专利名称：利用海潮发电的设备及方法
技术领域：
本发明涉及一种将潮汐能转化成电能的设备及方法，具体地说是利用海潮发电的设备及方法。
背景技术：
潮汐是在主要由太阳和月亮的引力所引起的一种自然现象，潮汐中蕴含着十分巨大的能量，如果能够利用其中的能量发电，则可以在一定程度上有效缓解目前社会能源短缺的危机。1967年法国于圣罗马湾建成的兰斯发电站是世界上第一座潮汐水电站。该电站装有可逆式水轮机(一系列的固定和转动叶片)，可使潮汐流在两个方向，即从海上向海滩涨潮时和从海滩向外海退潮时都能工作。兰斯电站有24个发动机组，每一机组为10000千瓦，约7/8的电能是由较易控制的返潮产生的。涨潮时，水池内充满海水，高潮时关闭，直到退潮形成足以使水轮机工作的落差时才开始放水。同时，进入水池内的潮水也能使水轮机工作。此时潮汐落差高达13.5米。日发电量约40-50万度，足够一座万人城镇照明用电。
目前为止，世界上提出了多种利用海潮或海浪进行发电的方法，主要分为以下几种如在发明专利申请号为“85104286”，发明名称为“潮汐电站可逆式水轮泵及其蓄能运行方法”中公开的方法，它利用海水涨潮和落潮时的能量，将海水抽入一个高位水库，然后利用高位水库与潮汐水库之间的水位差进行发电。
另一种方法是浮动式发电站，如附图1所示，在海面上设置一个浮体1，浮体1下面设置有水轮发电机2，当浮体随海浪或海潮上下浮动时，同时带动水轮机上下移动，在上下移动过程中水轮机被海水推动发电。
还有一种方法为水库储水式方法，又分为单库单向型或单库双向型发电，如附图2所示，在海湾处，尤其是在河流入海口处修建拦水坝4，形成一个储水库3，当海水涨潮时，海水从大海5涌入储水库3，单库双向型电站海水在此时推动水轮机2转动发电，单库单向型电站海水直接进入储水库，不推动水轮机发电；当海水退潮时，海水从储水库流向大海，同时推动水轮机发电。法国兰斯发电站即采用的该种方法。
以上几种利用海潮发电的方法存在以下不足1、科学技术含量高，设施复杂；2、受天气、海浪等不可测自然因素影响大，能源提供不稳定；3、遇有灾害性天气及海浪易遭受破坏；4、多数情况下需远离海岸，难以管理。
因此，利用潮汐发电受到了一定限制。
发明内容
本发明的目的是针对以上不足，提供一种利用海潮发电的设备及方法，其建设和运行成本低，技术简单，操作方便，受外界影响较小，可提供较稳定的能源。
本发明的技术任务是通过以下技术方案实现的一种利用海潮发电的设备沿海岸或在河流入海口处建设拦水坝，拦水坝与海岸之间形成储水库，拦水坝呈V形，V形拦水坝的角端为漫水坝，朝向远离大海的方向，在储水库靠近海的一侧设置有排水库，储水库与排水库之间设置发电机组，储水库和排水库与海之间的拦水坝上分别设置有进水闸门和排水闸门。
所述的拦水坝俯视为矩形齿形。
所述的漫水坝的高度为海潮大潮时的水位高度。
所述的排水库的拦水坝的高度高于海潮大潮时的水位高度。
一种使用上述设备利用海潮发电的方法，它通过以下步骤实现(1)海水涨潮时，如果海潮平均水位高于储水库内的水位，进行步骤(2)，如果海潮平均水位低于储水库内的水位，不开启进水闸门，只靠海浪冲击，在V形拦水坝的聚潮抬升作用下，海水可通过漫水坝进入储水库；(2)开启进水闸门，将海水引入进储水库，海潮达到最高潮时，关闭进水闸门；(3)海潮退去后，开启排水闸门，将排水库内的海水排出，使储水库与排水库之间的水位差达到最大，关闭排水闸门；(4)启动发电机组，利用储水库和排水库之间的水位差发电；(5)当排水库内的水位高于海平面时，开启排水闸门，排出排水库内的海水，以保证储水库与排水库之间的最大水位差；(6)海水再次涨潮时，重复(1)-(5)。
本发明所产生的有益效果为运行成本低且运行稳定，可提供较稳定的电能，受外界环境影响小，即使较小的海潮，仍然可通过V形拦水坝的聚潮抬升作用吸收部分海水进入储水库以用于发电。
附图1为浮动式利用海潮发电的方法的结构原理图；附图2为单库单向型或单库双向型利用海潮发电的方法的结构原理图；附图3为本发明的利用海潮发电的设备的平面结构示意图；附图4为拦水坝的俯视结构示意图；附图5为海水涨潮且平均水位高于储水库内水位时的工作原理图；附图6为海水涨潮但平均水位低于储水库内水位时的工作原理图；附图7为发电时的工作原理图。
图中1.浮体，2.水轮机，3.储水库，4.拦水坝，5.大海，6.漫水坝，7.排水闸门，8.排水库，9.发电机组，10.进水闸门。
具体实施例方式
参照说明书附图对本发明的利用海潮发电的设备及方法作以下详细地说明。
如附图3所示，在河流入海口处建置V形拦水坝4，V形拦水坝4的角端为漫水坝6，漫水坝6朝向远离大海5的方向，拦水坝4远离大海的一侧形成储水库3，储水库3与大海5之间的拦水坝4上设置有进水闸门10，在储水库3的一侧由发电机组9隔出一个排水库8，排水库8与大海5之间的拦水坝4上设置有排水闸门7。拦水坝4的俯视如附图4所示，为矩形齿形，减小了海浪对拦水坝4的冲击作用，增加了拦水坝4的牢固程度。漫水坝6的高度为海潮大潮时的水位高度；排水库8的拦水坝4的高度高于海潮大潮时的水位高度。
海水涨潮时，如果海潮的平均水位高于储水库3内的水位，如附图5所示，开启进水闸门10，大海5中的水进入储水库3，当潮位达到最高时，关闭进水闸门10。如附图6所示，如果海水涨潮较小，其平均水位低于储水库3内的水位，海水无法直接进入储水库3，则不开启进水闸门10，海潮或海浪涌向拦水坝4时，由于拦水坝4呈V形，海水的通道越来越窄，迫使海水向高处抬升，当抬升高度超过漫水坝6时，海水可通过漫水坝6进入储水库3。
如附图7所示，当海水退到最低水位时，开启排水闸门7，将排水库8中的海水排出，关闭排水闸门7，开动发电机组9，利用储水库3与排水库8之间的水位差推动水轮机2发电。此时，如果大海5中的水位上涨，即使其水位高于排水库8内的水位，也不会使排水库8内的水位升高，以保证储水库3与排水库8的最大水位差。
当排水库8内的水位高于大海5的水位时，随时开启排水闸门7排水，保证储水库3与排水库8的水位差最大，以最大限度的利用能量，提高发电效率。
权利要求
1.利用海潮发电的设备，沿海岸或在河流入海口处建设拦水坝，拦水坝与海岸之间形成储水库，其特征是拦水坝呈V形，V形拦水坝的角端为漫水坝，朝向远离大海的方向，在储水库靠近海的一侧设置有排水库，储水库与排水库之间设置发电机组，储水库和排水库与海之间的拦水坝上分别设置有进水闸门和排水闸门。
2.根据权利要求1所述的利用海潮发电的设备，其特征在于所述的拦水坝俯视为矩形齿形。
3.根据权利要求1所述的利用海潮发电的设备，其特征在于所述的漫水坝的高度为海潮大潮时的水位高度。
4.根据权利要求1所述的利用海潮发电的设备，其特征在于所述的排水库的拦水坝的高度高于海潮大潮时的水位高度。
5.一种使用权利要求1所述的设备利用海潮发电的方法，其特征在于它通过以下步骤实现(1)海水涨潮时，如果海潮平均水位高于储水库内的水位，进行步骤(2)，如果海潮平均水位低于储水库内的水位，不开启进水闸门，只靠海浪冲击，在V形拦水坝的聚潮抬升作用下，海水可通过漫水坝进入储水库；(2)开启进水闸门，将海水引入进储水库，海潮达到最高潮时，关闭进水闸门；(3)海潮退去后，开启排水闸门，将排水库内的海水排出，使储水库与排水库之间的水位差达到最大，关闭排水闸门；(4)启动发电机组，利用储水库和排水库之间的水位差发电；(5)当排水库内的水位高于海平面时，开启排水闸门，排出排水库内的海水，以保证储水库与排水库之间的最大水位差；(6)海水再次涨潮时，重复(1)-(5)。
全文摘要
本发明公开了一种利用海潮发电的设备及方法，涉及一种将潮汐能转化成电能的设备及方法，它包括V形拦水坝、漫水坝、储水库、排水库、进水闸门、排水闸门和发电机组，海水涨潮时，开启进水闸门，将海水引入储水库，潮位最高时关闭进水闸，海潮退去后开启排水闸，将排水库内的海水排出，然后可利用储水库与排水库之间的水位差发电。同时，当海潮较小时，可通过V形拦水坝的聚潮抬升作用收集海水。本发明所产生的有益效果为运行成本低，运行稳定，可提供较稳定的电能，受外界环境影响小，即使较小的海潮，仍然可通过V形拦水坝的聚潮抬升作用吸收部分海水进入储水库以用于发电。
文档编号F03B13/26GK1776217SQ20051004540
公开日2006年5月24日 申请日期2005年12月5日 优先权日2005年12月5日
发明者董兰田, 周明哲 申请人:董兰田