非稳定、低流速水力发电系统.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号(10)申请公布号CNCN104165114104165114A(43)申请公布日2014.11.26(21)申请号201310182274.2(22)申请日2013.05.17(71)申请人长沙理工大学地址410001湖南省长沙市雨花区万家丽南路2段960号(72)发明人何志勇李自光李战慧(51)Int.Cl.F03B13/00(2006.01)权权利要求书1页利要求书1页说明书4页说明书4页附图2页附图2页(54)发明名称非稳定、低流速水力发电系统(57)摘要本发明公开了一种非稳定、低流速水力发电系统，在固定浮动平台（1）上设有高压空气容器、增速装置（6）、空气压缩装置（7）和气动马达（8），串联式帆板转动装置（4）的主动轮轴（5）通过增速装置（6）与空气压缩装置（7）的主轴传动连接，空气压缩装置（7）的空气出口与高压空气容器的入口连接，高压空气容器的出口通过气压减压装置（3）与气动马达（8）的气源入口连接，气动马达（8）的主轴与发电机组（9）传动连接，高压空气容器上设有泄压安全控制装置（2）。本发明是一种将水能转化为机械能，而后到空气压力能、机械能，最后转化为电能的装置和方法。能利用非稳定、低流速、低落差的江河水流及海洋洋流发电，电能输出电压、频率恒定，符合国家电网上网使用要求。通过调节气体输出流量还能调节发电功率的大小，是一种结构简单、操作方便、成本低廉、安全环保的江河洋流发电系统。CN104165114ACN10465ACN104165114A权利要求书1/1页1.一种非稳定、低流速水力发电系统，包括固定浮动平台（1）、串联式帆板转动装置（4）和发电机组（9），其特征是：在所述的固定浮动平台（1）上设有高压空气容器、增速装置（6）、空气压缩装置（7）和气动马达（8），所述的串联式帆板转动装置（4）的主动轮轴（5）通过所述的增速装置（6）与所述的空气压缩装置（7）的主轴传动连接，所述的空气压缩装置（7）的空气出口与所述的高压空气容器的入口连接，所述的高压空气容器的出口通过气压减压装置（3）与所述的气动马达（8）的气源入口连接，所述的气动马达（8）的主轴与所述的发电机组（9）传动连接，所述的高压空气容器上设有泄压安全控制装置（2）。2.根据权利要求1所述的非稳定、低流速水力发电系统，其特征是：所述的固定浮动平台（1）兼作所述的高压空气容器，为能量储存及调节装置，所述泄压安全控制装置（2）能保证高压空气容器的安全工作。3.根据权利要求1所述的非稳定、低流速水力发电系统，其特征是：能量转化过程是水能、机械能、空气压力能、机械能、电能。4.根据权利要求1所述的非稳定、低流速水力发电系统，其特征是：所述空气压力能经减压后可以恒速驱动发电机组（9）以3000转/分钟的速度运转，使发电频率及电压、电流稳定，通过调节高压气体输出流量还能调节发电功率的大小，符合国家电网上网使用要求。2CN104165114A说明书1/4页非稳定、低流速水力发电系统技术领域[0001]本发明涉及一种非稳定、低流速水力发电系统，该发电系统能直接吸收水流的动能并转化为电能，无需建坝、不必对大江大河截流，可灵活地在江河及海洋洋流沿线各段建设发电站。背景技术[0002]我国土地辽阔、河流分布广、流经线路长，沿东南海面海岸有洋流，蕴藏着非常巨大的能量，而我们目前能够利用的能量却很少。以长江为例来作一个简单计算：取流速V=2m/s,流量m=900亿吨（按3000公里长、流量30000m3/s计算）,发电功率为1.8亿Mw，按1%的利用率，其理论发电功率为18万万Kw，而其实际发电装机总量仅为1820万Kw。另外还有很多支流也蕴藏有巨大的能量。如果都能开发利用的话，就相当于增加了几十上百个三峡电站。我国就不需要建核电站和火电站了。[0003]由于目前水力发电设备普遍采用水轮机，要靠较高的水头来提供较大的水流冲击力，需要建坝截流。这样，首先可能影响生态环境，其次影响通航，影响人类生活。同时建坝截流需要上下游地势达到一定高度差，不能随意建设。[0004]还有一种大转盘式的水车可以用于江河水流发电，但只能在河流的表面运行，而且所占空间较大，不宜大规模建发电站。[0005]与本发明专利类似的“水流发电船及其电站”（专利号200710120011.3）发明专利的取力方式一致，但由于该发明设置了导轨，不但影响水流还增加了阻力，另外一方面是船用作浮体阻力相对较大，串联水力板的阻力更大，如果要建大型发电站，就不能用锚链锚索了，安全性不可靠。[0006]与本发明专利类似的“江河水流及海洋洋流发电系统”（专利号201120196017.0）使水能转化为机械能，然后由机械能转化为电能。但此种方式由于水的流速不稳定，不