一種能夠通航、發(fā)電和消能的一體化船閘的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及水利通航領(lǐng)域，特別是一種能夠通航、發(fā)電和消能的一體化船閘。
【背景技術(shù)】
[0002]船舶在過閘過程中，會有大量的水流由上游流至下游方向，這一部分水流由于重力的作用，攜帶著大量的勢能，這部分勢能如果能夠加以利用，在環(huán)保節(jié)能工程方面將具有重要意義。
[0003]中國專利集通航、發(fā)電和泄洪為一體的船閘(申請?zhí)枮镃N201210021671.7)，公開了一種能夠通航、發(fā)電和泄洪的船閘，雖然能夠滿足通航發(fā)電，但是在通航和泄洪的過程中，尤其是泄洪過程中，由于船閘上下游的水流為高速水流，其流速能夠達(dá)到50m/s甚至更尚，這樣的尚速水流在進(jìn)入丨?室的過程中，對丨?室的丨?墻和人字丨?門對沖擊力非常的尚，長期的沖擊會對閘室造成一定影響，因此該專利需要配套設(shè)置消能裝置。同時，在泄洪的過程中，船舶也不能錨泊在航道內(nèi)，需要另行建造錨泊港灣。
[0004]因此，尋求一種船閘通航發(fā)電結(jié)構(gòu)形式，既能夠充分利用閘室通航用的水資源發(fā)電，也可以不用設(shè)置專門的棄水消能工，使得船閘通航與發(fā)電、消能三者充分有機結(jié)合起來，既避免了航運棄水，又增加了水力發(fā)電量，還省去了閘室充水、排水消能工作，又節(jié)省了工程投資，是十分必要的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種能夠通航、發(fā)電和消能的一體化船閘，能夠有效利用船舶過閘過程中，由于大量水流高度發(fā)生變化而產(chǎn)生的能量，將此部分能量進(jìn)行利用，同時能夠減小水流的沖擊力，對水流進(jìn)行消能。
[0006]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是:一種能夠通航、發(fā)電和消能的一體化船閘，上游人字工作閘門、左閘墻、右閘墻、閘室底板、輸水系統(tǒng)、發(fā)電廠房、尾水系統(tǒng)和下游人字工作閘門，上游人字工作閘門和下游人字工作閘門之間設(shè)有閘室底板，閘室底板兩側(cè)分別設(shè)有左閘墻、右閘墻，左閘墻、右閘墻上均設(shè)有發(fā)電廠房，發(fā)電廠房采用水輪發(fā)電機組；
閘室底板兩側(cè)設(shè)有輸水系統(tǒng)和尾水系統(tǒng)，輸水系統(tǒng)一端位于上游閘首，另一端與發(fā)電廠房底部的水輪機連接，尾水系統(tǒng)一端位于下游閘首，另一端與發(fā)電廠房底部的水輪機連接，輸水系統(tǒng)和尾水系統(tǒng)連通上游和下游河道；
閘室底板下方設(shè)有空腔，輸水系統(tǒng)和尾水系統(tǒng)上均設(shè)有支線管路，支線管路與閘室底板下方的空腔連接，閘室底板上分布設(shè)有多個通孔。
[0007]優(yōu)選的方案中，所述的輸水系統(tǒng)上設(shè)有第一引水閘閥，輸水系統(tǒng)上的支線管路上設(shè)有第二引水閘閥；
尾水系統(tǒng)上設(shè)有第一尾水閘閥，尾水系統(tǒng)上的支線管路上設(shè)有第二尾水閘閥。
[0008]優(yōu)選的方案中，所述的第一引水閘閥位于輸水系統(tǒng)、支線管路連接點與輸水系統(tǒng)上游端之間的輸水系統(tǒng)上，第一尾水閘閥位于尾水系統(tǒng)、支線管路連接點與輸水系統(tǒng)上游端之間的輸水系統(tǒng)上。
[0009]優(yōu)選的方案中，所述的閘室底板采用1-1.5m的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，閘室底板上的通孔連接閘室與閘室底板下方的空腔。
[0010]本發(fā)明提供的一種能夠通航、發(fā)電和消能的一體化船閘，通過采用上述結(jié)構(gòu)，利用在船閘兩側(cè)設(shè)置水輪發(fā)電機組，通過通航過程中，水流的流動帶動水輪發(fā)電機組的工作，從而進(jìn)行發(fā)電，實現(xiàn)了對通航過程中水流變化產(chǎn)生的能量的利用。采用在閘室底板上設(shè)置大量通孔的結(jié)構(gòu)，當(dāng)高速水流由底板下方的空腔進(jìn)入閘室內(nèi)部時，通過與底板底面的碰撞進(jìn)行消能，同時也通過通孔逐漸低速流入閘室內(nèi)部，避免了高速水流對閘室閘墻和人字工作門的沖擊，也省去了船閘建造過程中對消能裝置的投入與建設(shè)，降低了閘室建造的成本；通過船閘底部的輸水系統(tǒng)、尾水系統(tǒng)及支線管路之間的開閉配合，在上游水流進(jìn)入閘室內(nèi)、閘室內(nèi)水流進(jìn)入下游的過程中，可以對水流所攜帶的勢能進(jìn)行兩次利用并發(fā)電，提升發(fā)電效率。
【附圖說明】
[0011]下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明:
圖1為本發(fā)明的側(cè)視結(jié)構(gòu)示意圖。
[0012]圖2為本發(fā)明的俯視結(jié)構(gòu)示意圖。
[0013]圖3為本發(fā)明的立體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0014]圖中:上游閘首1，上游人字工作閘門2，左閘墻3，右閘墻4，閘室底板5，輸水系統(tǒng)6，第一引水閘閥7，第二引水閘閥8，發(fā)電廠房9，尾水系統(tǒng)10，第一尾水閘閥11，第二尾水閘閥12，下游人字工作閘門13，下游閘首14。
【具體實施方式】
[0015]如圖中，一種能夠通航、發(fā)電和消能的一體化船閘，上游人字工作閘門2、左閘墻
3、右閘墻4、閘室底板5、輸水系統(tǒng)6、發(fā)電廠房9、尾水系統(tǒng)10和下游人字工作閘門13，其特征是:上游人字工作閘門2和下游人字工作閘門13之間設(shè)有閘室底板5，閘室底板5兩側(cè)分別設(shè)有左閘墻3、右閘墻4，左閘墻3、右閘墻4上均設(shè)有發(fā)電廠房9，發(fā)電廠房9采用水輪發(fā)電機組；
閘室底板5兩側(cè)設(shè)有輸水系統(tǒng)6和尾水系統(tǒng)10，輸水系統(tǒng)6 —端位于上游閘首1，另一端與發(fā)電廠房9底部的水輪機連接，尾水系統(tǒng)10—端位于下游閘首14，另一端與發(fā)電廠房9底部的水輪機連接，輸水系統(tǒng)6和尾水系統(tǒng)10連通上游和下游河道；
閘室底板5下方設(shè)有空腔，輸水系統(tǒng)6和尾水系統(tǒng)10上均設(shè)有支線管路，支線管路與閘室底板5下方的空腔連接，閘室底板5上分布設(shè)有多個通孔。
[0016]優(yōu)選的方案中，所述的輸水系統(tǒng)上設(shè)有第一引水閘閥，輸水系統(tǒng)上的支線管路上設(shè)有第二引水閘閥；
尾水系統(tǒng)上設(shè)有第一尾水閘閥，尾水系統(tǒng)上的支線管路上設(shè)有第二尾水閘閥。
[0017]優(yōu)選的方案中，所述的第一引水閘閥位于輸水系統(tǒng)、支線管路連接點與輸水系統(tǒng)上游端之間的輸水系統(tǒng)上，第一尾水閘閥位于尾水系統(tǒng)、支線管路連接點與輸水系統(tǒng)上游端之間的輸水系統(tǒng)上。
[0018]優(yōu)選的方案中，所述的閘室底板5采用1-1.5m的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，閘室底板5上的通孔連接閘室與閘室底板5下方的空腔。
[0019]船只從上游航道通過船閘在駛?cè)胂掠魏降乐?，關(guān)閉人字閘門2和13、閘閥11與8，水流經(jīng)開啟的閘閥7、輸水系統(tǒng)6帶動水輪機轉(zhuǎn)輪發(fā)電，發(fā)電水流經(jīng)開啟的閘閥12流入閘室底板5的空腔，最后通過閘室底板5的進(jìn)出水孔均勻、緩慢地注入閘室，閘室水位上升至上游航道水庫水位齊平，完成第一次發(fā)電，此時機組停止轉(zhuǎn)動，不再發(fā)電。關(guān)閉閘閥7與12，上游人字閘門2打開，船只經(jīng)過上閘首1駛?cè)腴l室，關(guān)閉上游人字門2，打開閘閥8與11，水流經(jīng)閘閥8、輸水系統(tǒng)6進(jìn)入廠房水道內(nèi)帶動水輪機轉(zhuǎn)輪發(fā)電，完成第二次發(fā)電，發(fā)電水流經(jīng)開啟的閘閥11、尾水系統(tǒng)10匯入下游河道，直至閘室水位下降至與下游航道水位齊平，打開下游人字閘門13，船只從閘室內(nèi)經(jīng)下閘首14駛出，進(jìn)入下游航道。
[0020]通過采用上述結(jié)構(gòu)，利用在船閘兩側(cè)設(shè)置水輪發(fā)電機組，通過通航過程中，水流的流動帶動水輪發(fā)電機組的工作，從而進(jìn)行發(fā)電，實現(xiàn)了對通航過程中水流變化產(chǎn)生的能量的利用。并且利用在閘室底板上設(shè)置通孔的方式，降低水流的沖擊速度，減小對閘室的沖擊破壞效果，也省去了消能裝置的建設(shè)投入，降低了船閘建造成本。且每一次通航能夠兩次帶動水輪發(fā)電機組進(jìn)行發(fā)電，充分利用了通航棄水，在通航棄水能量循環(huán)利用方面具有重要意義。
【主權(quán)項】
1.一種能夠通航、發(fā)電和消能的一體化船閘，上游人字工作閘門(2 )、左閘墻(3 )、右閘墻(4)、閘室底板(5)、輸水系統(tǒng)(6)、發(fā)電廠房(9)、尾水系統(tǒng)(10)和下游人字工作閘門(13)，其特征是:上游人字工作閘門(2)和下游人字工作閘門(13)之間設(shè)有閘室底板(5)，閘室底板(5 )兩側(cè)分別設(shè)有左閘墻(3 )、右閘墻(4)，左閘墻(3 )、右閘墻(4)上均設(shè)有發(fā)電廠房(9)，發(fā)電廠房(9)采用水輪發(fā)電機組； 閘室底板(5)兩側(cè)設(shè)有輸水系統(tǒng)(6)和尾水系統(tǒng)(10)，輸水系統(tǒng)(6) —端位于上游閘首(1)，另一端與發(fā)電廠房(9)底部的水輪機連接，尾水系統(tǒng)(10)—端位于下游閘首(14)，另一端與發(fā)電廠房(9)底部的水輪機連接，輸水系統(tǒng)(6)和尾水系統(tǒng)(10)連通上游和下游河道； 閘室底板(5)下方設(shè)有空腔，輸水系統(tǒng)(6)和尾水系統(tǒng)(10)上均設(shè)有支線管路，支線管路與閘室底板(5)下方的空腔連接，閘室底板(5)上分布設(shè)有多個通孔。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種能夠通航、發(fā)電和消能的一體化船閘，其特征是:所述的輸水系統(tǒng)(6)上設(shè)有第一引水閘閥(7)，輸水系統(tǒng)(6)上的支線管路上設(shè)有第二引水閘閥(8)； 尾水系統(tǒng)(10)上設(shè)有第一尾水閘閥(11 )，尾水系統(tǒng)(10)上的支線管路上設(shè)有第二尾水閘閥(12)。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種能夠通航、發(fā)電和消能的一體化船閘，其特征是:所述的第一引水閘閥(7)位于輸水系統(tǒng)(6)、支線管路連接點與輸水系統(tǒng)(6)上游端之間的輸水系統(tǒng)(6)上，第一尾水閘閥(11)位于尾水系統(tǒng)(10)、支線管路連接點與輸水系統(tǒng)(6)上游端之間的輸水系統(tǒng)(6 )上。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種能夠通航、發(fā)電和消能的一體化船閘，其特征是:所述的閘室底板(5)采用1-1.5m的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，閘室底板(5)上的通孔連接閘室與閘室底板(5)下方的空腔。
【專利摘要】一種能夠通航、發(fā)電和消能的一體化船閘，上游人字工作閘門、左閘墻、右閘墻、閘室底板、輸水系統(tǒng)、發(fā)電廠房、尾水系統(tǒng)和下游人字工作閘門，上游人字工作閘門和下游人字工作閘門之間設(shè)有閘室底板，閘室底板兩側(cè)分別設(shè)有左閘墻、右閘墻，左閘墻、右閘墻均設(shè)有發(fā)電廠房，發(fā)電廠房采用水輪發(fā)電機組；閘室底板兩側(cè)設(shè)有輸水系統(tǒng)和尾水系統(tǒng)；閘室底板下方設(shè)有空腔，輸水系統(tǒng)和尾水系統(tǒng)上均設(shè)有支線管路，支線管路與閘室底板下方的空腔連接，閘室底板上分布設(shè)有大量沿豎直方向的通孔。采用上述結(jié)構(gòu)，能夠有效利用船舶過閘過程中，由于大量水流高度發(fā)生變化而產(chǎn)生的能量，將此部分能量進(jìn)行利用，同時能夠減小水流的沖擊力，對水流進(jìn)行消能。
【IPC分類】E02C1/00, E02B9/00, E02C1/08
【公開號】CN105256782
【申請?zhí)枴緾N201510737277
【發(fā)明人】劉依松, 盧曉春, 歐陽照, 唐肖陽, 師利強, 劉冬臨, 陳渴鑫
【申請人】三峽大學(xué)
【公開日】2016年1月20日
【申請日】2015年11月4日