本發(fā)明涉及水庫(kù)安全和排洪發(fā)電領(lǐng)域中的一種水利安全泄洪發(fā)電。

背景技術(shù)：

現(xiàn)在的水庫(kù)基本上都沒(méi)有泄洪閥，基本上都是采用溢流排洪，其方法是：在堤壩上開(kāi)設(shè)一個(gè)排洪道，或者，在堤壩上開(kāi)設(shè)一個(gè)泄洪孔。在堤壩上開(kāi)設(shè)排洪道，由于在堤壩上開(kāi)了排洪道，導(dǎo)致堤壩在洪水季節(jié)很容易被洪水沖垮。在堤壩上開(kāi)設(shè)泄洪孔，由于洪水中有漂浮物，導(dǎo)致洪水中的漂浮物堵塞了泄洪孔，繼而導(dǎo)致洪水翻越堤壩。同時(shí)，在堤壩上開(kāi)設(shè)排洪道和排洪孔在排洪時(shí)不能夠利用排洪的水的能量來(lái)發(fā)電。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明涉的目的是為了提供一種利用水庫(kù)在泄洪排水時(shí)的能量來(lái)發(fā)電的裝置及其方法。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所述的水利安全泄洪發(fā)電主要包括環(huán)形浮體、浮力腔、進(jìn)水孔、內(nèi)通管、出水孔、配合面、泄洪管、泄洪孔、基座、水輪機(jī)、發(fā)電機(jī)。

所述的基座的上面固定有泄洪管，在泄洪管的上面部分套裝有環(huán)形浮體，在泄洪管的中部或中下部分的管環(huán)面的側(cè)面有泄洪孔，泄洪孔處的泄洪管與預(yù)埋在堤壩中的排水發(fā)電管道通過(guò)硬管或軟管連接，排水發(fā)電管道與水輪機(jī)的進(jìn)水口連接，水輪機(jī)的出水口與安裝在堤壩底部的排水管道連接，排水管道的出水口伸出堤壩外；水輪機(jī)和發(fā)電機(jī)安裝在建造在堤壩內(nèi)的底部的發(fā)電倉(cāng)內(nèi)，水輪機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)軸與發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)軸連接。所述的環(huán)形浮體的配合面與泄洪管的上面部分的外表面配合而能夠在泄洪管的上面部分上滑動(dòng)，并能夠使環(huán)形浮體向上滑動(dòng)時(shí)打開(kāi)排洪發(fā)電通道、向下滑動(dòng)時(shí)關(guān)閉排洪發(fā)電通道；在環(huán)形浮體隨水位的升高而上浮時(shí)，在泄洪管上向上滑動(dòng)，繼而能夠打開(kāi)排洪發(fā)電通道；在環(huán)形浮體隨水位下降而在泄洪管上向下滑動(dòng)時(shí)，能夠關(guān)閉排洪發(fā)電通道。

所述的泄洪管是多通管道與固定凸緣的結(jié)合體；泄洪管的上面部分的外面是光滑的圓管形的外表面，光滑的圓管形的外表面與環(huán)形浮體的配合面配合；泄洪管的下端是向外凸出的固定凸緣，固定凸緣密封泄洪管的下面部分；泄洪管的豎向的管環(huán)面的側(cè)面有分支的管道，分支的管道的管孔是泄洪孔，分支的管道與預(yù)埋在堤壩中的排水發(fā)電管道通過(guò)硬管或軟管連接，泄洪孔與泄洪管的上端部的進(jìn)水口相通。

所述的環(huán)形浮體是圓環(huán)形的空腔體，環(huán)形浮體內(nèi)的空腔體是浮力腔，環(huán)形浮體的內(nèi)環(huán)面是配合面，配合面是光滑的圓環(huán)形的內(nèi)環(huán)面；在環(huán)形浮體的下面一面或外面的下面部分有進(jìn)水孔，在環(huán)形浮體的配合面的環(huán)形面上有出水孔，在進(jìn)水孔和出水口之間的浮力腔內(nèi)有內(nèi)通管連接進(jìn)水孔和出水孔，內(nèi)通管與進(jìn)水孔和出水孔相通；所述的浮力腔是產(chǎn)生浮力腔體，浮力腔產(chǎn)生的浮力能夠支撐環(huán)形浮體的重量、并能夠使環(huán)形浮體浮在水面上時(shí)水面在環(huán)形浮體的上端面至配合面上的出水孔之間。

所述的基座是建造在堤壩的蓄水的一面的內(nèi)部壩壁上固定泄洪管的下端部的底座，或者是建造在靠近堤壩的水庫(kù)內(nèi)的庫(kù)底的固定泄洪管的下端部的底座。

所述的發(fā)電倉(cāng)是建造在堤壩底部的內(nèi)部安裝發(fā)電機(jī)和水輪機(jī)的室內(nèi)空間，在發(fā)電倉(cāng)內(nèi)有與水輪機(jī)的進(jìn)水口連接的排洪發(fā)電管道的一部分和與水輪機(jī)的出水口連接的排洪管道的一部分。

所述的水輪機(jī)是將需要排泄的洪水的能量轉(zhuǎn)化為發(fā)電的動(dòng)力的轉(zhuǎn)化器。

建造時(shí)，將基座建造在在水庫(kù)底部或堤壩的內(nèi)壁上，將排洪發(fā)電管道預(yù)埋在堤壩的內(nèi)部，將排洪管道預(yù)埋在堤壩底部、排洪管道的出水口伸出堤壩外，將發(fā)電倉(cāng)建造在堤壩的底部的內(nèi)部，將水輪機(jī)和發(fā)電機(jī)安裝在發(fā)電倉(cāng)內(nèi)，水輪機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)軸與發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)軸連接；再將泄洪管的下端的凸出凸緣固定在基座上，再用硬管或軟管連接泄洪管表面的側(cè)面的分支管道的泄洪孔和排洪發(fā)電管道的一端，排洪發(fā)電管道的另一端與水輪機(jī)的進(jìn)水口連接，水輪機(jī)的出水口與排洪管道連接；最后，將環(huán)形浮體的配合面套裝在泄洪管的上面部分的光滑的圓管形的外表面。

水庫(kù)內(nèi)蓄水后，當(dāng)水庫(kù)中的水面低于設(shè)定的蓄水位時(shí)，環(huán)形浮體的配合面上的出水孔被泄洪管的上面部分遮擋而密封，斷開(kāi)了從進(jìn)水孔進(jìn)入泄洪管的排洪發(fā)電通道。當(dāng)水庫(kù)中的水面高于設(shè)定的蓄水位時(shí)，環(huán)形浮體上浮而在泄洪管的上面部分的光滑的圓管形的外表面上向上滑動(dòng)，隨著環(huán)形浮體的上浮，環(huán)形浮體的配合面上的出水孔露出泄洪管的上端的進(jìn)水口，水從進(jìn)水孔進(jìn)入內(nèi)通管后再經(jīng)過(guò)出水孔進(jìn)入泄洪管上端的進(jìn)水口，而后從泄洪管經(jīng)過(guò)泄洪孔進(jìn)入排洪發(fā)電管道將水送入水輪機(jī)中推動(dòng)水輪機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，水輪機(jī)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電，從水輪機(jī)中排出的水從排洪管道中排出水庫(kù)外。當(dāng)水庫(kù)中的水位隨著排洪發(fā)電通道的打開(kāi)而泄洪后，水位自然降低；水位降低后，環(huán)形浮體隨著隨著水位自然下降，當(dāng)水位達(dá)到設(shè)定的安全水位時(shí)，環(huán)形浮體的配合面上的出水孔隨著環(huán)形浮體的下降而低于泄洪管的上端；此時(shí)，環(huán)形浮體的配合面上的出水孔被泄洪管的上面部分遮擋而密封，斷開(kāi)了從進(jìn)水孔進(jìn)入泄洪管的排洪發(fā)電通道，水輪機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)、發(fā)電機(jī)停止發(fā)電。

一種水利安全泄洪發(fā)電的制造方法，其特征在于：

泄洪管制造成為多通管道與固定凸緣的結(jié)合體；泄洪管的上面部分的外面制造成為光滑的圓管形的外表面，光滑的圓管形的外表面與環(huán)形浮體的配合面配合；泄洪管的下端制造成為向外凸出的固定凸緣，固定凸緣密封泄洪管的下面部分；泄洪管的豎向的管環(huán)面的側(cè)面制造有分支的管道，分支的管道的管孔制造成為泄洪孔，分支的管道與預(yù)埋在堤壩中的排水發(fā)電管道通過(guò)硬管或軟管連接，泄洪孔與泄洪管的上端部的進(jìn)水口相通。

環(huán)形浮體制造成為圓環(huán)形的空腔體，環(huán)形浮體內(nèi)的空腔體制造成為浮力腔，環(huán)形浮體的內(nèi)環(huán)面制造成為配合面，配合面制造成為光滑的直管式的內(nèi)環(huán)面；在環(huán)形浮體的下面一面或外面的下面部分制造有進(jìn)水孔，在環(huán)形浮體的配合面的環(huán)形面上制造有出水孔，在進(jìn)水孔和出水口之間的浮力腔內(nèi)制造有內(nèi)通管連接進(jìn)水孔和出水孔，內(nèi)通管與進(jìn)水孔和出水孔相通。

基座制造成為建造在堤壩的蓄水的一面的內(nèi)部壩壁上固定泄洪管的下端部的底座，或者制造成為建造在靠近堤壩的水庫(kù)內(nèi)的庫(kù)底的固定泄洪管的下端部的底座。

所述的基座的上面固定有泄洪管，在泄洪管的上面部分套裝有環(huán)形浮體，在泄洪管的中部或中下部分的管環(huán)面的側(cè)面有泄洪孔，泄洪孔處的泄洪管與預(yù)埋在堤壩中的排水發(fā)電管道通過(guò)硬管或軟管連接，排水發(fā)電管道與水輪機(jī)的進(jìn)水口連接，水輪機(jī)的出水口與安裝在堤壩底部的排水管道連接，排水管道的出水口伸出堤壩外；水輪機(jī)和發(fā)電機(jī)安裝在建造在堤壩內(nèi)的底部的發(fā)電倉(cāng)內(nèi)，水輪機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)軸與發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)軸連接。

所述的環(huán)形浮體是打開(kāi)和關(guān)閉水利安全泄洪發(fā)電的排洪發(fā)電通道的滑動(dòng)開(kāi)關(guān)，利用環(huán)形浮體產(chǎn)生的浮力自動(dòng)打開(kāi)排洪發(fā)電通道、利用環(huán)形浮體的重力自動(dòng)關(guān)閉排洪發(fā)電通道。

所述的進(jìn)水孔和出水孔都低于正常蓄水的水面。

為了使洪水中半沉半浮的漂浮物不進(jìn)入進(jìn)水孔中堵塞環(huán)形浮體上的進(jìn)水通道，在環(huán)形浮體的進(jìn)水孔處固定有過(guò)濾網(wǎng)。

所述的水利安全泄洪發(fā)電在自動(dòng)排洪時(shí)不需要能源帶動(dòng)，既環(huán)保、又安全。

本發(fā)明水利安全泄洪發(fā)電的結(jié)構(gòu)緊湊合理、制造和使用方便，保護(hù)堤壩安全的能力強(qiáng)、自動(dòng)化程度高、排洪時(shí)發(fā)電的效果好，合理地利用了水庫(kù)排洪時(shí)的洪水的能量，在洪水低于警戒水位時(shí)自動(dòng)關(guān)閉排洪發(fā)電的開(kāi)關(guān)而保持水位。

附圖說(shuō)明

圖1是水利安全泄洪發(fā)電關(guān)閉時(shí)的剖視結(jié)構(gòu)的示意圖；

圖2是水利安全泄洪發(fā)電開(kāi)啟時(shí)的剖視結(jié)構(gòu)的示意圖。

圖中所示：環(huán)形浮體1、內(nèi)通管2、進(jìn)水孔3、出水孔4、配合面5、泄洪管6、泄洪孔7、基座8。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明水利安全泄洪發(fā)電主要包括環(huán)形浮體1、浮力腔、進(jìn)水孔3、內(nèi)通管2、出水孔4、配合面5、泄洪管6、泄洪孔7、基座8、水輪機(jī)、發(fā)電機(jī)。

所述的基座8的上面固定有泄洪管6，在泄洪管6的上面部分套裝有環(huán)形浮體1，在泄洪管6的中部或中下部分的管環(huán)面的側(cè)面有泄洪孔7，泄洪孔7處的泄洪管6與預(yù)埋在堤壩中的排水發(fā)電管道通過(guò)硬管或軟管連接，排水發(fā)電管道與水輪機(jī)的進(jìn)水口連接，水輪機(jī)的出水口與安裝在堤壩底部的排水管道連接，排水管道的出水口伸出堤壩外；水輪機(jī)和發(fā)電機(jī)安裝在建造在堤壩內(nèi)的底部的發(fā)電倉(cāng)內(nèi)，水輪機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)軸與發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)軸連接。所述的環(huán)形浮體1的配合面5與泄洪管6的上面部分的外表面配合而能夠在泄洪管6的上面部分上滑動(dòng)，并能夠使環(huán)形浮體向上滑動(dòng)時(shí)打開(kāi)排洪發(fā)電通道、向下滑動(dòng)時(shí)關(guān)閉排洪發(fā)電通道；在環(huán)形浮體1隨水位的升高而上浮時(shí)，在泄洪管6上向上滑動(dòng)，繼而能夠打開(kāi)排洪發(fā)電通道；在環(huán)形浮體1隨水位下降而在泄洪管6上向下滑動(dòng)時(shí)，能夠關(guān)閉排洪發(fā)電通道。

泄洪管6制造成為多通管道與固定凸緣的結(jié)合體；泄洪管6的上面部分的外面制造成為光滑的圓管形的外表面，光滑的圓管形的外表面與環(huán)形浮體1的配合面5配合；泄洪管6的下端制造成為向外凸出的固定凸緣，固定凸緣密封泄洪管6的下面部分；泄洪管6的豎向的管環(huán)面的側(cè)面制造有分支的管道，分支的管道的管孔制造成為泄洪孔，分支的管道與預(yù)埋在堤壩中的排水發(fā)電管道通過(guò)硬管或軟管連接，泄洪孔與泄洪管6的上端部的進(jìn)水口相通。

環(huán)形浮體1制造成為圓環(huán)形的空腔體，環(huán)形浮體1內(nèi)的空腔體制造成為浮力腔，環(huán)形浮體1的內(nèi)環(huán)面制造成為配合面5，配合面5制造成為光滑的直管式的內(nèi)環(huán)面；在環(huán)形浮體1的下面一面或外面的下面部分制造有進(jìn)水孔3，在環(huán)形浮體1的配合面5的環(huán)形面上制造有出水孔4，在進(jìn)水孔3和出水口之間的浮力腔內(nèi)制造有內(nèi)通管2連接進(jìn)水孔3和出水孔4，內(nèi)通管2與進(jìn)水孔3和出水孔4相通。

基座8制造成為建造在堤壩的蓄水的一面的內(nèi)部壩壁上固定泄洪管6的下端部的底座，或者制造成為建造在靠近堤壩的水庫(kù)內(nèi)的庫(kù)底的固定泄洪管6的下端部的底座。

所述的發(fā)電倉(cāng)是建造在堤壩底部的內(nèi)部安裝發(fā)電機(jī)和水輪機(jī)的室內(nèi)空間，在發(fā)電倉(cāng)內(nèi)有與水輪機(jī)的進(jìn)水口連接的排洪發(fā)電管道的一部分和與水輪機(jī)的出水口連接的排洪管道的一部分。

所述的水輪機(jī)是將需要排泄的洪水的能量轉(zhuǎn)化為發(fā)電的動(dòng)力的轉(zhuǎn)化器。

建造時(shí)，將基座建造在在水庫(kù)底部或堤壩的內(nèi)壁上，將排洪發(fā)電管道預(yù)埋在堤壩的內(nèi)部，將排洪管道預(yù)埋在堤壩底部、排洪管道的出水口伸出堤壩外，將發(fā)電倉(cāng)建造在堤壩的底部的內(nèi)部，將水輪機(jī)和發(fā)電機(jī)安裝在發(fā)電倉(cāng)內(nèi)，水輪機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)軸與發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)軸連接；再將泄洪管6的下端的凸出凸緣固定在基座8上，再用硬管或軟管連接泄洪管6表面的側(cè)面的分支管道的泄洪孔7和排洪發(fā)電管道的一端，排洪發(fā)電管道的另一端與水輪機(jī)的進(jìn)水口連接，水輪機(jī)的出水口與排洪管道連接；最后，將環(huán)形浮體1的配合面5套裝在泄洪管6的上面部分的光滑的圓管形的外表面。

水庫(kù)內(nèi)蓄水后，當(dāng)水庫(kù)中的水面低于設(shè)定的蓄水位時(shí)，環(huán)形浮體1的配合面5上的出水孔4被泄洪管6的上面部分遮擋而密封，斷開(kāi)了從進(jìn)水孔3進(jìn)入泄洪管6的排洪發(fā)電通道。當(dāng)水庫(kù)中的水面高于設(shè)定的蓄水位時(shí)，環(huán)形浮體1上浮而在泄洪管6的上面部分的光滑的圓管形的外表面上向上滑動(dòng)，隨著環(huán)形浮體1的上浮，環(huán)形浮體1的配合面5上的出水孔4露出泄洪管6的上端的進(jìn)水口，水從進(jìn)水孔3進(jìn)入內(nèi)通管2后再經(jīng)過(guò)出水孔4進(jìn)入泄洪管6上端的進(jìn)水口，而后從泄洪管6經(jīng)過(guò)泄洪孔7進(jìn)入排洪發(fā)電管道將水送入水輪機(jī)中推動(dòng)水輪機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，水輪機(jī)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電，從水輪機(jī)中排出的水從排洪管道中排出水庫(kù)外。當(dāng)水庫(kù)中的水位隨著排洪發(fā)電通道的打開(kāi)而泄洪后，水位自然降低；水位降低后，環(huán)形浮體1隨著隨著水位自然下降，當(dāng)水位達(dá)到設(shè)定的安全水位時(shí)，環(huán)形浮體1的配合面5上的出水孔4隨著環(huán)形浮體1的下降而低于泄洪管6的上端；此時(shí)，環(huán)形浮體1的配合面5上的出水孔4被泄洪管6的上面部分遮擋而密封，斷開(kāi)了從進(jìn)水孔3進(jìn)入泄洪管6的排洪發(fā)電通道，水輪機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)、發(fā)電機(jī)停止發(fā)電。