[发明专利]管束式发电用自然引水装置及引水方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种引水装置，尤其涉及一种管束式发电用自然引水装置及引水方法，属于水力发电技术领域。

背景技术

水力发电是通过筑坝拦水或其它方式将水位提高，以利用高、低水位之间的落差所产生的能量，使水轮机转动而产生机械能，再带动发电机转动而将机械能转换为电能，从而完成发电。水力发电较火力发电具有不消耗有限的煤碳资源，不直接产生污染等优点。在我国水能资源较为丰富，其总量居世界首位，到目前为止仅开发了16％的水能资源，还有74％的水能资源有待开发，而我国又是一个能源需求大国，据统计到2030年我国能源缺口约为2.5亿吨标准煤，到2050年约为4.6亿吨标准煤。如此之大的能源缺口，无疑将会刺激具有巨大开发潜力的水电资源的开发。

但是，水力发电的开发对环境会产生下列不利影响：第一，由于目前的水力发电大多通过筑坝拦河的方式完成，从而改变了原有河流的自然状态，造成河流流速减速慢，对河流的自净能力产生了严重影响，加剧了河流的污染，甚至在一些地区引发蓝藻等问题。第二，由于水利工程的兴建，特别是大坝的构筑，改变了原有河道的输沙能力，抬高或降低了河道的高程，同时改变了水文特征。第三，水利工程的兴建，改变了局部地区的湿度、降雨量、气温等气候条件，不同程度地影响了该地区的生态环境。第四，水利工程的兴建，对生物多样性的影响表现为多层次的，由于大坝的建设，切断了河流的通道，使洄游性生物难于洄游到原有河流中繁衍、生存，破坏了生态环境。第五，水利建设施工难免要破坏森林植被，同时产生的弃渣和混凝土废料将严重污染环境，另外，工程占地和水库淹没土地严重，对当地自然生态系统产生较大影响。第六，水库大坝蓄水后，将导致沿岸地带的水文地质发生实质性变化，地下水状态也将发生变化，从而带来一系列地质问题，并加重植被破坏，引发山体滑坡、地震等灾害。第七，建成后的每一个大坝都有约100年的使用寿命，到期必须强行拆除，而拆除的费用远高于新建大坝的费用。因此，严格的环境影响评估，有效的能够保护生态环境，不破坏植被、不占用土地和水域的无坝式、无渠式水力发电方式，将是今后水电开发的方向和重点。

发明内容

本发明的目的正是为无坝式、无渠式水力发电而提供一种管束式发电用自然引水装置。

本发明的另一个目的在于提供一种用上述自然引水装置完成自然引水的方法，并最终利用这一自然引水带动水轮发电机进行发电。

本发明通过下列技术方案实现：一种管束式发电用自然引水装置，其特征在于它包括沿河床自然坡度布置的有压输水管束，且管束的出水口与水轮机进水口连通，管束的入水口与设置在河床上或河岸边的引水点的导流井连通，以便将河流中的部分水流引入导流井内，通过该导流井向输水管束送水，借助自然河床的地势使管束内的水自然形成压力水从出水口排出，从而带动水轮机转动，使水能转换为机械能，进而带动发电机转动，从而将机械能转换为电能而向外供电。

所述导流井为一带空腔的柱体，柱体上设有带过滤网的进水口和带过滤网的出水口，出水口与输水管束的入水口相连，以便将河流的部分水流经过滤网引入柱体空腔内，再经带过滤网的出水口送入管束内，以提供发电用水能，同时有效阻止水中动、植物等有形异物随水流进入导流井和输水管束中。

所述柱体设为圆柱体或多边柱体，或者设为倒锥体，用于引水、存水和排水。

所述柱体上的进水口低于河流水面，以方便引水。

所述输水管束由至少两根管道组成，各管道沿河床自身的自然地势铺设在河道内，管道的长度视所需要河流段坡度长具体确定，管道内径视所需发电的水流量、水流速而具体确定，以借助河流所处坡度使管内形成有压水流，从而使管道出水口的水能满足能够带动水轮发电机发电的要求。

所述导流井设一个或多个，输水管束的入水口集中与一个导流井上的出水口相连，或者分别与多个导流井上的出水口相连，具体设置以方便引水，且不破坏河道自然状态为宜。

本发明提供的引水方法通过下列技术方案实现：一种自然引水方法，其特征在于包括下列步骤：

A、在河流上游的河床上或者河岸边确定引水点，优选河岸边作为引水点；

B、在引水点构筑其直径大于输水管束总管径的导流井；

C、在河流下游的河岸边确定用水点，并安装水轮发电机组；

D、在河道内沿河床自然坡度铺设由至少两根管道组成的管束，并使管束的入水口与导流井连通，管束的出水口与水轮机的进水口连通。