海洋環(huán)流水動能和海洋潮汐水動能發(fā)電場發(fā)電技術(shù)方案的制作方法
【專利摘要】地球海洋海水每時每刻都在不停的流動，而這種流動有兩種樣式；深層海水的大洋環(huán)流和淺層海水的潮汐流動。海水的這兩種流動都有巨大的沖擊力，而這種沖擊力是可以轉(zhuǎn)變成電能的。但是，海水的這種流動存在著多向式，漩渦式，波浪式和潮汐式的流動方式而內(nèi)耗了海水沖擊力對發(fā)電效能的巨大動力。為了克服海水的多向式，漩渦式，波浪式和潮汐式的流動方式而把它轉(zhuǎn)變成基本直流的方式，就采用在海洋中修建海水通道的方法和制造一種適合海水通道使用的海水發(fā)電機設(shè)備，就能把海水的沖擊力直接轉(zhuǎn)變成巨大的電能。在經(jīng)過把若干條海水通道(含通道內(nèi)發(fā)電機設(shè)備)組合成一個完整的發(fā)電場之后，這樣的海水發(fā)電場就可應(yīng)用于海水動能轉(zhuǎn)電能的開發(fā)中。
【專利說明】海洋環(huán)流水動能和海洋潮汐水動能發(fā)電場發(fā)電技術(shù)方案
[0001]I【技術(shù)領(lǐng)域】:再生性資源循環(huán)利用技術(shù)
[0002]2海水動能發(fā)電技術(shù)的世界研究
[0003]利用海水動能(海洋環(huán)流水動能和海洋潮汐水動能的簡稱，下同)進行發(fā)電的技術(shù)研究，世界各國都在進行，但限于海水動能發(fā)電技術(shù)的幾個難點沒有克服，因此一些海水潮汐發(fā)電技術(shù)發(fā)電效率較低，難以形成大規(guī)模的、大效率的生產(chǎn)能力，難以滿足社會經(jīng)濟發(fā)展和社會生活用電的需求。
[0004]3海洋動能發(fā)電的前景
[0005]利用海水動能進行發(fā)電，是有很巨大很廣闊的前景，如果現(xiàn)在在海水動能發(fā)電技術(shù)上能夠獲得突破，那將不僅對中國，也會對世界現(xiàn)階段的經(jīng)濟與社會發(fā)展以及全人類的永久生存產(chǎn)生極大的意義。
[0006](I)海水動能的沖擊力巨大無比，海水發(fā)電的能量不但從數(shù)量上也從時間上與太陽能發(fā)電、風力發(fā)電相比，都比后者時間長。海水動能的自然動態(tài)每天24小時內(nèi)，除每天高海平潮和每天低海平潮占去約4個小時的弱動態(tài)下，其余20個小時都是在大動態(tài)的流動。而風力動態(tài)和太陽光照熱能的利用在時間上要少得多。
[0007](2)從循環(huán)再生利用資源上講，海水動能發(fā)電同太陽能、風能發(fā)電利用一樣，是屬于無限循環(huán)利用的環(huán)境污染性極小的自然資源。因此海水動能的發(fā)電能量如果得到成功開發(fā)，它將是全人類可永久利用于生產(chǎn)領(lǐng)域和生活領(lǐng)域的能源。進一步說，如果全人類在一、二百年后把地球上的煤炭、石油、天然氣消耗殆盡，而海水動能產(chǎn)生的電力就會成為全人類永久性的生產(chǎn)能源和生活能源。
[0008]4海洋水動能發(fā)電的技術(shù)難點和海洋水動能發(fā)電的核心技術(shù)
[0009]海洋動能發(fā)電的技術(shù)難點有三個，怎么解決呢
[0010]海洋動能發(fā)電有三個技術(shù)難點和解決這三個技術(shù)難點的具體辦法如下:
[0011]1、海水的數(shù)量是巨大的，海水流動的沖擊力也是巨大的。可是海水流動的方式與江河流動的方式完全不同。江河水流動的方式是從一個方向一直流向另一個方向，而海水流動的方式有時是一直朝一個方向流動，有時會改變方向朝另外的方向流動。其流動方式還是波浪式的或漩渦式的流動方式，并且各個海域的海水流動速度與流動方向也有很大的不同，這是海水流動的第一大特點。這個第一大特點形成的物理因素是:海水動能雖有巨大的沖擊力，但是被其波浪式、旋渦式、多向式的流動方式所內(nèi)耗，這也就是說，海水動能的沖擊力雖然巨大，但因它的流動方式是波浪式、旋渦式、多向式的，而使其難以對發(fā)電設(shè)備產(chǎn)生功效。
[0012]怎么把巨大的海水動能的波浪式、旋渦式、多向式的流動沖擊力轉(zhuǎn)化成可作為推動發(fā)電力量的動力我提出的方法是:為海水修一條通道，讓海水在這條通道內(nèi)來來去去的流動，從而把海水流動的波浪式、旋渦式、多向式的流動轉(zhuǎn)變成基本單向向前流動的方式，以此形成海水動能來推動發(fā)電設(shè)備的發(fā)電效能。這個海水通道如圖1.[0013]海水通道是什么樣子呢
[0014]海水通道是這樣的:從海岸邊向海洋中間延伸，修建兩條或若干條寬度是幾米或幾十米，高度是從海底至海平面以上15米和長度是幾十千米或幾百千米的這樣的水泥混凝土墻，而各條混凝土墻的間距是幾十米或幾百米，這樣的各個混凝土墻的間距就是海水要流動的通道。這樣的海水通道建成后，海水再從這個海水通道中流動時，他的波浪式、旋渦式、多向式的流動就轉(zhuǎn)變成了向前單向式的具有巨大沖擊力的流動，這樣就可在這個海水通道中裝上適合海水動能發(fā)電的發(fā)電設(shè)備，這就是形成了海水動能發(fā)電的效能。這也就是如同修建鐵路要機車順著鐵軌奔馳，修建公路要汽車順著公路奔跑的原理一樣，在這里要海水順著“海水公路”奔跑。只不過鐵路機車和公路汽車運行擔負的是運輸?shù)哪康?，而海水流動要擔負的是推動發(fā)電設(shè)備的使其產(chǎn)生電能的目的。
[0015]這種海水通道樣式，可以是從海岸邊向海洋中間延伸的具有單向式(從一端進出水)的海水通道如圖2，也可以是在海洋中間修建具有雙向式(兩端進出水)的海水通道如圖3。
[0016]當把這樣的海水通道建成后，就可以在海水通道中裝上適合海水動力發(fā)電的發(fā)電設(shè)備。
[0017]這種海水通道發(fā)電設(shè)備是什么樣子呢
[0018]這種海水通道發(fā)電設(shè)備有三種構(gòu)件組成:1、混凝土方墩如圖4 ;2、圓筒如圖5 ;3、發(fā)電機(兩種樣式)如圖6.[0019]對三種構(gòu)件的目標要求是:在海水通道中“灌注”若干個寬是幾米、長是幾米或十幾米，高是同海水通道墻一樣高的混凝土方墩，這個方墩的用處是要在方墩上安裝固定同方墩一樣高的圓筒；而這個圓筒的用處是要在這個圓筒上安裝固定若干個海水發(fā)電機(依海水深淺定數(shù)量)；而發(fā)電機機體是安裝在圓筒內(nèi)(不接觸海水)，發(fā)電機翼是安裝在圓筒外也就是海水中。
[0020]對三種構(gòu)件的具體標準和要求是:1、對混凝土方墩的要求是:一其要與所安裝的圓筒(含筒內(nèi)發(fā)電機)相適合，二要其具有抗擊大風浪的能力，三要有較長的使用期(壽命長)。2、對安裝在方墩上的圓筒的要求是:一是其與方墩相適合；二是有抗擊大風浪能力；三是其材質(zhì)具有抗海水腐蝕的能力也是使用期長。3、對發(fā)電機的要求是:一要發(fā)電機機體要與安裝在圓筒內(nèi)相適合；二要發(fā)電機機翼或水輪機機翼與海水中的海水流動力與發(fā)電機效能相適合；三是發(fā)電機機翼或水輪機機翼要具有抗擊大風浪能力和抗海水腐蝕的能力，四是發(fā)電機要配置一個合理重量的穩(wěn)定輪，以盡可能克服海水流動的不穩(wěn)定性給發(fā)電機帶來的影響。
[0021]以上就是海水通道發(fā)電設(shè)備的三個構(gòu)件的基本標準和要求，這些就組成了一個完整的適合海水通道內(nèi)水動力發(fā)電的單個發(fā)電機設(shè)備，如圖7。
[0022]以上是海水流動第一大特點，同時也是海水動能發(fā)電的一大難點，以及如何解決這個技術(shù)難點的根本方法，最終達到海水動能發(fā)電的關(guān)鍵技術(shù)之一。
[0023]2、海水流動的第二大特點是海水流動除其具有波浪式、漩渦式、多向式的流動方式外，還具有高低潮的流動方式，這也就是人們常說的海潮高低潮(包括高平潮、低平潮)現(xiàn)象。海水這種高低潮的流動方式，也是有巨大的動能沖擊力的。但是這種沖擊力因高低潮的流向是對沖而大大降低了沖擊力效能，再加上高潮時有一段高平潮期和低平潮時有一段的低平潮期，這就使海水在巨大沖擊力下因高低潮的相向?qū)_以及在對沖的轉(zhuǎn)向期(高平潮、低平潮)的過程中，把海水巨大的沖擊力內(nèi)耗很多。[0024]怎樣把海水巨大的沖擊力因高低潮(包括高平潮低平潮)的內(nèi)耗而損失的這種沖擊力保全下來，再成功轉(zhuǎn)變成對發(fā)電設(shè)備發(fā)生巨大的動能功效呢在這里要采取的辦法是:用“海水通道”的長度來調(diào)整海水在“海水通道”內(nèi)流動的過程(含時間)如圖8、圖9和用把海水發(fā)電機設(shè)備制造成具有變動方向功能(變向箱)的發(fā)電機，就完全能夠把巨大的海水動能沖擊力轉(zhuǎn)變成具有發(fā)電效能的沖擊力:
[0025](I)用海水通道的長度調(diào)整海水在海水通道中流動的過程和時間如圖8圖9。圖8圖9所示意的是:大海中的海水在高平潮和低平潮時海水流動與“海水通道”內(nèi)的海水流動的關(guān)系:當大海中的海水流動在高平潮時間期或低平潮時間期是處在弱動態(tài)下時，此時海水通道中海水因通道口限流和通道長度因素還在流動(進入或流出)；當海水通道內(nèi)海水流動的海平面與大海中海平面(指高平潮和低平潮)剛要持平時，此時大海中高平潮或低平潮就開始進入下一個流動期，這時海水通道中的海水也會跟著大海中的海水一同流動。這也就是說海水通道中的海水因采用調(diào)整通道長度的辦法而縮短了高平潮和低平潮的平潮時間，進而實現(xiàn)海水通道中海水沖擊發(fā)電效能的最大化；大海中海水流動沖擊力因存在高平潮期和低平潮期，而只有十幾個小時的流動時間，而海水通道內(nèi)的海水流動因通道長度因素而增加、增強了海水在通道內(nèi)的流動時間——海水達到高平潮后立即進入低潮流動一海水達到低平潮后立即進入高潮流動一達到高平潮立即進入低潮流動……這樣返返復復巨大沖擊力而作用于發(fā)電設(shè)備。
[0026](2)用特制的適合海水通道中的海水流動而制造的發(fā)電設(shè)備如圖7，來達到海水發(fā)電場的發(fā)電效率最大化。此圖7中的發(fā)電設(shè)備有接受來、去兩個方向的海水流動動力(加裝變向箱)，因此，這種發(fā)電設(shè)備是高效的。
[0027]以上是關(guān)于大 海海水流動的兩大特點(海水的多向式、漩渦式、波浪式和海水的潮汐式流動)，同時，這也是海水動能發(fā)電技術(shù)的兩大難點以及如何解決這兩個技術(shù)難點的根本方法，這也既是海水通道式發(fā)電場的兩個核心技術(shù)。
[0028]3、海水動發(fā)電場的第三個技術(shù)難點就是:時時刻刻動蕩的海水呈現(xiàn)出時大、時小、時高、時低的動蕩方式，這種動蕩就為修建海水發(fā)電場的兩個基礎(chǔ)設(shè)施既海水通道墻和混凝土方墩造成如下困難:一是由于海水動蕩的沖擊力，沖刷力大，無論是采用在大海中現(xiàn)場模殼式澆灌辦法或是放置模塊的辦法修建海水通道和方墩都是不容易成功修建的，二是即使通道墻和方墩修建成功也是高成本的，因此，如何在時刻動蕩的海水中修建海水通道墻和方墩，就成為海水發(fā)電場的第三個技術(shù)要點。
[0029]怎么把海水通道墻和方墩能夠在時刻動蕩的海水中又快又容易又較低成本地修建成功呢這需要采用的辦法是:先預制一定體積的若干個段塊外殼，然后再把各個段塊外殼連接起來之后，又對各個段塊外殼內(nèi)空部分現(xiàn)場“澆灌”混凝土灰漿并且隨連接隨灌澆這樣的辦法，就能夠?qū)崿F(xiàn)質(zhì)量優(yōu)、成本低速度快地修建海水通道墻和方墩的目標。
[0030]如何又快又好又是低成本地修建海水通道墻和方墩的具體方法如下:(I)混凝土方墩的快速修建法:在陸地上以鋼筋混凝土為材料、預制若干個長是約12米、寬約是5米、高約是10米-20米的井形殼式段塊，其樣式如圖11，段塊成熟之后，就把段塊放置于應(yīng)放的海水通道中的位置(也就是海水發(fā)電設(shè)備的位置)，放好此空殼段塊之后，再把空殼的空部分立即“澆灌”水泥混凝土灰漿(是否放置鋼筋另定)，然后再一層一層地把空殼段塊放上去并隨放隨“灌澆”灰漿，直至達到方墩所要求的高度，也就是標準的方墩(安裝圓筒和發(fā)電機)高度。
[0031](2)海水通道墻的快速修建法:在陸地上以鋼筋混凝土為材料，預制若干個長是約14米、寬是約5-6米、高是約10-20米的井形殼式段塊其樣式如圖12，段塊成熟后，就把這些殼式段塊一塊一塊地按照要建的海水通道墻位置要求而放置在應(yīng)放的需延長的位置(延長樣式如圖13)，并一塊一塊延長至所要延長的通道長度，而并且是邊放置(延長)邊“灌澆”空殼段塊。當?shù)谝粚佣螇K放置成功并灌澆(灰漿)完畢之后，然后是再在第一層段塊上面(等于通道墻的部分墻體)一層一層地繼續(xù)放置空殼段塊并隨放置隨灌澆空殼段塊，直至放置到海水通道墻所要求的墻體高度，這就是一條海水通道墻修建成功了。
[0032]5實施建造海水動能發(fā)電場的前期準備暨選址工作
[0033]要建造一個海水動能發(fā)電場，無論是小型或是中型或是大型的，做好前期的準備工作或叫前期的水文勘察工作并取得資料，這對于發(fā)電場的成功建造和發(fā)電場發(fā)電效率是很重要的。如果場址選的不好，即使發(fā)電場建造成功，但它的發(fā)電效率會有很大差異。
[0034]建造一個海水動能發(fā)電場的前期選址需查清如下幾個水文資料:1、海底底面的平整度；2、海底底面的軟、硬度；3、海水水體的深淺度；4、海水深層水體的流動方向及強度；
5、海水淺層(海水潮汐)的流動方向及強度；6、海水全年的水溫度；7、海水發(fā)電場近域的風力強度(包括臺風)；8、海水發(fā)電場區(qū)域的地震、海嘯與火山因素；9、海水發(fā)電場的電力外輸?shù)?，這九項都要盡可能地符合海水發(fā)電場的環(huán)境質(zhì)量優(yōu)化和發(fā)電場效率的最大化。
[0035]6實施海水動能發(fā)電場的基本優(yōu)選方法
[0036]首先理清海水動能發(fā)電場的概況:一個海水發(fā)電場是由多個海水通道相鄰、相連而組成的一個整體發(fā)電場；而各個海水通道內(nèi)是布置若干個海水海水發(fā)電機設(shè)備的；而且這各個海水通道之間的水體流動是各自獨立的。海水通道各個相連的部分是其水體以上的通道墻與通道內(nèi)各個方墩之間連接。如果是大的發(fā)電場，要設(shè)立水主干道如圖10。
[0037]要建造一個海水動能發(fā)電場，下面的步驟是較好的優(yōu)選方法:
[0038](I)按照本說明書中有關(guān)實施建行海水動能發(fā)電場的前期選址工作的要求，查清9項水文資料之后，再根據(jù)其數(shù)據(jù)選出最優(yōu)的適合其所需的客觀條件。
[0039](2)無論建多少個發(fā)電場，首先排除地震、火山因素存在的場址。其次是排除臺風到境因素的場址，但如能有建高抗臺風的發(fā)電場設(shè)施、設(shè)備和技術(shù)，則也可在這種場地建發(fā)電場。但是，臺風臨境場地的海水動能(發(fā)電效率)和此海域的電能蘊含量是較高的，這樣才能獲得較大的效益。
[0040](3)根據(jù)海水動能越大其生產(chǎn)電力效能也越大的原理，在選擇好的海水發(fā)電場址時，除去地震、火山、臺風因素以外的場址也既是常規(guī)場址的選擇要求是:一要這個場址的深層海水有較大的流動性和淺層海水潮汐有較大的落差性；二要這些流動性和落差性要較大面積，也既是此海域的電能蘊含量較大。
[0041](4)建造一個發(fā)電場，確定海水通道的“走向”也是發(fā)電場發(fā)電效能的重要因素。
1、只有潮汐水動能的發(fā)電場的海水通道的走向是:從海岸邊直接向海洋深處的方向走去，如本書圖2所示，這也既是此類型海水通道墻的延長方向與潮汐涌潮方向是相同的。2、如果在既有深層海水(大洋環(huán)流)流動的海水走向又有海洋潮汐的涌潮走向，并且二者的水流走向有所不同，這時選擇所建海水通道的走向是:選擇與深層海水的水流方向相同。選擇這樣的通道走向，可能會對潮汐動能因走向有所改變而其發(fā)電效率有所降低，但其降低不是很大。
[0042](5)確定海水通道的“走向”后，下一步是確定海水通道的規(guī)格，也既是確定海水通道的寬度和長度。一個海水通道的規(guī)格，是決定一個海水通道發(fā)電效率的重要因素，而一個海水通道發(fā)電效率的最大化是由三個因素組成的:1、通道寬度因素；2、通道長度因素；3、通道內(nèi)單個發(fā)電設(shè)備數(shù)量因素。只有這三個因素都處在最佳狀態(tài)這個海水通道才能發(fā)揮出最大發(fā)電效率。這就要求:1、這個海水通道的寬度要與通道內(nèi)的海水流動速度相適合，其不能太寬也不能太窄。太寬了，通道墻體積少了，成本花錢少了，但是通道內(nèi)的海水直流性差，也就是通道內(nèi)的海水有旋渦式、波浪式、多向式傾向的流動性，這就不能達到其發(fā)電效率的最大化。通道寬度太窄了，海水通道墻體相應(yīng)較多，也既是墻體花錢成本較高，雖說太窄通道的海水直流性強，但從整體投資上講也不是效率的最大化。一個海水通道的最優(yōu)寬度是:海水在通道內(nèi)的流動必須是克服了旋渦式、波浪式、多向式流動方式而改變成基本的直流方式之后的最寬寬度，而這個最寬寬度的具體數(shù)據(jù)是根據(jù)通道現(xiàn)場的海水流動速度大小(海水沖擊力)來確定的。海水流動速度大，沖擊力也大，海水通道可寬些；海水流動速度小，海水通道可窄一些。2、一個海水通道的最優(yōu)長度選擇是:一要在已經(jīng)確定此通道寬度前提下確定其長度；二要依據(jù)此處點的海水流動速度確定長度，既流速快其通道可長些，流速慢其通道可短些；三要結(jié)合通道內(nèi)布置多少個發(fā)電機設(shè)備(見圖7)確定其長度，這也就是說，一個成熟的海水通道的裝機容量既不能太多也不能太少。裝機容量過多，各個單個發(fā)電設(shè)備所受水沖擊力的力度達不到應(yīng)有的力度，這就達不到發(fā)電效率的最大化，裝機容量太少，也達不到發(fā)電效率的最大化。總之，一個標準的發(fā)電效率最大化的海水通道是:在這個海水通道的寬度、長度和通道內(nèi)布置完各個單個發(fā)電機設(shè)備之后，此時通道內(nèi)海水流動開始對發(fā)電機設(shè)備做發(fā)電功能的時候，這時通道的水體流動，一是與大海中的水體流動保持同步；二是通道內(nèi)的水體流動的高潮期終結(jié)點和低潮終結(jié)點與大海中的這些終結(jié)點也是保持同步的。這也就是說，當大海中海潮處在高潮期流動及其終結(jié)時，海水通道內(nèi)的海水也是處在高潮期流動及其終結(jié)時；當大海中海潮處在低潮期流動及其終結(jié)時，海水通道中的海水也是處在低潮流動及其終結(jié)。這同時也是說，當大海中高海潮期或低海潮期已經(jīng)結(jié)束要轉(zhuǎn)向下一個海潮期時，如果此時海水通道內(nèi)的海水高潮期或低潮期出現(xiàn)還未完成或過早完成這樣的狀況，就必須減少或增加通道的長度，以實現(xiàn)一個海水通道的效率最大化的通道長度。
[0043](6)海水通道構(gòu)件的基本構(gòu)造、優(yōu)點和安裝。1、海水通道墻的構(gòu)造與優(yōu)點:海水通道墻如果用鋼筋混凝土制成，這是要花高成本的，但是它有幾個優(yōu)點，①能高抗大風浪帶來的破壞性，也是維持、保護發(fā)電場的高產(chǎn)電力和高發(fā)電率所必有的基本設(shè)施。②有較長的使用期(壽命長)；③如果墻基牢固性好，可為頂層配建其他設(shè)置(如農(nóng)田、住房)成為可能性打下基礎(chǔ)。2、海水通道內(nèi)的混凝土方墩的構(gòu)造與優(yōu)點?；炷练蕉帐前l(fā)電設(shè)備的一部分，也是海水通道設(shè)施的一部分。對它的要求是:一是要鋼筋混凝土構(gòu)成，二是要像橋墩那樣向水底下層適當延伸一些深度(兩端呈柱形下伸)以使其牢固。而水中部分和水上部分呈原長方形構(gòu)造見圖4這樣的方墩構(gòu)造也是高成本的，但是它也有幾個優(yōu)點:①高抗大風浪帶來的破壞性，也是維護、保護發(fā)電場高產(chǎn)電力和發(fā)電高效率的基礎(chǔ)設(shè)施；②有較長的使用期(壽命長)③可為頂層配建其他設(shè)置(如農(nóng)田)成為可能性打下基礎(chǔ)。3、圓筒的構(gòu)造與優(yōu)點。圓筒(見圖5)是海水通道中發(fā)電設(shè)備的一部分，對它的要求是:一是要鋼筋混凝土構(gòu)件或是鋼塑品構(gòu)件；二是其形狀可以是圓形的，也可以是子彈頭形的；三是筒子是單獨構(gòu)件并具有不進水的功能。這種圓筒的優(yōu)點是:①高抗大風浪帶來的破壞性②有抗海水腐蝕的功能。也有使用期長的功能③便于吊裝并與方墩捆綁組合(方墩上有預留的孔洞)便于筒內(nèi)電機的常規(guī)養(yǎng)護和維修。4、圓筒的較好安裝方法:先把圓筒所要裝配的若干個發(fā)電機全部安裝固定在筒子內(nèi)以后(發(fā)電機機翼暫不安裝，其是等以后在海水中安裝，也既是在發(fā)電場開始發(fā)電時安裝)，再用吊裝的辦法把筒子(含電機)吊起并與方墩捆綁在一起而組成一個完整的發(fā)電設(shè)備，既海水中的發(fā)電設(shè)備。5、發(fā)電機的最優(yōu)構(gòu)造:電極多、轉(zhuǎn)速慢、葉翼長及數(shù)量少，是實現(xiàn)一個海水發(fā)電機高效率的三個有效途徑，其具體數(shù)據(jù)(電極、轉(zhuǎn)速、葉翼)要根據(jù)發(fā)電場的水流速度而確定，既各個發(fā)電場(包括各個海水通道)的水流速度有較大差異時，其數(shù)據(jù)確定也有所不同，也就是要有幾種型號的發(fā)電機。
[0044](7)建造海水發(fā)電場的兩個基礎(chǔ)設(shè)施既海水通道墻和混凝土方墩的較好方法是:一是通道墻與方墩同時修建；二是一邊修建一邊連接，也就是通道墻在修建中，方墩也在修建中，并且是每個方墩在修建完成之后就立即與相應(yīng)的通道墻之間和各個方墩之間先進行初步的連接(指方墩頂部和通道墻的頂部)，等以后的時間(指方墩上的圓筒和發(fā)電機安裝完畢之后)再進行較大面積的覆蓋性連接。當然，如果沒有大面積的連接規(guī)劃，則是沒有這項連接。
[0045](8)海水的深淺對建發(fā)電場的影響。海水的深淺度能不能對發(fā)電場造成影響一個海域的海水無論深或淺，只要其流速達到發(fā)電所需的要求，都是能夠在這些海域建發(fā)電場的。這就是在海水流速達到發(fā)電要求的前提下，深度海水區(qū)域裝機容量相應(yīng)多些，淺度海水區(qū)域的裝機容量相應(yīng)少些。
[0046]以上8項就是實施海水動能發(fā)電場的基本優(yōu)先方法。
[0047]7海水通道式發(fā)電場發(fā)電技術(shù)的先進性
[0048]海水通道式發(fā)電場發(fā)電技術(shù)與目前各種潮汐攔水壩式發(fā)電技術(shù)相比，是有很大的先進性，在實際發(fā)電效果中也要高出很多倍。(I)現(xiàn)有的海水潮汐攔水壩式的發(fā)電技術(shù)要修攔水壩，這等于是間接利用潮汐能，而海水通道式發(fā)電技術(shù)是直接利用海水動能，并且包括兩種動能既大洋環(huán)流動能和潮汐動能，所以發(fā)電效率高。(2)現(xiàn)有的潮汐攔水壩式發(fā)電技術(shù)利用海水動能受到一定的地點限制，所以在海水能的利用上受限很大，而海水通道式發(fā)電技術(shù)在利用海水能上則受限很小，也就是只要有海水流動的地點(包括大洋環(huán)流流動和潮汐流動)，都可直接建發(fā)電場。(3)海水通道式發(fā)電場的建設(shè)成本從現(xiàn)場投資上說是高的，但是其產(chǎn)生的電能比相應(yīng)也是高的。再則，海水通道式發(fā)電場(已建成)從短時期看收益率好像是差的，但從長時期看其收益率是很高的。(4)從保護人類生存環(huán)境上講，利用海水通道發(fā)電技術(shù)多建發(fā)電場，去替代目前世界很多地點的火力發(fā)電、核動力發(fā)電(停止火力發(fā)電、核動力發(fā)電)是可行的，并可取得預期的效果——只要世界各地海水通道式發(fā)電場建設(shè)的數(shù)量多，最后是海水動能電就成了人類的生產(chǎn)用電和生活用電。(5)海水通道式發(fā)電場發(fā)電技術(shù)比現(xiàn)有的海水潮汐攔水壩發(fā)電技術(shù)具有先進性的最明顯的例子是:用海水通道式發(fā)電技術(shù)對現(xiàn)有的潮汐發(fā)電站進行改進，就使其發(fā)電量增加很多倍。
[0049]8橋柱式發(fā)電設(shè)備應(yīng)用于海水動能發(fā)電場中的優(yōu)勢性
[0050]這里所謂橋柱式發(fā)電設(shè)備，就是；1，先在陸地上用鋼筋混凝土預制一個直徑約是10米或15米和長度是50米，100米或200米等各種型號的圓筒，這個圓筒內(nèi)空部分的直徑可以是8米或者12米.這個圓筒的用處是要在圓筒內(nèi)安裝一個或四個在圓筒內(nèi)全長通的傳動軸，而圓筒體的四個方向既前、后、左、右要分別安裝若干個水動機(與長傳動機軸相對應(yīng))；而這些水動機機體安裝在圓筒內(nèi)，機翼是安裝在圓筒外也既是海水中，具體樣式如本說明書附圖7中右半部分的由多個水動機和總發(fā)動機所組成的這種樣式的發(fā)電機設(shè)備，在這里只不過是在圓筒的四個方向要安裝四個方向的水動機.因此，把這個圓筒當做一個發(fā)電設(shè)備安裝在海水中時，圓筒內(nèi)是不進海水的(圓筒制造技術(shù)上，用混動式制造技術(shù)制造的圓筒強度高、密封性亦優(yōu)良)，并且這個圓筒要預制相應(yīng)的要安裝若干個水輪機機軸的預留孔.2，當把預制的鋼筋混凝土圓筒制成后，再在圓筒上安裝相應(yīng)的若干個水動機及總發(fā)電機(總發(fā)電機可以是四個方向各一個或四個方向連成總的一個)之后，這也就是一個完整的橋柱式發(fā)電設(shè)備組裝成功.3，當一個完整的橋柱式發(fā)電設(shè)備組裝后，就可以隨便把它豎立、安裝在海洋的任何位置；當把若干個橋柱式發(fā)電設(shè)備安裝布置在一定的海域內(nèi)(裝機容量)之后，這個海域就成了一個完整的橋柱式海水動能發(fā)電場.當然，這個發(fā)電場中的各個橋柱式發(fā)電設(shè)備是不能獨立的，它的水上部分必須是由用鋼筋混凝土構(gòu)筑連接一起的，這樣才能使這個海水發(fā)電場具有高抗大風浪的能力.[0051]這樣的橋柱式海水發(fā)電設(shè)備或橋柱式發(fā)電場，其適合在有海水海潮的流動力較強的海域中實施，是比較能夠獲取較好的發(fā)電效能；這也就是說，這種橋柱式海水發(fā)電設(shè)備及發(fā)電場，不是象海水通道式發(fā)電場發(fā)電技術(shù)那樣，可以適合任何海域的海水動能發(fā)電場的建造，而它只適合一定條件的海區(qū).[0052]這種橋柱式發(fā)電設(shè)備及發(fā)電場，也是有其缺點的；水動機因海水流速經(jīng)常處在變化中其轉(zhuǎn)速也是處在經(jīng)常變化中；水動機轉(zhuǎn)速的經(jīng)常的變化又會使其產(chǎn)生的電流、電壓的不穩(wěn)定性，這就要求采取相應(yīng)的技術(shù)措施于以克服這種缺點，才能取得良好的發(fā)電效果.[0053]以上就是所謂的橋柱式海水發(fā)電設(shè)備及發(fā)電場.它的優(yōu)勢優(yōu)越性是；不修建攔水壩，不修建海水通道；其使用期也是很長的，其發(fā)電效率也是很高的.所以，如果把它布置在所需的海域中并實施工作，同時又克服了它的缺點和不利因素，就能獲得良好的發(fā)電效果.[0054]9海水通道內(nèi)的發(fā)電設(shè)備在陸地河流中應(yīng)用的通用性與優(yōu)勢性
[0055]海水通道內(nèi)使用的發(fā)電設(shè)備如圖7，如果在地球陸地河流上施用，也是具有通用性和優(yōu)勢性的.[0056]在海洋中建造海水動能發(fā)電場，需要人工修建海水通道和建造海水通道使用的發(fā)電設(shè)備，而這種用于海水通道內(nèi)使用的發(fā)電設(shè)備，是完全可以用于陸地河流上進行修建發(fā)電站的，并且在內(nèi)陸河流修建發(fā)電站是有優(yōu)點，優(yōu)勢的.[0057]地球大陸陸地的河流，無論小型的，中型的，大型的或特大型的，其河流的兩岸就是天然的水流通道(與海水通道的區(qū)別這里是淡水通道)，因此，把這種橋墩式發(fā)電設(shè)備(海水通道內(nèi)使用的發(fā)電設(shè)備在天然河流中使用時的稱謂)建造在河流中時，每個發(fā)電設(shè)備就是一個發(fā)電機組，而多個發(fā)電機組就組成一個發(fā)電站.使用這種橋墩式發(fā)電設(shè)備在陸地河流上修建發(fā)電站時，有三個優(yōu)點，優(yōu)勢:1.不修建攔水壩，直接在河流中修建、安裝多個橋墩式發(fā)電設(shè)備；2.無論是大河流或小河流都可直接修建這樣的橋墩式水力發(fā)電站，這也就是說無論一個村，一個鄉(xiāng)鎮(zhèn)，一個市縣，或一個省、州、邦，只要有河流，并且其河水流動具備發(fā)電的效能，都會輕易地、低成本地在這些地點修建微型的、小型的、中型的、大型的等等各種樣式的橋墩式水電站.有些地點甚至可以把發(fā)電用的橋墩同時也用作修建人、車通行的河橋橋墩，這也既是一個橋墩成為發(fā)電和通行(人車)兩用橋墩.3.使用橋墩式發(fā)電設(shè)備在陸地河流建成的發(fā)電站，有較長的使用期，也就是其壽命長.[0058]但是，在陸地河流建造橋墩式發(fā)電站，也有兩點不利因素:1.在河流中修建多個橋墩式發(fā)電設(shè)備，可能阻礙河道的泄洪能力，也是抬高河道的水位線，以至是否會因此造成當?shù)氐臐⒑訛暮Γ?.這種橋墩式發(fā)電站的發(fā)電效能較之攔水壩式發(fā)電站是較弱的，以及發(fā)電機發(fā)電時因河水流量多少的變化其發(fā)電量也會隨之變化，以及其電力輸送時其電壓也存在不穩(wěn)定因素.[0059]雖說在陸地河流中修建橋墩式水電站會有兩個弱點，但只要盡可能避減克服這兩個弱點，陸地河流的各類流水動能就會得到充分的開發(fā)和利用.[0060]10修建臺風減力橋在修建海水動能發(fā)電場中的重要性
[0061]如果世界各個臨海國家既有海岸線的國家，無論亞州的、美洲的、歐州的或非洲的等等，其海岸往往有臺風登陸的地點會是海洋水動能(電力能)最大，最強的地點，因此，人們認為有臺風危害嚴重地點的海水動能是無法利用于發(fā)電的.其實，在臺風登陸的相應(yīng)海域(弱勢臺風登陸海域)，如果可以進行可修建海水動能發(fā)電場，只要在海水動能發(fā)電場建成之后，再在發(fā)電場對應(yīng)臺風沖擊的方向修建一道臺風減力橋，就會使臺風危害海水發(fā)電場的程度減輕很多.這就是說在臺風登陸地點修建海水動能發(fā)電場，只要修建一條臺風減力橋(大小不同，其作用也不同)，就會把臺風危害減輕至50%，甚至更多.例如；臺風形成到岸海浪高度是5-10m，修了臺風減力橋之后，其海浪沖擊海水發(fā)電場的高度就會減緩為2-5m高的海浪。
[0062]所謂臺風減力橋就是:減輕臺風沖擊力的橋。它的構(gòu)造是:在海水動能發(fā)電場的臺風來臨的對應(yīng)方向及其長度，修建一條由多個長條型的橋墩組成的全橋橋墩，然后再把各個橋墩的水上部分用合適高度的橋面連接各個橋墩之后，這就是所謂臺風減力橋。這種臺風減力橋構(gòu)造的顯著特點是其橋面象航空母艦上的飛機起降甲板那樣，既是前部低，后部翹起；這樣，當大海浪向此橋沖擊時，海浪的沖擊力會被削弱很多。
[0063]所謂臺風減力橋，他的另一個主要作用是各橋墩中間的橋孔無論有無臺風，都是有海水在正常流動，并且這種橋孔中的流動基本上對海水發(fā)電設(shè)備的不利影響是較低的，它只是在臺風來臨時由于橋墩和橋面(沒有承重功能)阻擋臺風與風浪而降低了臺風浪沖擊力。
[0064]11在臺風登陸區(qū)域的海洋中修建海水發(fā)電場所使用的發(fā)電設(shè)備，需加裝變速裝置的必要性
[0065]如果在臺風登陸區(qū)域的海域中修建的海水動能發(fā)電場，此場區(qū)既使修建了高抗臺風沖擊力的臺風減力橋，既使這個海水發(fā)電場由于得到臺風減力橋的保護，是不會遭到臺風的損壞的。但是，這種區(qū)域的發(fā)電場在臺風作用時間其中的每個臺風時間都會對海水發(fā)電機的發(fā)電功能產(chǎn)生一定的負面作用.這個負面作用是；發(fā)電場在無臺風的常規(guī)時期，其場內(nèi)的發(fā)電機機翼或水輪機機翼都會處在常規(guī)的轉(zhuǎn)速中，而其所產(chǎn)生的電流電壓也是較穩(wěn)定數(shù)值；可是當臺風風浪作用于此發(fā)電場及其發(fā)電機或水輪機時，就會使這些發(fā)電機或水輪機的轉(zhuǎn)速迅速上升很多倍，而這些轉(zhuǎn)速的上升結(jié)果就是其產(chǎn)生的電流電壓也隨之上升；而其電流電壓過高上升就對其相應(yīng)的輸電線路，輸電設(shè)備可能產(chǎn)生較大的不利運行，甚至會對這些線路及設(shè)備產(chǎn)生損壞性.[0066]為了避減克服臺風風浪沖擊力對海水發(fā)電場中的發(fā)電機或水輪機造成的過大轉(zhuǎn)速而致其產(chǎn)生的電流、電壓可能對輸電線路、輸電設(shè)備產(chǎn)生的損壞，就可采用在發(fā)電機或水輪機上裝配一套裝置；而這套裝置的作用是能夠在臺風風浪沖擊發(fā)電機機翼或水輪機機翼時，這個裝置就可以迅速地將臺風風浪沖擊發(fā)電機機翼或水輪機機翼的作用縮小，而致這些機翼的轉(zhuǎn)速也隨之變慢，這也既是其發(fā)電機在臺風作用時間所產(chǎn)生的電流、電壓基本與無臺風時是持平或其輸電線路、輸電設(shè)備能夠承受其電流、電壓.[0067]這個減慢發(fā)電機機翼或水輪機機翼轉(zhuǎn)速裝置的基本構(gòu)造和安裝是；1，如果發(fā)電機機翼或水輪機翼是三個葉翼或兩個葉翼，可以把它制成是可以轉(zhuǎn)動方向的活動性葉翼(基部活動性)，而葉翼的基部可裝上適度的偏側(cè)的鋼彈簧，這個彈簧的作用是；在非臺風時期，其作用是能使葉翼受到海水沖擊力時能夠正常應(yīng)對受力的方向；而在臺風來臨發(fā)生作用時，由于葉翼受臺風風浪沖擊力增加，而此時葉翼受力會進一步加大，而這時如果設(shè)置的彈簧的承受力小于葉翼一側(cè)的承受力，這時葉翼一側(cè)(基部)的彈簧會被壓縮而致受力方向(海水沖擊力方向)發(fā)生變化既葉翼受力面積變窄而其轉(zhuǎn)速變慢.2，可在一個海水發(fā)電機設(shè)備的總發(fā)電機上裝配一個象汽車上的跑速檔位的裝置，這個裝置也有高速，中速，低速等檔位；這個裝置的作用是；發(fā)電機在無臺風時，其能使發(fā)電機轉(zhuǎn)速是正常的運轉(zhuǎn)速度；而在臺風作用時，其能使發(fā)電機轉(zhuǎn)速自動變速為中速或低速.這也就是這個裝置能使海水發(fā)電機在有臺風大力推動發(fā)電機時形成的過高轉(zhuǎn)速變成正常的運行轉(zhuǎn)速.[0068]以上就是在臺風登陸區(qū)域修建的海水動能發(fā)電場所使用的發(fā)電設(shè)備，需加裝變速裝置的必要性.【專利附圖】

【附圖說明】
[0069]I，圖1海水通道示意圖。
[0070]2，圖2海水通道中的海水只能從海水通道的一端流進或流出圖。
[0071]3，圖3兩條海水通道合并成一個海水通道之后中間又加了一道隔墻后成為一個雙向海水通道圖。
[0072]4，圖4海水發(fā)電設(shè)備的一個構(gòu)件圖。
[0073]5,圖5海水發(fā)電設(shè)備的一個構(gòu)件圖。
[0074]6，圖6發(fā)電機可以是兩種樣式的發(fā)電機，同時也是海水發(fā)電設(shè)備的一個構(gòu)件圖。
[0075]7，圖7方墩、圓筒和發(fā)電機組裝后的完整的單個海水發(fā)電設(shè)備圖。
[0076]8，圖8大海中的海潮處在高平潮期間其流動性很弱時，而此時通道內(nèi)的海水流動因還未與大海中的高平潮相持平還在較大速度地繼續(xù)流動(向內(nèi))圖。
[0077]9，圖9大海中的海潮處在低平潮期間其海水流動性很弱時,而此時通道內(nèi)的海水流動因還未與大海中的低平潮相持平還在較大速度地繼續(xù)流動(向外)圖。
[0078]10，圖10—個完整的帶有通水干道的發(fā)電場示意圖(未布置海水發(fā)電設(shè)備)圖。
[0079]11，圖11在陸地上用鋼筋混凝土材料預制的海水發(fā)電設(shè)備的一個構(gòu)件的部分段塊(標準的井字型方墩中的一個段塊外殼的樣式)橫截面示意圖。
[0080]12，圖12在陸地上用鋼筋混凝土材料預制的海水通道墻中的一個墻體段塊外殼的樣式橫截面示意圖。 [0081] 13，圖13兩塊預制的海水通道墻體段塊預制外殼進行連接樣式的橫截面示意圖。
【權(quán)利要求】
1.海洋環(huán)流水動能和海洋潮汐水動能發(fā)電場發(fā)電技術(shù)方案，其特征是；1在洋海中修建海水通道；2在海水通道內(nèi)安裝適合通道內(nèi)海水流動的發(fā)電機設(shè)備。
【文檔編號】E02B9/02GK103557110SQ201310544767
【公開日】2014年2月5日 申請日期:2013年11月7日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月7日
【發(fā)明者】冀三陽 申請人:冀三陽