[发明专利]桨轮堰水电站及其设备设施

摘要

一种“桨轮堰水电站及其设备设施”，其属水力发电全新方法与设备设施种类开发技术领域，其是由桨轮型水轮机、水轮机座及由其排列形成的桨轮堰和适合于桨轮堰水电站形式的发电与调控机组设备设施组成。一个较长的桨轮堰上可由2－多个单独作用运行的桨轮型水轮机组构成；可在一切有水流速度的河段内建设桨轮堰水电站，通过冲压桨轮口将桨轮堰集中加强的水能切向作用于桨轮型水轮机的最大力矩处形成最大转换出力，完成水力发电目标，并可通过冲压口闸门的调控方式实现控制；其出现将使水力水电获得更为广泛、高效、方便、廉价、能力更为巨大、建设方式更加灵活多样的开发利用，同时可有效消除现有水电开发形式产生的社会、环境、生态的负面影响。

主权项

1、一种桨轮堰水电站及其设备设施，其特征在于：其是由(1)桨轮型水轮机、(2)水轮机座及由其排列形成的桨轮堰和(3)适合于桨轮堰水电站形式的发电与调控机组的设备设施三大功能部分组成，对其具体的描述是：(1)桨轮型水轮机部分——其是由①桨轮板、②桨轮辊、③桨轮轴等主要功能部件构成：①多个或众多个桨轮板：各个相同规格的桨轮板均间距排列在桨轮辊上，桨轮板一般为平板形状，也可采用C、L等更加有利于集中水力、同时有利于其自身强度加强的结构，在其两板之间的间隔空间内分布设置加强板或加强杆；在一个桨轮型水轮机上设置的桨轮板的数量、排列密度、设计强度、选择材料、设计直径、长度、宽度等可依该机站建设地点所拥有的水流强度、桨轮堰设计的高度与设计利用的水库回水距离、机组出力能力等实际要求确定。②桨轮辊：桨轮辊为圆柱型辊体，在辊表面上均匀分布桨轮板，桨轮辊、桨轮板一般采用钢材或玻璃钢或其结合为主体材料，也可采用合金铝等其它耐磨材料和涂层工艺，为了加强桨轮板面的强度，在其板、轴之间的间隔空间内分布设置加强板(或杆)；桨轮辊的设计直径和长度、厚度等设计数据的确定可依建设地点拥有的水流强度、可利用水能流程、河流宽度、出力能力等的实际要求确定。③桨轮轴：在桨轮辊的中心设置桨轮型水轮机的动力输出轴(桨轮轴)，一个桨轮堰可由一个及多个桨轮型水轮发电机组排列构成并可分别单独或配合运行，因此在其之间设置机组分割体，其可同时形成桨轮轴端头稳固支撑体的作用。(2)桨轮机座部分——其主要功能部分包括：①冲压桨轮口；②冲压口闸门；③挡水堰体；④溢流顶板；⑤桨轮轴座；对其组成件功能结构的描述是：①冲压桨轮口：在桨轮机座下部设置与桨轮板设计高度相同(或略高些、或略低些)的冲压桨轮口，其可将桨轮堰形成的水力集中切向作用在桨轮型水轮机的最大力矩处形成水能转换最大出力；在冲压桨轮口的前下部桨轮型水轮机旋转弧面与桨轮堰基础之间形成的“极点”处的桨轮堰基础部位，还可设计为与桨轮板旋转弧面紧密配合的圆弧形结构。②溢流顶板：在桨轮机的顶部设置有与桨轮机直径相同或略宽些的溢流顶板。③挡水堰体：挡水堰体与桨轮型水轮机的设计高度相当，其下部入水口的形态设计为有利于水力集中的圆弧斜面形态为佳；挡水堰体可阻挡水流对桨轮机的无序冲击，为了加强其强度附加设置堰加强体，在堰加强体上可方便设置冲压口闸门。④桨轮轴座：一般情况下桨轮型水轮机的设计长度很长，因此在桨轮机座上间接分布设置可稳定固定桨轮轴的桨轮轴座，其同时可支撑溢流顶板。⑤冲压口闸门：其一般设置在挡水堰体与其加强体上并与其配合；在一个桨轮堰上或一个机组上可分别单独设置多个冲压口闸门，并可实现分别单独调控冲压口闸门的开闭和开闭大小；⑥桨轮堰基础：其可形成与桨轮型水轮机桨轮板下部旋转面配合的弧型弧面形态，使桨轮机的水流水能更加充分利用；其可与冲压口闸门配合使其闭合固定与密封；其可使桨轮堰建设基础稳固，并可形成一定的高度，使桨轮型水轮机顺利运行；桨轮堰是由一个或由多个桨轮机座(或也包括其它辅助挡水建筑物)排列联合构成；在同一个较长的桨轮堰上还可由2-多个单独作用的桨轮型水轮机组并列构成；机站其它基础设施设置还可同时建设通航水道、分流泻洪控制闸门等设施；(3)适合于桨轮堰水电站形式的发电与调控机组设备设施部分——桨轮堰水电站一般采用卧式发电机，发电机轴与桨轮机轴可形成直接对接传动，也可采用齿轮相互配合的传动方式，采用齿轮配合的传动方式可方便地使超大型桨轮型水轮机与发电机形成不同的转速设计与改变。