专利汇可以提供静水动力发电专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 涉及一种:适合在 淡 水 、 海水 、静水中发电的全新装置,来开发水中的另一类静水 能源 。它主要由:复合材动态沉浮罐及空压升降系统与其它零部件默契的配合,在静水中利用动态流水的 势能 和 动能 ,循环的推动 水轮机 旋转,带动发 电机 发电。用现代工程控制及变送电技术,不管是在陆上还是在海上;都能利用 淡水 或海水筹建,可大可小的静水动 力 发电站。该系统有兰、黄、橙、红四级预警报警机制,能主动监控发电系统的安全;给用户提供无环境污染,绿色,廉价,平安,优质的 可再生能源 。它的建站投资及发电成本将会大幅度的低于火电、核电、优于 水电 。,下面是静水动力发电专利的具体信息内容。
1.一种利用淡水或海水静水动力发电系统;该系统由复合材水下基础柱塞座1、复合材动态沉浮罐及空压升降系统2、动态发电机组及复合材沉浮罐3、左右贯流式复合材电动螺旋推进器4、复合材动态折叠引水管5、电站发电控制系统6、电力输出系统7、四级预警报警网及其监控装置8组成;
不管是在陆上,还是海上选址建静水发电站,在有水站址或是后注水的无水站址上:
静水动力发电系统首先:都得将将复合材水下基础柱塞座1、复合材动态沉浮罐及空压升降系统2、动态发电机组及复合材沉浮罐3;用直接吊装法或是水下沉降法将其套装在一起,让它们之间形成一个动态蓄水池;再给动态发电机组,接上复合材动态折叠引水管
5;
当复合材动态沉浮罐及空压升降系统2在静水里,在上下沉浮过程中引水,排水,循环的利用水的势能和动能推动水轮机旋转,带动发电机发电;再配合左右贯流式复合材电动螺旋推进器4、电站发电控制系统6、电力输出系统7、四级预警报警网及其监控装置8、才能组成一个完整的发电系统;
当静水动力发电站所有零部件组装完成后,在满载的情况下,在水上必需先做静态平衡调试;也就是在水上,将①②③④高压沉浮罐45、51、64、29号件中的水排尽;通过第一蓄水仓高压电动伺服泵阀68、第二蓄水仓高压电动伺服泵阀97、给53第一蓄水仓、37第二蓄水仓、均衡的送水,这时复合材动态沉浮罐及空压升降系统2会慢慢的下沉;根据球体大小的不同,当沉到只剩1/4~1/5球体露出水面时,作为静态平衡调试点停止送水;2号件球体在水中相对的静止平衡,不升也不降;这时再将①②③④高压沉浮罐45、51、64、29号件开始充水,2号件再次下沉;当45、51、64、29号件水充满后调试结束,在空压升降系统及68、
79号件的配合下,根据电站制定的自动控制程序,2号件就能在水中自主沉浮;
为了提高电站的使用寿命,防止淡水,海水及盐雾的腐蚀;整个发电系统,很多零部件都用多种金属,非金属,复合材制造或做防腐处理,促使电站运行更加安全稳定;
静水发电系统主要零部件,都是随电站设计规模大小而异,水下基础柱塞座的固定方式也要随具体情况发生变化;随着电站地理位置,规模大小的不同,电站整个系统都要随机相匹配,但其基本发电原理不变;发电机组的配置不管是双机还是多机,其安装位置一定要保持129动态发电机组沉浮罐,相对的稳定与平衡;
静水发电站,是由多个独立的发电系统组成阵列;单个发电系统电力输出虽有周期性的波动,但多个发电系统组成的内部局部电网,由于每个系统程控发电时差的错位,合成的局部电网对外输出相对是稳定的,便于有利并网运行。
2.根据权利要求1所述的一种利用淡水或海水静水动力发电系统,其特征在于:复合材水下基础柱塞座1:以弧型复合材水下基础柱塞座壳体12为主体、主体由上下两壳体合成一个中空密封体;上壳体上部平面上有多个复合材防腐蚀桩基、下壳体弧型面外部有起稳定作用,相互垂直的立筋;在下壳体体内,装有第一高压电动泵阀10;
上壳体上部装有:下磁性座圈13、活塞环或耐磨导磁橡胶下密封圈14、中磁性座圈15、活塞环或耐磨导磁橡胶中密封圈16、上磁性座圈17、活塞环或耐磨导磁橡胶上密封圈18、在顶部园弧上装有通气管电动阀19、壳顶密封盖26、将壳体12做成一个中空密封体;
在2、3、1号主体件套装后;再在球面或园弧面柱形复合材沉浮罐壳体71号件内:壳顶部按装复合材通气管座23、复合材通气管22;22号件上部要穿出71号件壳体伸到101号件内、紧系24号件中防腐蚀电缆及碳纤维绳索的一头、下部按装通气管电动阀21、视频摄像头20;
复合材水下基础柱塞座1,可选择用:多个复合材防腐蚀桩础及碳纤维绳索9、或是多个复合材防腐蚀锚及碳纤维绳索11、悬浮安装在水下;还是将复合材水下基础柱塞座1、作为电站的基础固定安装在水下基础上;如果,要将1号件固定安装在水下基础上,必需选用图3中平底复合材基础柱塞座壳体12-1号件。
弧型复合材基础柱塞座壳体12,12-1顶面为园弧状结构,能提高其承载能力,便于卸载动态蓄水池上的水压;卸载后的水压被球面或弧面柱型沉浮罐壳体71的内外水压来平衡,保证了复合材水下基础柱塞座1,与复合材动态沉浮罐及空压升降系统2,相对的稳定。
3.根据权利要求1所述的一种利用淡水或海水静水动力发电系统,其特征在于:复合材动态沉浮罐及空压升降系统2:由内外壳体构成内外两个空间,外层空间内设有;两组对称的空压升降系统、两个人机工作间、救生间、控制系统及各类传感器;内层空间装有73第一组复合材动态折叠引水管5、74第二组复合材动态折叠引水管5;
球面或园弧面柱形复合材沉浮罐壳体71,是复合材动态沉浮罐及空压升降系统2的主要外壳体:
在壳体71号件上部装有:托盘式通气管密封压盖101、双向电动伺服绕线机106、外接高压蓄气罐备用防水进气阀75、外接备用防水电源插口76、第一个多层工作间电动密封压盖105、第二个多层工作间电动密封压盖99、第一物流通道密封压盖98、第二物流通道密封压盖102、第一折叠引水管电动密封压盖103、第二折叠引水管电动密封压盖100、辅助电动伺服密封压盖104、104-1、等功能各异的密封压盖,将壳体71密封成内外两个空间;双向伺服绕线机106,可以跟随壳体71在升降中随机的收放24号件上的腐蚀电缆及碳纤维绳索;
当壳体71号件在上升浮出水面时,打开通气管电动阀21,通过复合材通气管22换气,下降时关闭通气管电动阀21;
在101号件内:安装带防腐蚀电缆及碳纤维绳索的飘浮式座标警示灯24、风速传感仪
25、双向伺服绕线机106、其防腐蚀电缆及碳纤维绳索一头安装在106号件上;
外层空间内设有对称的第一蓄水仓53、第二蓄水仓37、第一个多层工作间38、第二个多层工作间55;内层空间与动态发电机组及复合材漂浮机座3、复合材水下基础柱塞座1、套装成一个动态蓄水池;
在第一个多层工作间38,通过98第一物流通道密封压盖下的通道口运送物资,在其内装有:
第一空压机组39、第一气压调压阀40、第一空气过滤器41、电动阀42;在第一蓄水仓
53内装有:第一气压表43、①号高压蓄气罐45、①号高压蓄气罐备用进气阀44、①号高压蓄气罐伺服电动排气阀33、给①号②号高压沉浮罐的电动送气阀46;
①号高压沉浮罐48、①号高压沉浮罐电动伺服进气阀49、①号高压沉浮罐伺服电动排气阀34、①号高压沉浮罐引水排水伺服电动阀47;
②号高压沉浮罐51、②号高压沉浮罐伺服电动进气阀50、②号高压沉浮罐伺服电动排气阀35、②号高压沉浮罐引水排水伺服电动阀52、通过管道将以上的零部件有机的连接在一起,组装成第一组空压升降系统;
在第二个多层工作间55,通过102第二物流通道密封压盖下的通道口运送物资,在其内装有:
第二空压机组56、第二气压调压阀57、第二空气过滤器58、电动阀59;在第二蓄水仓
37内装有:第二气压表60、②号高压蓄气罐62、②号高压蓄气罐备用进气阀61;②号高压蓄气罐伺服电动排气阀32、给③号④号高压沉浮罐的电动送气阀63;
③号高压沉浮罐64、③号高压沉浮罐引水排水伺服电动阀65、③号高压沉浮罐电动伺服进气阀66、③号高压沉浮罐伺服电动排气阀31;
④号高压沉浮罐29、④号高压沉浮罐伺服电动进气阀27、④号高压沉浮罐伺服电动排气阀30、④号高压沉浮罐引水排水伺服电动阀28、通过管道将以上的零部件有机的连接在一起,组装成第二组空压升降系统;
用潜水艇的沉浮原理:复合材动态沉浮罐及空压升降系统2,在水中做过静态平衡调试的前提下;通过电站系统中的伺服装置:控制①②③④高压沉浮罐45、51、64、29号件;
53、37号蓄水仓中的蓄水量的多少;当沉浮罐,蓄水仓中蓄水重量大于,2号件排开同体积水的重量时则下降,反之则上升,来决定2号件的上升或下降;
当复合材动态沉浮罐及空压升降系统2,从水下上升时:打开103第一折叠引水管电动密封压盖,100第2二折叠引水管电动密封压盖,通过73第一组复合材动态折叠引水管,74第二组复合材动态折叠引水管,用水的势能,引水冲击133第一组全贯流式发电机组,137第二组全贯流式发电机组引水发电;
待动态蓄水池水满后,复合材动态沉浮罐及空压升降系统2开始下降;由116电动机带动120复合材水轮机,抽水引水;将水池中大量的水,靠2号件下降的重力,电动机抽水的引力,挤压蓄水池中的水,通过120复合材水轮机旋转抽水排水,用水的动能带动发电机发电;用变速器调整发电机转速,来提高发电效率;让复合材动态沉浮罐在上下沉浮中完成发电;
在以上二组空压系统中,在局部都可采用另一方案:取消①号高压沉浮罐引水排水伺服电动阀47、②号高压沉浮罐引水排水伺服电动阀52、③号高压沉浮罐引水排水伺服电动阀65、④号高压沉浮罐引水排水伺服电动阀28,用管道将沉浮罐直接连通大海;取消每个沉浮罐内的高压气囊69,靠空压系统同样能达到空压升降效果;
在第一个多层工作间55中:除装有空压机、气压调压阀、空气过滤器、电动阀外、还备有独立密封的出入通道救生密封仓79;密封仓中有:上电动密封盖77、救生艇78、密封仓下电动密封盖80、手动泄水阀81;工作间密封仓中有:显示屏87、带四色警示声光灯的控制台
88、电器柜89、大功率充电器94、大蓄电池组90;在第二个多层工作间38中与第二个多层工作间55中的结构及装置完全一样,在二个多层工作间都能分别控制电站作业;必要时,工作人员可通过救生艇78外出;
为配合电站正常运行,在2号件中装有:第一蓄水仓水位传感器54、第二蓄水仓水位传感器36、升降速度传感器82、升降深度传感器83、多层工作间气压传感器84、方位传感器
85、高压蓄气罐压力传感器86、四点失控水位传感器92、电流电压传感器93、输出电频传感器94、左右变频电机速度传感器95、蓄电池组直流电压传感器96、随时将信息随机反馈到计算机控制系统,便于自动选择执行正确的控制程序。
4.根据权利要求1所述的一种利用淡水或海水静水动力发电系统,其特征在于:动态发电机组及复合材沉浮罐3:由126组合式磁性下密封圈外座、127成组活塞环或耐磨导磁橡胶下密封圈、128组合式下密封圈内座、129动态发电机组沉浮罐、130成组活塞环或耐磨导磁橡胶上密封圈、131组合式磁性上密封圈外座、132组合式上密封圈内座、133第一组全贯流式发电机组、134升降调水高压电动泵阀、135发电机座沉浮罐通道密封盖、136动态发电机组沉浮罐通道、137第二组全贯流式发电机组、138上连接连接板、139第二发电机组沉浮罐、140下压板、141电动伺服高压泵阀、142上连接板、143第一发电机组沉浮罐、144下压板、145电动伺服高压泵阀组成;
第一组,第二组全贯流式发电机组133、137中的:115大发电机、116小发电机、118-1调速器、118连轴器与120复合材水轮机转叶串联在一起,一同密封在一个壳体内;水轮机的桨叶露在外面,并且直接置于通水管道之中;发电机、调速器、连轴器和轴流式水轮机的轴坚向连接,垂直于水面安装;进水管和尾水管直接连通,结构紧凑,水流能量损失少,发电效率高;
133第一组全贯流式发电机组;上连142上连接板、73第一组复合材动态折叠引水管5中的,107第N节复合材引水管;下接143第一发电机组沉浮罐、并套装在129动态发电机组沉浮罐中,再接上144下压板组合在一起;
137第二组全贯流式发电机组;上连138上连接板、74第二组复合材动态折叠引水管5中的,107第N节复合材引水管;下接139第二发电机组沉浮罐、并套装在129动态发电机组沉浮罐中,再接上140下压板组合在一起;
通过145电动伺服高压泵阀、141电动伺服高压泵阀、控制进水量的多少来调控143第一发电机组沉浮罐、139第二发电机组沉浮罐的沉浮状态;达到控制133第一组全贯流式发电机组、137第二组全贯流式发电机组的沉浮状态;
当133第一组全贯流式发电机组、137第二组全贯流式发电机组引水发电时,为达到无阻力泄水的目的,让发电机组向上浮出水面,尾水管无阻力泄水;反之当发电机组排水发电时,发电机组水轮机要向下沉入水中,116发电机转换成抽水机,抽水排水发电;
通过,升降调水高压电动泵阀134控制进水量,可以方便的控制动态发电机座沉浮罐
129的沉浮状态;通过发电机座沉浮罐通道密封盖135,可方便进入动态发电机座沉浮罐
129的内部做表面防水腐蚀处理;通过沉浮罐组合式磁性上密封圈外座131,沉浮罐组合式磁性下密封圈外座127,可方便维修,便换沉浮罐成组活塞环或耐磨导磁橡胶上下密封圈
130,127;也可以通过通道口136,进入动态发电机座沉浮罐129下部,维修相关零部件;
由于静水发电系统中有动态蓄水池,随着129动态发电机组沉浮罐、143第一发电机组沉浮罐,139第二发电机组沉浮罐沉浮罐相互配合的随机漂浮,不管是引水还是排水发电时都用不着另建发电机厂房;
发电机是根据电站规模,使用目的不同,可以是稀土永磁,超导材料做成的;采用双馈,高压,全贯流式发电机组发电,变速恒频输出并网;115,116大小发电机组,根据程序按排都可转换成电动抽水机。
5.根据权利要求1所述的一种利用淡水或海水静水动力发电系统,其特征在于:左右贯流式复合材电动螺旋推进器4:由贯流式复合材电动螺旋推进器壳体124、调频电动机
123、连轴器122、复合材螺旋推进器121、复合材推进器壳体座125组成;
在球面或弧面柱型复合材沉浮罐壳体71,外壳体中心线同一水平面上,一正一反安装上左,右贯流式复合材电动螺旋推进器4;它们都能正向也能反方向旋转,同时工作时可产生一种旋转力偶,好校正:复合材动态沉浮罐及空压升降系统2与动态发电机组及复合材沉浮罐3,相对位置超出许可范围所偏离的方位。
6.根据权利要求1所述的一种利用淡水或海水静水动力发电系统,其特征在于:复合材动态折叠引水管5:由第N节复合材引水管107、第N节复合材引水管密封圈108、第N节上一节复合材引水管109、第2节复合材引水管110、第2节引复合材水管密封圈111、弧型口复合材连接管头112、弧型口第1节复合材引水管113组成;
弧型口复合材连接管头112,安装在球面或园弧面柱形复合材沉浮罐壳体71内顶壁上;将成组的复合材动态折叠引水管5,第N节复合材引水管107与导流壳体及支承架117上的壳体相连;可随复合材动态沉浮罐及空压升降系统2,有一定的伸缩,旋转,扭曲,位移量来适应复合材动态沉浮罐及空压升降系统2的漂移;在动态发电机组及复合材沉浮罐3作上下升降运动时,为第一组全贯流式发电机组133、第二组全贯流式发电机组137、引水排水发电服务。
7.根据权利要求1所述的一种利用淡水或海水静水动力发电系统,其特征在于:电站发电控制系统6:由操作台、显示屏、控制柜、计算机自动控制系统、手动操作系统及通讯装置组成。
8.根据权利要求1所述的一种利用淡水或海水静水动力发电系统,其特征在于:电力输出系统7:由海底电缆、变压系统、高架电缆输出塔组成;当建百万KW级以上大电站时,可用超高压输变电技术送电。
9.根据权利要求1所述的一种利用淡水或海水静水动力发电系统,其特征在于:四级预警报警网及其监控装置8:由第一蓄水仓水位传感器36、第二蓄水仓水位传感器54、升降速度传感器82、升降深度传感器83、多层工作间大气压传感器84、方位传感器85、高压蓄气罐压力传感器86、四点失控水位传感器92、电流电压传感器93、输出电频传感器94、左右变频电机速度传感器95、蓄电池组直流电压传感器96组成;
当蓄电池组直流电压传感器96,测得大蓄电池组90通过自动充电机充电,在规定时间内达不倒安全储备电压,控制台会发出兰色报警;通过电站内控通讯系统,通知维修负责人到现场检修,但不影响发电系统正常工作;
当多层工作间大气压传感器84,测得工作间大气压低于正常值,控制台会发出黄色报警,并执行紧急上浮换气程序到水面上换气,并通过电站内控通讯系统,通知维修负责人到现场检修气压失常原因,当气压正常后再恢复正常发电程序;
当方位传感器85,测得球面或弧面柱型沉浮罐壳体71偏离正常值而又不能自行恢复时;当升降速度传感器83,测得复合材动态沉浮罐及空压升降系统2出现故障不能正常工作;当输出电频传感器94测得第一组,第二组全贯流式发电机组133,137成套的整流,逆变,调谐,并网输出频率异常,控制台都会发出橙色报警,通过电站内控通讯系统,通知企业领导,维修负责人,要求即时到场进行检查,维修;
当四点失控水位传感器92:测得蓄水仓53,37中水位超过危险设定值、国家大电网给电站双路进户线突然同时断电、复合材动态沉浮罐及空压升降系统2失灵、控制台都会发出红色报警;通过电站内控通讯系统,通知企业领导,维修负责人,大电网并网网关值班人,因电站事故停止发电;同时控制系统会自动启动排查程序如:大电网双路进户线断电,会通过不间断电源接通大蓄电池组90,三向直流整流逆变电路,给空压升降系统供电;启动上升程序,让复合材动态沉浮罐及空压升降系统2尽快浮出水面等待检修;另一方面会反复发出语音通告,要求员工保持镇静,必要时并告知撤离程序,......等等;
万一复合材动态沉浮罐及空压升降系统2出现重大事故,沉入水下不能动弹;检修人员可以顺着,带防腐蚀电缆及碳纤维绳索的飘浮式座标警示灯24下的连线,下潜到球面或弧面柱型沉浮罐壳体71上,找到外接高压蓄气罐备用防水进气阀75,外接备用防水电源插口76,接上外带自备的气源和电源;打开第一个多层工作间手动电动两用密封压盖105,进入出入通道救生密封仓79;随后即时关上手动电动两用密封压盖105,打开手动泄水阀81放完水,再打开密封仓下电动密封盖80,好进入复合材动态沉浮罐及空压升降系统2内部检修,排除故障。
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