。
文档编号B63B35/00GK102815379SQ20121026842
公开日2012年12月12日 申请日期2012年7月22日 优先权日2012年7月22日
发明者宋树春 申请人:宋树春