專利名稱：高壩加吸虹管修高落差水電站的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于水電行業(yè)。屬于水力發(fā)電的一種高壩加吸虹管修高落差水電站的方法。
目前，水力發(fā)電屬于無污染的干靜能源。具有成本低、利潤大的優(yōu)點，缺點是一次性投資大、修建時間長，受枯水季節(jié)影響大多數(shù)水電站均做不到季調(diào)性，更做不到全調(diào)性，洪水季節(jié)大量水不能利用，枯水期全部裝機又缺水只有30％才能運行，所以不能發(fā)揮調(diào)峰、調(diào)頻、調(diào)相作用。反而一年中有三分之二時間要由污染大、效蓋差的火力發(fā)電廠和核電廠擔負調(diào)峰、調(diào)頻、調(diào)相任務(wù)。修建水力發(fā)電站老方法一是沿著河道一級級地筑大壩然后在大壩下方修水電站發(fā)電，二是利用大河彎高差筑低壩后打一條費工又費時更費錢的引水隧洞獲得天然落差修水電站發(fā)電。
本發(fā)明的目地是根據(jù)玻義耳—馬略特定律中存在頂部形成中空真空柱原理，修建安裝吸虹管伸入高壩水庫內(nèi)，在吸水管段進水口安裝上止回閥組、在延伸管段出口安裝上高壓閘閥組，在將延伸管段出口處的高壓閘閥組全部關(guān)閉后從真空管段頂部的真空抽氣機進氣管高壓閘閥打開，將真空抽氣機進氣口高壓閘閥關(guān)閉、再將高揚程抽水機與之相連三通上高壓閘閥打開，用高揚程抽水機抽水將吸虹管灌滿，直至真空管段泄氣管出水為止。然后將真空管段上泄氣管高壓閘閥、高揚程抽水機三通上高壓閘閥關(guān)閉、再隨即將延伸管出口處高壓閘閥打開，由于出水管段和延伸管段內(nèi)所裝水稍流出少量后形成向下強大自重。造成真空管段形成高負壓無水中空真空柱、從而產(chǎn)生強大負壓吸力自動打開止回閥，抽取高壩水庫內(nèi)的水經(jīng)流通管段引至低處發(fā)電。而真空抽氣機組則一直開著抽取水因負高壓釋放出少量空氣和個別引水管段漏少量空氣。
本發(fā)的目地通過下述高壩加吸虹管修高落差水電站的方法的技術(shù)方案來實現(xiàn)。
由高壩內(nèi)湖面左岸高山山脈，高壩內(nèi)洪水期湖面、高壩內(nèi)枯水期湖面、高壩、中間山脈缺口擋水墻、泄水河面、止回閥組、吸水管段、真空管段、真空抽氣機組、高壓閘閥、真空抽氣機進風口高壓閘閥、高揚程抽水機出水口高壓閘閥、高揚程抽水機出水軟管、高揚程抽水機、高揚程抽水機工作船、聯(lián)通管段、出水管段、延伸管段、基本直線公路、延伸管段出水口高壓閘閥組、水輪發(fā)電機組和大型卷揚拉力機等組成。
基本直線公路為運輸、安裝吸水管段、真空管段、聯(lián)通管段、出水管段、真空抽氣機組、延伸管段等物資的運輸通道，其中一半邊為吸虹管的基礎(chǔ)地面，不限坡度和寬度，遇到高山則可穿洞而過，沿路沒大型卷揚拉機于陡坡處拉車上坡的方法。
在搬遷人口少，淹沒土地少，山體完整地方修高壩將水庫內(nèi)湖面提高至高出中間山脈缺口擋水墻上部，在擋水墻底部安裝聯(lián)通管段，在其上部安裝真空管段及真空抽氣機組和聯(lián)通管道及各高壓閘閥，在聯(lián)通管段進水口往下安裝吸水管段，往下安裝止回閥組，在聯(lián)通管段出水口往下安裝出水管段，在出水管段往下安裝延長管段，在延伸管段出水口安裝延伸管段出水口安裝延伸管段出水口高壓閥組，在其后水進入水輪發(fā)電機組發(fā)電的方法。
吸虹管是大型管道時所采用止回閥組和延伸管段出水口高壓閥組必須是多組，并采取多通道分管安裝的方法。
所采用真空管段均小于流通管段的方法。
采用在吸虹管負壓工作時不間斷用真空抽氣機組抽取真空管段內(nèi)所產(chǎn)生少量空氣的方法。
采用真空管段為高負壓中空柱，使水從聯(lián)通管段流過的技術(shù)方法。
吸水管段、聯(lián)通管段、出水管段均為負壓工作，采用圓形管，延伸管段為正壓工作，可采用任何管形，只要抗得住高壓不爆裂安全工作就行的技術(shù)方法。
也可采用聯(lián)通管段遇高山穿山而過的技術(shù)方法。
也可采用現(xiàn)有水庫用吸虹管引水到更低處修建簡易式水電站增加裝機增加發(fā)電量的技術(shù)方法。


圖1是本發(fā)明的方法示意圖，也是摘要附圖。
圖2是例1示意圖。
圖3是例2示意圖。
圖4是例3示意圖。
如圖1所示，組成本發(fā)明的各名稱中的標號分別為高壩內(nèi)湖面左岸的高山山脈1、高壩內(nèi)洪水期湖面2、高壩內(nèi)枯水期湖面3、高壩4、中間山脈或中澡山脈缺口修擋水墻5、泄水河面6、止回閥組7、吸水管段8、真空近段9、真空抽氣機組10、高壓閘代11、真空抽氣機進風口高壓閘閥12、高揚程抽水機出水口高壓閘閥13、高揚程抽水機出水軟管14、高揚程抽水機15、高揚程抽水機工作船16、聯(lián)通管段17、出水管段18、延伸管段19、基本直線公路20、延伸管段出水口高壓閥組21、水輪發(fā)電機組22、大型卷揚拉力機23、和泄水管高壓閘閥24等組成。
方法如圖1所示，在搬遷人口少，淹沒土地少的茺涼高山峽谷利用大河彎或幾條江河之高差筑高壩4、形成將水庫內(nèi)湖面水位提高至高出中間山脈或中間山脈缺口修擋水墻5。在中間山脈相當擋水墻5底部和擋水墻5底部打隧洞安裝和安裝聯(lián)通管段17。在聯(lián)通管段17最高處安裝基本垂直向上真空管段9。在真空管段9的頂部安裝真空抽氣機組10的進氣接管。在進氣接管中間安裝上高壓閘閥11和真空抽氣機組11進風口高壓閘閥12。在兩閘閥之中間三通上再安裝上高揚程抽水機出水口高壓閘閥13，并使該高壓閘閥13與高揚程抽水機出水軟管14相聯(lián)接。在聯(lián)通管段17進水口向下安裝吸水管段8。在吸水管段8進水口安裝上止回閥組7。在聯(lián)通管段17進水口向下安裝吸水管段19出水口安裝延伸管段出水口高壓閥組21。延伸管段19。在延伸管段19出水口安裝延伸管段出水口高壓閥組21。延伸管段出水口高壓閥組21與水輪發(fā)電機組22相聯(lián)接。出水管段18和延伸管段19均是以基本直線公路的一半邊為基礎(chǔ)地面而躺在其上面。而基本直線公路19另一半邊吸水管段8、真空管段9、聯(lián)通管段17。出水管段18真空抽水機組10延伸管段19物資和人員運輸通道、沿路設(shè)大型卷揚拉力機23于陡坡處拉車上坡。在洪水季節(jié)水淹沒聯(lián)通管段17而又需發(fā)電時，先將延伸管段出水口高壓閥組21全部關(guān)閉，將泄氣管高壓閥24全部打開、將高壓閘閥11和高揚程抽水機出水口高壓閘閥12關(guān)閉。然后就可以啟動高揚程抽水機向吸虹管灌水了，待水從泄氣管高壓閘24流出后就證明吸虹管已全部裝滿，迅速關(guān)閉泄水管高壓閘閥24和高揚程抽水機進水口高壓閘閥13。兩閘閥關(guān)閉完后迅速打開延伸管出水口高壓閘閥21的一部分。由于出水管段18和延伸管段19內(nèi)所裝水稍流出少量后形成向下了強大自重，造成真空管段9形成高負壓真空無水中空真空柱，從而產(chǎn)生強大負壓吸力自動打開止回閥組7，抽取高壩4水庫內(nèi)水吸水管段8，聯(lián)通管段門，出水管段18延伸管段19，延伸管段出水口高壓閥組21進入水輪發(fā)電機組22發(fā)電。吸虹管正常工作后將真空抽氣機啟動，然后打開真空抽氣機組11進風高壓閘閥12。隨可將延伸管段出水口高壓閥組21全部打開進入滿負荷發(fā)電。
運用本發(fā)明所述的高壩加吸虹管修高落差水電站的方法建簡易式水電站具有投資小，見效快，效益高的優(yōu)點。如成渝高速公路預(yù)算也才一公里1000萬元左右，在高大山區(qū)修建一公里路徑寬36米寬基本直線公路20最多5千萬元也能修得下來。海撥在3000米以上高山冬天溫度低可采用管道涂高隔熱材料。由于湖內(nèi)水溫高干冰點，又加之管內(nèi)流速可達1米/秒以上是不會結(jié)冰的。它能利用大河彎或幾條江河高差修建高壩水庫、可獲得幾十米乃至上千米的天然落差，可建小型至超巨型簡易全調(diào)性水電站。(當然人口搬遷大，淹沒土地多是不宜搞季調(diào)性和全調(diào)性的。)例如四川省樂山市境內(nèi)的龔嘴水電站，當時不知是怎樣設(shè)計和那些人批準的！如從靠鐵路隧道往山邊再靠近800米打一條七公里引水隧道到軫溪火車站下面河邊往下游一公里建一座大河彎引水式水電站，大壩下面發(fā)電廠移至該處起碼裝機是200萬千瓦。如當時成昆路改道也建成上述大河彎式31米發(fā)電站該可獲得天然落差160米，可建一座300萬千瓦水力發(fā)電站，結(jié)果只建成了一座70萬千水電站。又勞命傷財去建銅街子水電廠，結(jié)果只獲得60萬千瓦。后悔藥是吃不回來的。除移成昆路加高龔嘴可再獲裝機140萬千瓦裝機外，如果將現(xiàn)銅街子水庫與犍為縣石溪鎮(zhèn)之大渡河和岷江看成大河彎只須鋪設(shè)20公里吸虹管尚可獲得天然落差約160米，可再建一座引水式300萬千瓦簡易式水電站，而減少銅街子八個月枯水期發(fā)電最多只減少發(fā)電量10億千瓦小時，卻可多獲得年發(fā)電量130億千瓦小時，還是劃算的，而全部投資不會超過40億人民幣，與火電廠相比還低得多，與二灘水電站相比減少投資70％。
例如雅礱江錦屏大河彎，如在海撥高度1646米的三灘上峽口建一座590米高的高壩4(用水泥混泥土約4000萬立方米，耗水泥1300萬噸左右)將水庫湖面水位升至黃海海撥高度2229米，在個別山脈缺口修建擋水墻5，形成洪水期蓄水量超過500億立方米全調(diào)性水庫，找一處原規(guī)劃修官地水電站高壩4附近較平坦地方用一條32公里長吸虹管從蘇那小河上游將水引至官地下游處可獲天然落差1000米以上，以1260米/秒年平均流量計算可建一座1800萬千瓦高落差筒易式水電站?？色@年發(fā)電量1300億千瓦小時，是三峽水電站年總發(fā)電量的150％。而只淹沒一座木里縣城，搬遷人口不會超過10萬。淹沒土地也不會超過8萬畝。卻可比原規(guī)劃少修揚房溝、卡拉鄉(xiāng)、錦屏二級、官地四座大壩。其裝機容量比原不具備季調(diào)性變成全調(diào)性相比增加裝機一倍以上，年發(fā)電量比規(guī)劃修五座大壩多100％以上。而總投資粗略框算不會超過500億人民幣。
例如金沙江玉龍雪山大河彎，如在虎跳峽上峽口筑高壩4，將玉龍水庫水面提高至黃海海撥高度2260米，從白漢場公路通過山脈缺口修上擋水墻，再從此輔一條50公里長吸虹管至原規(guī)劃修建梓里水電站高壩4下游找一稍平坦處建簡易式水電站。以年徑流量460億立方米計算，蓄水量可超過800億立方米，可獲天然落差1030米，可裝機2000萬千瓦，年發(fā)電量可達1500億千瓦小時。相當1.724個三峽水電站發(fā)電量。總投資不會超過700億元人民幣?？缮傩藓殚T里、梓里兩座規(guī)劃修高壩4。裝機是原規(guī)劃修虎跳峽、洪門里、梓里水力發(fā)電站總和1183萬千瓦的1.69倍。是三峽水電站年發(fā)電量870億千瓦小時的1.72倍。
例如雅魯藏布江在底杭峽上峽口建高壩4，打一條20公里聯(lián)通管段17與帕隆藏布江<察隅河>相通，在帕隆藏布江海撥高度3500米處建高壩4再打一條長45公里聯(lián)通管段17與怒江相通。在怒江海撥高度3500米處建高壩4，又再打一條35公里長聯(lián)通管段17與瀾淪江相通。在瀾滄江3500米建高壩4，讓四江之水在洪水季節(jié)大部份從瀾滄江、怒江、帕布藏布江依次匯入蓄水量可超過2000億立方米的底抗峽水庫之中。以四江年徑流量拿出300億立方米調(diào)新疆外，尚剩余1500億立方米全部由200公里長吸虹管17引至芒康縣的大海龍與安貝西之間2260米海撥高度的全沙江河谷找一較平坦之地方出水?？色@天然落差1500米以上，可建一座1億千瓦以上裝機容量的簡易式水電站。以打一公里隧道6億人民幣計需花600億人民幣。建四座高壩4和吸虹管以總共用混泥土1億立方米。用水泥3300萬噸加吸虹管算需花3400億人民幣(加鋼筋和在西藏和四川巴塘縣各建一座水泥廠投資在內(nèi))。另再花2000億人民幣購機建電站和搬遷西藏近150萬人安置費用及生活費用，也才花5000億人民幣而已。卻可獲得直接年發(fā)電量7500億千瓦小時，相當93年全中國總發(fā)電量之和還多。尚未計算余下2000米天然落差至葛洲壩水電廠止給下游各已發(fā)電、正修建、規(guī)劃建水電站所帶來可多增裝機1.3億千瓦，可多發(fā)電6600億千瓦小時的潛在間接獲利。如全算則裝機總可達1.9億千瓦以上。是92年全國裝機的2倍。
再例如張世禧老先生所提打三條780公里引水隧道至新疆的“西藏大隧道工程計劃”。如將高壩4從謝通門改至薩嘎建高壩4，可將水位從4200米提高至海撥高度4600米，再用750公里長埋于地下的吸虹管將水負壓抽至新疆喀拉山口。以修建1公里基本直線公路耗資0、8億元也才耗資600億人民幣，(包括過山隧道和將吸虹管理于地下費用在內(nèi))。鋼材耗用1350萬噸以安裝運輸計20000元噸計算也才2700億人民幣。修高壩4就算100億人民幣。引水到了新疆此壯舉才花錢3400億人民幣。至于建電站裝機4600萬千瓦，造土地8億畝就是另一回事了。
綜上述所述，本發(fā)明是可以用于實際修建高壩加吸虹管修水電站的，尤其聯(lián)通管段17屬創(chuàng)造性提出，突破了原理論界線。必可給世界開發(fā)無污柒能源投入一個小石頭引起一點波浪，使更多比發(fā)明人聰明的科學家和專家參與進來，為世界的明天創(chuàng)造更光輝的未來。
權(quán)利要求
1.一種高壩加吸虹管修高落差水電站的方法。其特征是由高壩內(nèi)湖面左岸高山山脈、高壩內(nèi)洪水期湖面、高壩內(nèi)枯水期湖面、高壩、中間山脈或中間山脈缺口擋水墻、泄水河面、止回閥組、吸水管段、真空管段、真空抽氣機組、高壓閘閥、真空抽氣機進風口高壓閘閥、高揚程抽水機出水口高壓閘閥、高揚程抽水機出水軟管、高揚程抽水機、高揚程抽水機工作船、聯(lián)通管段、出水管段、延伸管段、基本直線公路、延伸管段出水口高壓閘閥組、水輪發(fā)電機組和大型卷揚拉力機等組成。
2.如權(quán)力要求1所述的高壩加吸虹管修高落差水電站的方法，其特征是基本直線公路20為運輸、安裝吸水管段8、真空管段9、聯(lián)通管段17、出水管段18、真空抽氣機組11、延伸管段19等物資的運輸通道，其中一半邊為吸虹管的基礎(chǔ)地面，不限坡度和寬度。遇到高山則可穿洞而過，沿路設(shè)大型卷揚拉力機23拉車上陡坡的方法。
3.如權(quán)力要求1所述的高壩加吸虹管修高落差水電站的方法，其特征是在搬遷人口少，淹沒土地少，山體完整地方修高壩4將水庫內(nèi)湖面提高至高出中間山脈缺口擋水墻5上部，在擋水墻5底部安裝聯(lián)通管段17，在其上部安裝真空管段9及真空抽氣機組10和聯(lián)通管道及各高壓閘閥11、12、13，在聯(lián)通管段17進水口往下安裝吸水管段8，往下再安裝止回閥組7，在聯(lián)通管段17出水口往下安裝出水管段18，在出水管段18往下安裝延長管段19，在延伸管段19出水口安裝延伸管段出水口高壓閥組21，在其后水進入水輪發(fā)電機組22發(fā)電的方法。
4.如權(quán)力要求1所述的高壩加吸虹管修高落差水電站的方法，其特征是吸虹管是大型管道時所采用止回閥組7和延伸管段出水口高壓閥組21必須是多組，并采取多通道分管安裝的方法。
5.如權(quán)力要求1所述的高壩加吸虹管修高落差水電站的方法，其特征是所采用真空管段9均小于流通管段17的方法。
6.如權(quán)力要求1所述的高壩加吸虹管修高落差水電站的方法，其特征是采用在吸虹管負壓工作時不間斷用真空抽氣機組10抽取真空管段9內(nèi)所產(chǎn)生少量空氣的方法。
7.如權(quán)力要求1所述的高壩加吸虹管修高落差水電站的方法，其特征是采用真空管段為高負壓中空柱，使水從聯(lián)通管段17流過的技術(shù)方法。
8.如權(quán)力要求1所述的高壩加吸虹管修高落差水電站的方法，其特征是吸水管段8、聯(lián)通管段17、出水管段均為負壓工作，采用圓形管，延伸管段19為正壓工作，可采用任何管形，只要抗得住高壓不爆裂安全工作就行的技術(shù)方法。
9.如權(quán)力要求1所述的高壩加吸虹管修高落差水電站的方法，其特征是也可采用聯(lián)通管段17遇高山穿山而過的技術(shù)方法。
10.如權(quán)力要求1所述的高壩加吸虹管修高落差水電站的方法，其特征是也可采用現(xiàn)有水庫用吸虹管引水到更低處修建簡易式水電站增加裝機增加發(fā)電量的技術(shù)方法。
全文摘要
本發(fā)明屬于水電行業(yè)高壩加吸虹管修高落差水電站的方法，它采用了高壩、止回閥組、吸水管段、真空管段、聯(lián)通管段、出水管段、延伸管段、高壓閘閥組、真空抽氣機、高揚程抽水機和水輪發(fā)電機組等組成。它利用了大河彎或幾條河之高差筑高壩，然后用吸虹管或聯(lián)通管段將水負壓吸至低處修水電站。從而達到了少修電站并少打隧洞獲得天然高落差修水電站的目的，可減少投資50％和縮短修建時間。是快速修建水電站，增加無污染能源的好方法。
文檔編號F03B17/02GK1110760SQ94111779
公開日1995年10月25日 申請日期1994年6月4日 優(yōu)先權(quán)日1994年6月4日
發(fā)明者陳茂林 申請人:陳茂林