本發(fā)明屬于發(fā)電設(shè)備，涉及一種水壩排洪發(fā)電裝置及發(fā)電方法。

背景技術(shù)：

1、泄洪時(shí)，水流向下游急速流動(dòng)，并在這一過(guò)程中產(chǎn)生了重力勢(shì)能，這種重力勢(shì)能是水流因高度差而具有的能量，隨著水流向低處流動(dòng)，重力勢(shì)能可以轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，在一些大型水電站或水庫(kù)中，已經(jīng)開(kāi)始嘗試?yán)眯购榈乃鬟M(jìn)行發(fā)電。通過(guò)建設(shè)專(zhuān)門(mén)的泄洪發(fā)電設(shè)施或改造現(xiàn)有發(fā)電設(shè)備，實(shí)現(xiàn)泄洪與發(fā)電的有機(jī)結(jié)合。

2、但是泄洪時(shí)，泄洪時(shí)水流速度快、流量大且不穩(wěn)定，有時(shí)候無(wú)法精準(zhǔn)最大化的驅(qū)動(dòng)發(fā)電設(shè)備，導(dǎo)致發(fā)電設(shè)備無(wú)法發(fā)揮出最大的作用，且由于泄洪水流的不穩(wěn)定性，其能量轉(zhuǎn)化效率可能相對(duì)較低，且有時(shí)候需要建立專(zhuān)門(mén)的用于泄洪發(fā)電的設(shè)施需要較高的投資成本，包括設(shè)備購(gòu)置、安裝調(diào)試、運(yùn)行維護(hù)等，前期需要投入大量的人力和物力。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于解決現(xiàn)有技術(shù)中的泄洪時(shí)水流速度快、流量大且不穩(wěn)定，有時(shí)候無(wú)法精準(zhǔn)最大化的驅(qū)動(dòng)發(fā)電設(shè)備，導(dǎo)致發(fā)電設(shè)備無(wú)法發(fā)揮出最大的作用，造成水資源浪費(fèi)的問(wèn)題，提供一種水壩排洪發(fā)電裝置及發(fā)電方法。

2、為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)：

3、一種水壩排洪發(fā)電裝置，包括支撐架，所述支撐架上設(shè)置若干個(gè)發(fā)電機(jī)，每個(gè)發(fā)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)端均設(shè)置螺旋槳；

4、所述支撐架連接浮漂單元，所述浮漂單元連接固定單元；

5、當(dāng)泄洪的水流流下時(shí)，水流沖擊螺旋槳，螺旋槳轉(zhuǎn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電。

6、進(jìn)一步的，本發(fā)明中，所述浮漂單元包括沿著支撐架相對(duì)設(shè)置的兩個(gè)浮筒。

7、進(jìn)一步的，本發(fā)明中，所述浮筒包括外殼，所述外殼內(nèi)部填充泡沫材料。

8、進(jìn)一步的，本發(fā)明中，所述外殼表面設(shè)置凹凸的紋理。

9、進(jìn)一步的，本發(fā)明中，所述凹凸的紋理呈直線(xiàn)型、網(wǎng)格狀或菱形結(jié)構(gòu)。

10、進(jìn)一步的，本發(fā)明中，所述外殼表面設(shè)置防滑涂層。

11、進(jìn)一步的，本發(fā)明中，所述固定單元包括固定錨，所述固定錨通過(guò)連接繩連接浮筒。

12、進(jìn)一步的，本發(fā)明中，所述浮筒上設(shè)置固定環(huán)，所述連接繩與固定環(huán)連接。

13、進(jìn)一步的，本發(fā)明中，所述支撐架包括若干個(gè)平行分布的支撐桿，所述每個(gè)支撐桿上間隔分布若干個(gè)發(fā)電機(jī)；

14、所述浮筒設(shè)置在支撐桿的兩端。

15、一種水壩排洪發(fā)電方法，包括以下步驟：

16、將支撐架放置在泄洪時(shí)的落水處；

17、開(kāi)始泄洪時(shí)，水流驅(qū)動(dòng)螺旋槳轉(zhuǎn)動(dòng)，螺旋槳將動(dòng)力傳遞至發(fā)電機(jī)；

18、發(fā)電機(jī)將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能，并將電能傳輸至電網(wǎng)或儲(chǔ)能設(shè)備中。

19、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果：

20、本發(fā)明公開(kāi)了一種水壩排洪發(fā)電裝置，通過(guò)在水流中設(shè)置螺旋槳和發(fā)電機(jī)，能夠直接捕獲并利用這些水流的動(dòng)能，將其轉(zhuǎn)化為電能，實(shí)現(xiàn)了水資源的二次利用，且本裝置以支撐架為基體，拆卸方便，布置靈活，根據(jù)具體的水壩地形、水流條件以及發(fā)電需求進(jìn)行靈活配置和調(diào)整，且配有浮漂單元，浮漂單元可以根據(jù)水位上升或下降自動(dòng)調(diào)整位置，確保螺旋槳始終保持在最佳的水流沖擊位置，固定單元提供了穩(wěn)定的支撐，防止裝置在強(qiáng)水流沖擊下發(fā)生偏移或傾覆，可以最大化利用泄洪時(shí)水力產(chǎn)生的動(dòng)力，且可以根據(jù)泄洪情況隨時(shí)調(diào)整裝置的布置位置，實(shí)現(xiàn)水資源的最大化利用，減少資源浪費(fèi)，提高發(fā)電效率。

21、進(jìn)一步的，本發(fā)明中，浮漂單元包括沿著支撐架相對(duì)設(shè)置的兩個(gè)浮筒，兩個(gè)浮筒相對(duì)設(shè)置，形成了一種穩(wěn)定的平衡結(jié)構(gòu)，使得裝置在復(fù)雜的水流環(huán)境中能夠保持相對(duì)穩(wěn)定，減少因水流沖擊而產(chǎn)生的晃動(dòng)和傾斜，從而確保發(fā)電機(jī)能夠持續(xù)、穩(wěn)定地運(yùn)行，且兩個(gè)浮筒的相對(duì)設(shè)置還可以對(duì)水流產(chǎn)生一定的導(dǎo)向作用，使得水流更加集中地沖擊螺旋槳，增加螺旋槳的受力面積和受力均勻性，從而提高螺旋槳的轉(zhuǎn)動(dòng)效率和發(fā)電機(jī)的輸出功率。

22、進(jìn)一步的，本發(fā)明中，浮筒包括外殼，所述外殼內(nèi)部填充泡沫材料，外殼作為浮筒的保護(hù)層，避免內(nèi)部泡沫材料受到侵蝕，泡沫材料在外殼內(nèi)部均勻填充，確保了浮筒各個(gè)部位具有均勻的浮力分布，有助于保持裝置在水中的平衡狀態(tài)，進(jìn)一步提升了其穩(wěn)定性。

23、進(jìn)一步的，本發(fā)明中，外殼表面設(shè)置凹凸的紋理，凹凸的紋理能夠改變水流在浮筒表面的流動(dòng)方式，減少渦流和湍流的產(chǎn)生。這有助于使水流更加平穩(wěn)地流過(guò)浮筒，減少因水流不穩(wěn)定而對(duì)螺旋槳和發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的沖擊和振動(dòng)，從而提高發(fā)電效率，且凹凸的紋理還可以對(duì)水流產(chǎn)生一定的導(dǎo)向作用，使水流更加集中地沖擊螺旋槳，提升發(fā)電效率。

24、進(jìn)一步的，本發(fā)明中，外殼表面設(shè)置防滑涂層，防滑涂層能減少因設(shè)備滑動(dòng)或碰撞而導(dǎo)致的損壞風(fēng)險(xiǎn)，減少因水流沖刷、顆粒物摩擦等外部因素對(duì)外殼表面的磨損。這有助于保持外殼的光滑度和完整性，延長(zhǎng)其使用壽命。

25、進(jìn)一步的，本發(fā)明中，固定單元包括固定錨，所述固定錨通過(guò)連接繩連接浮筒，防止了浮筒在水流沖擊下的漂移和晃動(dòng)，確保了浮筒能夠持續(xù)、穩(wěn)定地支撐發(fā)電裝置，減少因外力作用而導(dǎo)致的損壞或傾覆風(fēng)險(xiǎn)，確保其在各種環(huán)境下都能正常運(yùn)行此，此外，通過(guò)調(diào)整連接繩的長(zhǎng)度和固定錨的埋設(shè)深度，可以適應(yīng)不同水深條件下的使用需求。

26、進(jìn)一步的，本發(fā)明中，浮筒上設(shè)置固定環(huán)，所述連接繩與固定環(huán)連接，固定環(huán)作為連接繩與浮筒之間的連接點(diǎn)，穩(wěn)固性更高，減少了因連接不牢而導(dǎo)致的脫落或斷裂風(fēng)險(xiǎn)。

27、進(jìn)一步的，本發(fā)明中，支撐架包括若干個(gè)平行分布的支撐桿，每個(gè)支撐桿上間隔分布若干個(gè)發(fā)電機(jī)，浮筒設(shè)置在支撐桿的兩端，發(fā)電機(jī)間隔分布在支撐桿上，使得水流能夠更充分地沖擊到發(fā)電機(jī)的葉片或渦輪上，從而提高了水流的利用率和發(fā)電效率，此外，通過(guò)調(diào)整支撐桿的長(zhǎng)度和浮筒的浮力，可以適應(yīng)不同水深條件下的使用需求。

28、一種水壩排洪發(fā)電方法，通過(guò)在水流中設(shè)置螺旋槳和發(fā)電機(jī)，能夠直接捕獲并利用這些水流的動(dòng)能，將其轉(zhuǎn)化為電能，實(shí)現(xiàn)了水資源的二次利用，且本裝置以支撐架為基體，拆卸方便，布置靈活，根據(jù)具體的水壩地形、水流條件以及發(fā)電需求進(jìn)行靈活配置和調(diào)整，且配有浮漂單元，浮漂單元可以根據(jù)水位上升或下降自動(dòng)調(diào)整位置，確保螺旋槳始終保持在最佳的水流沖擊位置，固定單元提供了穩(wěn)定的支撐，防止裝置在強(qiáng)水流沖擊下發(fā)生偏移或傾覆，本裝置可以最大化利用泄洪時(shí)水力產(chǎn)生的動(dòng)力，且可以根據(jù)泄洪情況隨時(shí)調(diào)整裝置的布置位置，實(shí)現(xiàn)水資源的最大化利用，提高發(fā)電效率。

技術(shù)特征：

1.一種水壩排洪發(fā)電裝置，其特征在于，包括支撐架(9)，所述支撐架(9)上設(shè)置若干個(gè)發(fā)電機(jī)(8)，每個(gè)發(fā)電機(jī)(8)的驅(qū)動(dòng)端均設(shè)置螺旋槳(6)；

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種水壩排洪發(fā)電裝置，其特征在于，所述浮漂單元包括沿著支撐架(9)相對(duì)設(shè)置的兩個(gè)浮筒(10)。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種水壩排洪發(fā)電裝置，其特征在于，所述浮筒(10)包括外殼，所述外殼內(nèi)部填充泡沫材料。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種水壩排洪發(fā)電裝置，其特征在于，所述外殼表面設(shè)置凹凸的紋理。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種水壩排洪發(fā)電裝置，其特征在于，所述凹凸的紋理呈直線(xiàn)型、網(wǎng)格狀或菱形結(jié)構(gòu)。

6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種水壩排洪發(fā)電裝置，其特征在于，所述外殼表面設(shè)置防滑涂層。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種水壩排洪發(fā)電裝置，其特征在于，所述固定單元包括固定錨(5)，所述固定錨(5)通過(guò)連接繩(4)連接浮筒(10)。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種水壩排洪發(fā)電裝置，其特征在于，所述浮筒(10)上設(shè)置固定環(huán)，所述連接繩(4)與固定環(huán)連接。

9.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種水壩排洪發(fā)電裝置，其特征在于，所述支撐架(9)包括若干個(gè)平行分布的支撐桿，所述每個(gè)支撐桿上間隔分布若干個(gè)發(fā)電機(jī)(8)；

10.一種水壩排洪發(fā)電方法，其特征在于，包括以下步驟：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開(kāi)了一種水壩排洪發(fā)電裝置及方法，通過(guò)在水流中設(shè)置螺旋槳和發(fā)電機(jī)，能夠直接捕獲并利用這些水流的動(dòng)能，將其轉(zhuǎn)化為電能，實(shí)現(xiàn)了水資源的二次利用，且本裝置以支撐架為基體，拆卸方便，布置靈活，根據(jù)具體的水壩地形、水流條件以及發(fā)電需求進(jìn)行靈活配置和調(diào)整，且配有浮漂單元，浮漂單元可以根據(jù)水位上升或下降自動(dòng)調(diào)整位置，確保螺旋槳始終保持在最佳的水流沖擊位置，固定單元提供了穩(wěn)定的支撐，防止裝置在強(qiáng)水流沖擊下發(fā)生偏移或傾覆，本裝置可以最大化利用泄洪時(shí)水力產(chǎn)生的動(dòng)力，且可以根據(jù)泄洪情況隨時(shí)調(diào)整裝置的布置位置，實(shí)現(xiàn)水資源的最大化利用，提高發(fā)電效率。

技術(shù)研發(fā)人員：楊眾喬,孟勇,趙永堅(jiān),王偉鋒,趙杰,白睿博,何濤
受保護(hù)的技術(shù)使用者：西安熱工研究院有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/9