專利名稱:水平式無壩流水沖擊發(fā)電站的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種采用溪流、江河、海洋自然流水能量進(jìn)行水力發(fā)電的設(shè)施。 技術(shù)背景
目前，全世界運(yùn)用水力發(fā)電的機(jī)組，無論功率大少，都是采用高位水壩蓄水(注 本文高位水壩是指壩高超過河流深度三分之一或以上，對(duì)河道泄洪水流有較大影響的攔水壩)，將水集中，然后在水壩的低位處安裝水輪發(fā)電機(jī)組，引導(dǎo)水流利用水能發(fā)電；在現(xiàn)有與水力發(fā)電有關(guān)的教科書、資料、雜志、書刊當(dāng)中，打開看其中的內(nèi)容，幾乎也全部是講的水壩式發(fā)電。放眼世界，能夠生產(chǎn)水力發(fā)電機(jī)組的廠家生產(chǎn)出來的產(chǎn)品，也全部都是清一色水壩式發(fā)電機(jī)組。水壩式發(fā)電方式也成了目前世人水電的唯一選擇。大家都知道，水壩式發(fā)電機(jī)組有水位要求，一般來說2米以下的水位基本上已無法實(shí)施發(fā)電，所以，要建壩式電站首要的前提就是必須要筑一道較高的水壩建一座水庫，而筑壩第一個(gè)必須考慮問題是選址； 也眾所周知，江河道上是不能隨意筑高壩，許多江河地段是不能建高壩地段，就算是有條件筑高壩的地方，也不是說筑壩就筑壩，一旦筑高壩，在筑高壩的江河上游就會(huì)出現(xiàn)水庫，要考慮許多問題，如水庫投資規(guī)模及回收時(shí)效、地質(zhì)地貌結(jié)構(gòu)、上游來水來沙、庫區(qū)蓄水淹沒
面積、庫區(qū)內(nèi)人員安置、動(dòng)植生態(tài)環(huán)境......等等；所以人們現(xiàn)在建每一個(gè)電站時(shí)都要經(jīng)
過反復(fù)仔細(xì)考慮、評(píng)估、論證才能決定，而在這些決定當(dāng)中，也就把一些認(rèn)為條件不夠好或還不成熟的電站選址又被擱置一邊或否定，使許多地方在發(fā)展經(jīng)濟(jì)過程中或多或少留下遺憾。而海洋由于水面寬廣，雖說海洋水流有潮起潮落并且也在流動(dòng)，但人們目前還只是在使用壩式機(jī)組極少數(shù)利用潮起潮落的水位差，并沒有大范圍去利用那些有規(guī)律而又大量流動(dòng)的海水。隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，電力的需求是越來越大，而目前的壩式水力發(fā)電由于存在一定的弊端及局限性，所以發(fā)展受到諸多的制約，因此對(duì)傳統(tǒng)的火電也越辦越多、越辦越大， 對(duì)地球的污染也越來越重！造成現(xiàn)代人類都在不斷承受人類自已制造的、越來越嚴(yán)重的污染災(zāi)害??！而放眼地球上大大小小的江河海洋水面上，雖說江河上已有了一些壩式電站，但還是有許多地段因不能建水庫而沒有利用；大家也只是空對(duì)白白流去的水流。一些學(xué)者也對(duì)此也只能發(fā)出感慨“江河滔滔年復(fù)年，資源空流誰人憐”，“江河滾滾向東流，流的都是煤
和油”.......水流具有巨大的能量是一個(gè)眾所周知的事，雖說近二百年來人類已開始利用
江河修水庫發(fā)電，為人類作出了不可否認(rèn)貢獻(xiàn)，但江河上還是留下許多因各種原因不能建高壩修水庫的地段而讓水流白白自上而下流過，特別是大江大河的下游，水流量大，而江河二岸土地肥沃，又是人們居住生產(chǎn)生活的理想場(chǎng)所，人口密集，不能去建高壩修水庫，水流基本上任其流淌。而寬闊的海洋除了作船舶航行之外，基本上是空而無用！ 一些海上小島由于沒有辦法建壩式電站，面對(duì)強(qiáng)大的洋流只是望洋興嘆，要用電大多數(shù)還得使用柴油機(jī)作動(dòng)力來發(fā)電，即制造噪聲又污染空氣；雖說目前的風(fēng)電發(fā)展較快，但風(fēng)資源的不穩(wěn)定目前卻又讓人們無能為力。而海洋水流目前人們還沒有什么好方法去發(fā)電，只能是望而卻步。

發(fā)明內(nèi)容
[0003]為了解決水壩式發(fā)電站造成的不足，本發(fā)明“水平式無壩流水沖擊發(fā)電站(簡(jiǎn)稱 無壩電站，本文以下內(nèi)容中使用簡(jiǎn)稱)”采用低壩或無壩模式，避免了建高壩成水庫帶來的諸多問題。而且由于它可以無壩模式運(yùn)行，所以能夠在各種有動(dòng)能的水流中廣泛應(yīng)用，包括溪流、江河、海洋。為人們提供了又一種新的水力發(fā)電選擇，彌補(bǔ)了世界水電史上又一項(xiàng)空白。同時(shí)也為將來的水電愛好者提供了一個(gè)全新水電、力學(xué)研究課題。在江河上建該發(fā)電站基本上不受江河地域、地質(zhì)地貌結(jié)構(gòu)限制，除了已建有水庫地段這種非常特殊原因不能建站外，其它江河溪流只要有流水的任何地段都可以裝機(jī)開設(shè)電站；而且河段電站的設(shè)置可根據(jù)河流落差情況進(jìn)行短距離、連續(xù)階梯式設(shè)置，形成流域段無壩電站群，也方便電站管理及配套設(shè)施的建設(shè)。在海洋中只要掌握準(zhǔn)確的水文資料，按照海洋水流方向規(guī)律也可以建設(shè)一些海洋電站。由于建該方式電站方便，只要水流中還存在能量，無論是江河水流中的勢(shì)能還是洋流中的動(dòng)能，也無論流量大小，只要根據(jù)能量大小選擇及設(shè)計(jì)制造機(jī)組，就可以在溪流、江河、海洋中建設(shè)電站，因此有望將大大小小的溪流、江河中的絕大部分水能轉(zhuǎn)化為電能。
二是一旦建站，可以改善建站江河段的河床，通過系列化提岸配套工程建設(shè)，可以穩(wěn)固二岸提防護(hù)坡，防止因水流造成的塌岸現(xiàn)象，提高或加強(qiáng)該江河段的防洪能力，起到一勞永逸、造福子孫后代；同時(shí)通過社會(huì)力量辦電治水，徹底解決人們望河興嘆、無錢治理江河和現(xiàn)在只由政府一方投資治水而且沒有直接的經(jīng)濟(jì)效益回報(bào)尷尬局面，有望打開許多想投資水電的大中小各類投資人方便之門。同時(shí)建站河段還可以因建電站而使二岸交通道路連接，方便二岸人們的交流、出行，有利當(dāng)?shù)丶涌旖?jīng)濟(jì)的發(fā)展；這一點(diǎn)對(duì)海島的人們來說更是一個(gè)大好的消息；因?yàn)楹u與陸地因水而隔有許多不便，有了電站的渠道墩墻基礎(chǔ)，再架設(shè)橋梁就變得非常容易。同時(shí)該電站的誕生也為今后國(guó)家或地方將橋梁建設(shè)、電站、江河海峽治理進(jìn)行綜合計(jì)劃建設(shè)打下良好的基礎(chǔ)，起到一舉多能之功效。
三是建一座無壩電站投資少、見效快；因?yàn)椴恢邏?，也就沒有因筑高壩上游成水庫造成的儲(chǔ)多開支，基礎(chǔ)工程也無需象筑高壩一樣要較大的投入；更不需考慮令人頭痛的移民等問題。一般的江河地段建電站當(dāng)年投資年內(nèi)即可發(fā)電，象長(zhǎng)江這樣較大流量的江上建站保守的估計(jì)也不會(huì)超過三年。而海洋中雖說可以隨處建站，但由于目前的技術(shù)還只能在淺海中進(jìn)行，而且海洋電站投資相對(duì)較大，由于施工不便等因素成本可能也會(huì)較高，建設(shè)時(shí)間也相對(duì)會(huì)較長(zhǎng)。還要指出的是建立該電站會(huì)對(duì)江河海洋中的船舶運(yùn)輸造成一定的影響(因?yàn)橐加媒雍Ｑ笏?；而運(yùn)用該發(fā)電站模式最值得稱贊的點(diǎn)是只要流動(dòng)的水有能量存在，就可以發(fā)出電能，水流量越大發(fā)電量也越大，以目前已掌握的核技術(shù)基本上可以說是在所有存在能量的溪流江河水域都能建站發(fā)電，其具推廣應(yīng)用價(jià)值。整個(gè)發(fā)電機(jī)組雖建在江河溪流上，但不懼洪水，只怕沒水，因?yàn)檎麄€(gè)發(fā)電機(jī)組的機(jī)電部件都是安裝在船上或高于最高水面以上的固定平臺(tái)上。高于最高水面以上的平臺(tái)是不用當(dāng)心水的，而船是一種隨水漲船高、水落船低的物體，所以也不用當(dāng)心洪水淹沒發(fā)電機(jī)問題，反過來江河洪水由于水流增加還會(huì)有助發(fā)電機(jī)組發(fā)揮最大發(fā)電功能；對(duì)海洋無壩電站而言，由于沒有水位不定的洪水威脅，可以不使用船舶，只要按最大漲潮水位設(shè)計(jì)固定平臺(tái)即可保證電站在固定位置正常運(yùn)行。而且由于江河海洋中的水流在短時(shí)內(nèi)相對(duì)來說都會(huì)比較穩(wěn)定，就算漲水退水也是一個(gè)穩(wěn)步的過程，所以發(fā)出的電流不會(huì)象風(fēng)電一樣造成電力不穩(wěn)定。如果該電站運(yùn)行時(shí)配上自動(dòng)化控制，還可以做到無人值守，這樣更經(jīng)濟(jì)實(shí)用。[0006]四是該電站是屬于水力發(fā)電的一種，沒有污染產(chǎn)生和碳排放，也沒有壩式電站建高壩造成的所有負(fù)面因素出現(xiàn)，是一種順其自然、應(yīng)用自然的環(huán)保型電站；同時(shí)，由于有上述的幾項(xiàng)功能和效果，在電力需求高漲的現(xiàn)代社會(huì)，雖然每個(gè)電站單機(jī)不能產(chǎn)生像壩式發(fā)電機(jī)每臺(tái)高達(dá)幾十萬千瓦的電能，但可以通過在江河上短距離建梯級(jí)站用數(shù)量彌補(bǔ)這項(xiàng)不足，如果將一個(gè)水庫壩式電站發(fā)電相比，在所占用河流的落差相等的情況下，總發(fā)電量應(yīng)該比壩式電站不會(huì)少，只是該電站由于沒有儲(chǔ)水調(diào)洪功能，在保水調(diào)洪等功能方面就不如壩式電站。而海洋上，目前壩式機(jī)組除了利用潮汐落差發(fā)電外，對(duì)洋流根本沒辦法利用；但該電站不但可以利用潮汐發(fā)電，而且還可以利用洋流發(fā)電，為沿海一帶經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)未來開發(fā)海洋水電創(chuàng)造了一個(gè)極好的技術(shù)條件。不論如何，相信在不遠(yuǎn)的將來，到無壩電站遍地開花之時(shí)，大大小小的江河溪流及海洋上無壩電站機(jī)組所發(fā)出的電能一定能替代目前大部分易造成污染的燃料發(fā)電站，而減少燃料消耗、降低或減輕污染排放這個(gè)社會(huì)老大難問題，將水電發(fā)楊光大而成為今后發(fā)電業(yè)的主流。
本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是
一、運(yùn)用水渠的原理，建造電站發(fā)電用的水渠式基礎(chǔ)工程(包括在溪流、江河、海洋)，利用護(hù)坡端或水流中的墩墻端使溪流、江河電站用的船舶有了一個(gè)可以依靠、定位的點(diǎn)；而護(hù)坡頂部或水流中的墩墻頂部也使處在水面發(fā)電機(jī)組電流輸出線路有了一個(gè)安全合理的出口平臺(tái)；同時(shí)水渠式河床也使液體狀態(tài)的水流在遇到機(jī)組水輪阻擋時(shí)，水流不能分散，只能按人的意志把水能集中傳向水輪。而海洋中的墩墻頂端使機(jī)電設(shè)備在水面上有了一個(gè)固定的工作平臺(tái)。
二、應(yīng)用閘門技術(shù)將水流集中到一個(gè)或多個(gè)用于發(fā)電的主水渠中；在江河溪流中應(yīng)用間門一是可以不筑壩依靠間門將水聚集，在聚集的同時(shí)提高機(jī)組上游水位形成落差。 當(dāng)然大部分江河段都有條件應(yīng)用低壩技術(shù)，也可以低壩與間門結(jié)合，形成更高的水流落差， 使上游河道形成一個(gè)微型水庫，提高電站對(duì)該段河流水能利用，增大發(fā)電量。二是當(dāng)洪水來臨時(shí)，每上漲到一定高度可以打開其中一個(gè)水渠閘門以保持河道正常下泄水流及發(fā)電需要，直到各渠道閘門完全打開，使洪水暢順下泄；當(dāng)退水時(shí)，每退到一定的位置關(guān)閉其中一個(gè)水渠閘門以控制河道正常水流下泄及發(fā)電需要；直到各泄洪渠道閘門完全關(guān)閉，河流恢復(fù)正常徑流狀態(tài)。三是閘門可以在機(jī)組正常徑流需要停機(jī)時(shí)關(guān)閉渠道水流完成該機(jī)組停機(jī)作業(yè)。
三、運(yùn)用水力浮力的原理，在水輪上下游方，制造一個(gè)“H”特型船舶平臺(tái)，在水輪另一方，按水渠寬度或臺(tái)階槽位制造一個(gè)四方型的船舶平臺(tái)，形成一組單輪機(jī)組。也可以在第一個(gè)水輪上游方，制造一個(gè)“H”特型船舶平臺(tái)，按水渠寬度及臺(tái)階槽位制造一個(gè)四方型的船舶平臺(tái)安放在二個(gè)水輪中間，再在在第二個(gè)水輪下游方制造一個(gè)“H”特型船舶平臺(tái)，形成一組雙輪機(jī)組。船舶采用多個(gè)小船或浮箱組成，船舶長(zhǎng)度、寬度可根據(jù)具體情況進(jìn)行設(shè)計(jì)；各船舶平臺(tái)使用連接支架進(jìn)行連接，連接支架小型機(jī)可以側(cè)面連接，也可以中間拱形連接，大中型機(jī)中間位必需要拱連；相應(yīng)的機(jī)電設(shè)施就安裝在連接架或船舶框架平臺(tái)上；這樣使發(fā)電機(jī)械部分在水面就有了一個(gè)能運(yùn)轉(zhuǎn)的基礎(chǔ)工作臺(tái)。但船舶技術(shù)只是對(duì)江河溪流無壩電站應(yīng)用，對(duì)海洋無壩電站卻無需應(yīng)用；因?yàn)榇凹夹g(shù)只是針對(duì)解決水位不定的洪水而設(shè)計(jì)，而海洋沒有這個(gè)問題。
四、運(yùn)用橋墩及臺(tái)階技術(shù)原理，在坡墻或墩墻的迎、背水端前，按水輪設(shè)計(jì)高度及前后船舶水位要求建造若干承載墩；或根據(jù)機(jī)組需要，在有了承載墩的同時(shí)，再在坡墻或墩墻的中間墻上，同樣按水輪設(shè)計(jì)高度開設(shè)若干個(gè)“ Π，，型垂直水面的缺口作承載臺(tái)階，使船舶及基礎(chǔ)工作臺(tái)在正常徑流時(shí)全部的重力由承載墩和臺(tái)階承擔(dān)，與水面形成懸空狀；當(dāng)洪水上漲到高于承載墩或臺(tái)階時(shí)，此時(shí)基礎(chǔ)工作平臺(tái)重力由船舶承擔(dān)，通過船舶的浮力由水將工作臺(tái)重力傳遞到大地，水漲船高，水退回位，這樣始終確保水輪與水流接觸，可以源源不斷將能量傳給發(fā)電機(jī)，讓發(fā)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)發(fā)電。但海洋無壩電站無需另建承載墩，因?yàn)樗皇褂么?、?dǎo)軌導(dǎo)輪等技術(shù)，也不作上下運(yùn)作，所有機(jī)電設(shè)備它是固定在墩墻頂端及運(yùn)行。
五、運(yùn)用鐵路導(dǎo)軌定位定向技術(shù)原理，在護(hù)坡端及河流中的墩墻端迎水端或迎背水二端安裝與水面垂直的軌道；也可以根據(jù)機(jī)組大小需要，在墩墻中間段增加“ Π ”型缺口位安裝軌道。安裝導(dǎo)軌的作用一是給船舶這個(gè)基礎(chǔ)工作臺(tái)在作上下運(yùn)行時(shí)進(jìn)行精準(zhǔn)的導(dǎo)向和定位，配合導(dǎo)輪技術(shù)，使水輪只能按人的意志在水渠內(nèi)穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)；二是調(diào)整坡墻因建筑過程中可能出現(xiàn)的垂直度誤差，讓水輪及船舶基礎(chǔ)工作臺(tái)能有一條保持直線上下運(yùn)行的通道；三是保護(hù)坡墻或墩墻的二個(gè)端面，使船舶基礎(chǔ)工作臺(tái)在運(yùn)行時(shí)不與坡墩端面直接接觸， 同時(shí)也方便今后進(jìn)行維修更換。但海洋無壩電站無需使用此技術(shù)。
六、運(yùn)用鐵路車輛四輪導(dǎo)向技術(shù)原理，在與導(dǎo)軌接觸的各個(gè)端點(diǎn)上，各安裝一套有導(dǎo)向園輪的行走機(jī)構(gòu)，并將此機(jī)構(gòu)固定在連接支架與“H”型船舶平臺(tái)連接交匯處，形成對(duì)船舶基礎(chǔ)工作臺(tái)和水輪的定位，在洪水時(shí)起上下運(yùn)動(dòng)導(dǎo)向作用。海洋無壩電站不用此項(xiàng)技術(shù)。
七、運(yùn)用傳統(tǒng)的水車原理及杠桿原理建造水輪；對(duì)溪流、小河用的小機(jī)型直接采用傳統(tǒng)的水輪以軸傳輸力的方式帶動(dòng)發(fā)電機(jī)工作，將水能轉(zhuǎn)換成電能。而對(duì)一些大江大河及海洋用的較長(zhǎng)或較大的水輪，由于重量及水輪受力較大的原因，主軸有可能難以承受水輪的重量及水流給水輪帶來的沖擊合力，所以采用在水輪外圈嵌入園輪及外圈齒輪的方式， 并把整個(gè)外圈園輪、外圈齒輪(或外圈鏈條輪)與水車輪融為一體，借助托架與外圈園輪來分擔(dān)水輪重量及沖擊力；改變傳統(tǒng)的齒輪軸傳動(dòng)方式中齒輪軸端的傳動(dòng)力與齒輪齒端傳動(dòng)力相等的結(jié)構(gòu)狀態(tài)；使水輪經(jīng)齒輪傳出能量力時(shí)，水車外圈齒輪齒端承受傳動(dòng)力最大，而水輪軸端受傳動(dòng)力最小，做到水車不經(jīng)軸傳動(dòng)方式直接將能量力傳出給機(jī)電設(shè)施，把水流能量轉(zhuǎn)換成電能。
八、運(yùn)用混凝土絞絆運(yùn)輸車托架原理，建造較長(zhǎng)較大機(jī)型水輪托架，并使托架與基礎(chǔ)工作臺(tái)相連，或托架不與工作臺(tái)相連，或在水底做成一個(gè)固定的“U”型體，具體大小和使用托架數(shù)量可根據(jù)水輪設(shè)計(jì)。這樣，托架即可以承載水輪因又長(zhǎng)又大而使主軸無法承擔(dān)的重量和水流的沖擊力，又能保證機(jī)組正常穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)。還能保證水輪在水流漲落各種水位情況下都能與水、機(jī)電設(shè)備保持正常偶合將水力傳輸給發(fā)電機(jī)。但小型機(jī)使用軸傳輸力時(shí)無需使用此項(xiàng)技術(shù)。因?yàn)樾⌒蜋C(jī)只要將主軸、骨架等設(shè)計(jì)能承受水輪重力及水流沖擊力的結(jié)構(gòu)即可達(dá)到機(jī)組安全發(fā)電目的。
九、運(yùn)用傳統(tǒng)的橋梁構(gòu)造、鏈輪應(yīng)用、天車式起重、軟梯、導(dǎo)槽等技術(shù)，并將這些技術(shù)融為一體而對(duì)電源輸出導(dǎo)線進(jìn)行引導(dǎo)，將發(fā)出的電能安全正常輸出。海洋型電站或采用頂端固定平臺(tái)技術(shù)的無需使用此項(xiàng)技術(shù)，因?yàn)楹Ｑ笮碗娬净蝽敹斯潭ㄆ脚_(tái)電站的水輪及發(fā)電機(jī)組是在一個(gè)固定基座平臺(tái)上，平臺(tái)本身可以架設(shè)線路及配套設(shè)施直接將電從發(fā)電機(jī)組輸出。
同時(shí)還使用其它技術(shù)和原理，如水面固定平臺(tái)(包知溪流、江河最高洪水位及海洋最高潮水位)、吊車、液壓、帶球形圈的軸承、變速箱、離合器、變壓器、配電柜、輸電送電、 船閘......等這些與之配套的現(xiàn)代通用機(jī)械、電力、水利方面技術(shù)和 原理，本說明書就不
再一一說明。
本發(fā)明的有益效果是可以在有流水的地方不受地質(zhì)結(jié)構(gòu)限制、以不建高壩或不筑壩的方式方便人們建立水力發(fā)電站，保護(hù)當(dāng)?shù)氐乃?水指溪流、河流或洋流，地指土地、河床、海島)自然地理環(huán)境，在建站的同時(shí)改善或加強(qiáng)建站點(diǎn)防洪、防水土流失能力； 并以結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)當(dāng)、投資少、見效快、經(jīng)濟(jì)、環(huán)保的形式，將大大小小的水能資源轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔芄┤藗內(nèi)粘Ｉa(chǎn)生活使用，緩解當(dāng)今能源危機(jī)；為人類提供又一種水力發(fā)電機(jī)組選擇和研究科題，為大眾化辦水電提供了一個(gè)優(yōu)良的事業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)。為國(guó)家或地方將橋梁建設(shè)、電站、 江河海峽治理進(jìn)行綜合計(jì)劃建設(shè)起到一舉多能之功效。而且由于建設(shè)該電站需要大量的鋼材、水泥等建筑材料，大范圍應(yīng)用時(shí)還可以帶動(dòng)鋼鐵、建材、機(jī)械加工、電子電器、工程建
設(shè)......等多個(gè)行業(yè)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展；而水電一旦變成電力行業(yè)的主力時(shí)，也為今后的機(jī)電行
業(yè)發(fā)展創(chuàng)造了必要的電力保證條件。
具體實(shí)施方式
小型機(jī)無壩電站(如示圖1)
一、選一溪流或小河流地段，并在此地段的主河槽中建造三條或三條以上能抵御該河段最大洪水及抵抗整個(gè)電站發(fā)電船體所帶來沖擊力的一段長(zhǎng)度相等、二端并齊的水渠式鋼筋水泥結(jié)構(gòu)的墩墻(如示圖5、圖6、圖7)，使溪流或河面形成二條或多條水渠式河道； 渠道的寬度根據(jù)河水徑流量及使用發(fā)電渠道數(shù)量來決定，一般使用其中的一條或多條為發(fā)電用渠道，其它位置作為攔水間門，以便提高水位形成高落差來增大水流對(duì)水輪的沖擊力增加發(fā)電量；攔水間門的高度和寬度可根據(jù)具體情況設(shè)計(jì)，有條件的地方也可以以低壩的方式將水聚集，留一條或多條渠道開口用于發(fā)電，另設(shè)計(jì)一條或多條低于發(fā)電渠道口的渠道或孔道用于排泄砂石。在用于發(fā)電用的渠道墩墻的前端，按水輪要求高度建多個(gè)同高的承載墩，與墩墻形成一種“L”狀的臺(tái)階；根據(jù)機(jī)組需要，可在墩墻的中間墻上，開設(shè)若干個(gè) “ Π，，垂直水面的缺口作承載臺(tái)階，“ Π，，狀承載臺(tái)階不夠用時(shí)可在渠尾端加建承載墩，承載墩與“Π”狀承載臺(tái)階形成一個(gè)電站機(jī)組最低工作面，在一般徑流情況下無需調(diào)節(jié)任何設(shè)備即承載了船舶工作平臺(tái)重量，又不影響電站水輪機(jī)工作。這樣筑成電站的基礎(chǔ)工程。墩墻可根據(jù)河道的具體情況，盡可能利用河流外彎道的高坡筑頂端受力橫梁[如示圖7(e)]，這樣可提高墩墻的抗拒力，減少墩墻的長(zhǎng)度。如果有必要，也可以不使用承重墩和臺(tái)階，將船舶平臺(tái)放在水面上，再在機(jī)組平臺(tái)上增設(shè)一套提升機(jī)構(gòu)隨水流深度變換而變更機(jī)組平臺(tái)高度及水輪入水深度。如果頂端需要架橋，可以根據(jù)需要適當(dāng)將墩墻寬度、長(zhǎng)度、高度數(shù)據(jù)增加即可。水渠墩墻的基礎(chǔ)建設(shè)可參照和使用現(xiàn)代橋梁建墩的各種方法，也可以以使用本人發(fā)明的集開溝、推進(jìn)、澆注水泥于一體的筑壩機(jī)；對(duì)一些松軟地基也可以先打入一些深樁， 再在深樁地上做壩墩基礎(chǔ)工程，具體可根據(jù)實(shí)際情況決定。
二、在坡墩墻的上下游二端或之間一處，設(shè)計(jì)安裝閘門，閘門的高度一般按河流的徑流量及上游河流段能儲(chǔ)存水量高度來設(shè)計(jì)安裝，太高一是成本大，二是對(duì)無壩電站沒有太大的作用，因?yàn)闊o壩電站不畜水，大多是在無法修壩式電站的地段建站，只需將水流集中能有一定的落差用于發(fā)電即可，一般以河流正常的徑流量約2至3倍左右水深高度來定閘門高度，這樣即有了落差滿足了發(fā)電的需要，又不會(huì)影響河道行洪及二岸環(huán)境。有條件的河段閘門當(dāng)然越高越好，因?yàn)樘岣呗洳钍翘岣邫C(jī)組發(fā)電量最佳選擇；但必須是在不影響二岸的前提下。閘門的樣式一般情況下采用舌瓣閘門較方便，不用發(fā)電的渠道安裝在渠尾或渠中間段都可；發(fā)電用渠道安裝在渠首。如果有采用低壩，閘門則安裝在壩頂[如示圖2(b)] 或渠道墩墻二側(cè)作一字排開。如果采用低壩，不發(fā)電渠道也可以不使用閘門，具體可根據(jù)實(shí)際情況決定。閘門采用液壓缸頂推方式來開關(guān)渠道(如示圖19)。因?yàn)榘l(fā)生洪水時(shí)河床中無法去人操作，這樣可以在岸上操作控制開關(guān)閘門；閘門預(yù)留索拉機(jī)構(gòu)以備萬一液壓損壞時(shí)用；閘門的高寬度一般按河流徑流量及渠道寬度來設(shè)計(jì)，可由多個(gè)閘門組成一條渠道閘門， 也可以將一條渠道做一個(gè)閘門；渠首預(yù)留疊梁閘或平閘基礎(chǔ)以備急用或供維修時(shí)使用；小型無壩電站機(jī)組渠道一般不使用人字式閘門，人字式閘門主要是用于通航河道作通航閘， 高度及大小可根據(jù)具體情況和要求定，在正常徑流情況下使用，在洪水期，當(dāng)閘門全部開放時(shí)通航閘同樣打開進(jìn)行泄洪，河道此時(shí)進(jìn)入原始狀態(tài)，如果沒有筑低壩，船舶可以直航通過電站河段；如果電站有引用低壩，人字式閘門就需要設(shè)計(jì)較高一些才能滿足船閘需要。如果是水位落差較大的小河溪流，也可以在電站上游不遠(yuǎn)處就開始修建一條聚水式的渠道槽溝至電站水輪位置，這樣即可以聚水，又不需要使用多條渠道，便可形成電站所需的水流及能量。而溪流小河中其它位置如果沒有必要，可以讓它保持自然狀態(tài)，即可在小溪主流槽溝中建成電站發(fā)電且成本又低，又不失溪流本身的泄洪排水功能。不過在一些條件許可的小河或溪流也可以建永久性較低的聚水堰壩，這樣也是一個(gè)較好的選擇，只是建了低壩就需要按水壩原理建下游消能池，否則洪水過壩時(shí)有可能將壩下游地基淘空而造成壩基沖垮而使電站損壞。
三、在坡墻迎、背水端面臺(tái)階位置以上部位分別裝上垂直于水面的導(dǎo)軌，調(diào)整坡墻因建筑過程中可能出現(xiàn)的誤差和保護(hù)坡墻端在基礎(chǔ)工作臺(tái)上下運(yùn)動(dòng)時(shí)不受損，同時(shí)對(duì)基礎(chǔ)工作臺(tái)及水輪進(jìn)行精準(zhǔn)定位，使水輪能在渠道內(nèi)穩(wěn)定運(yùn)行，避免水輪在作園周運(yùn)動(dòng)時(shí)左右搖擺損壞護(hù)坡墻或墩墻壁面，同時(shí)也方便安裝調(diào)試及維修(如示圖9)。在船舶基礎(chǔ)工作平臺(tái)的“H”型端與坡墻導(dǎo)向軌接觸點(diǎn)(迎背水二端)位置安裝一個(gè)導(dǎo)輪(如示圖10)或一套好像火車輪四輪定位一樣導(dǎo)輪機(jī)構(gòu)(如示圖20)，使整個(gè)平臺(tái)在水流的沖擊及浮力下，不能左右前后移動(dòng)、只能隨船舶在水漲水落時(shí)由導(dǎo)輪引導(dǎo)沿軌道作上下運(yùn)動(dòng)，使發(fā)電平臺(tái)在水漲水落時(shí)形成一種象電梯一樣的物體。
四、制造一條或由多條小船(或浮箱)組成的比渠道要寬的“H”型框架基礎(chǔ)平臺(tái)船舶(如示圖10)，安裝在上游端，“H”型框架的開口端口與渠道同寬，將開口對(duì)準(zhǔn)渠道迎水端口，再將導(dǎo)輪機(jī)構(gòu)安裝在開口端上，與導(dǎo)軌位對(duì)準(zhǔn)，然后安放在坡墩墻上游端前的承載墩上；再制造一條或由多條小船(或浮箱)組成的四方船舶平臺(tái)，安放在渠道二坡墩墻中間開設(shè)的臺(tái)階或承載墩上；上、下游二船之間安裝水輪；中間由連接架在不影響水輪運(yùn)轉(zhuǎn)的情況下將二個(gè)船體連成整體形成一個(gè)機(jī)械工作平臺(tái)；連接架是起到將前后船舶連接并承擔(dān)支撐水輪重量及作用力，規(guī)格尺寸要求具體按水輪尺寸定，一般較小的機(jī)型可以采用墩墻外側(cè)連接，也可以采用中間拱型連接，較大一些機(jī)型中間必須要采用拱形連接；前后船舶平臺(tái)主要是在洪水情況下，讓平臺(tái)始終都保持在水面并使水輪與水流接觸運(yùn)轉(zhuǎn)；船舶平臺(tái)由多個(gè)小船(或浮箱)組成是為了方便維修及更換，船舶平臺(tái)一般情況下承載能力要求至少要超過整個(gè)平臺(tái)全部重量及所受沖擊力之合的2倍以上。一條“H”船，中間為水輪，一條四方船，通過連接架組合，這樣就形成一個(gè)單水輪機(jī)組。單水輪機(jī)組的水輪可以裝在渠首，也可以裝在渠尾，可根據(jù)具體情況設(shè)計(jì)。如果再在四方船舶平臺(tái)的另一方渠道口處再安裝一個(gè)水輪和另一條 “H”型框架基礎(chǔ)平臺(tái)船舶，再配套相應(yīng)的承載及受力墩墻，就形成一個(gè)雙水輪機(jī)組。使用雙水輪時(shí)可以根據(jù)具體情況使用或不使上下游一端或二端“H”型船，具體如何設(shè)計(jì)，可根據(jù)實(shí)際情況，目的是只要更方便機(jī)組在各種情況下建站發(fā)電即可。
五、按設(shè)計(jì)發(fā)電用渠道徑流水深2倍以上的園輪半徑設(shè)計(jì)制造以軸傳輸力的傳統(tǒng)型的水輪，小型機(jī)水輪加工制作相對(duì)比較容易，沒有什么高精度要求，只要按徑流量設(shè)計(jì)一條長(zhǎng)度合適的主軸并加工好，按設(shè)計(jì)寬度加工好漿葉及骨架，總裝時(shí)將骨架及漿葉焊接在轉(zhuǎn)輪或主軸上，但漿葉無需每個(gè)葉片都連接在主軸上，可以根據(jù)水輪大小每間隔一個(gè)或幾個(gè)葉片連接一片漿葉到主軸，末連接主軸的漿葉可根據(jù)具體的位置設(shè)計(jì)從外圈向主軸的長(zhǎng)度焊接在骨架上；同時(shí)焊接一些連接骨架，并保持整個(gè)水輪外園、寬度尺寸、垂直度、受力結(jié)構(gòu)即可，然后將水輪漿葉的二邊(或二端)密封，水輪即成。水輪二端密封的作用主要是充分利用水流，保證已流經(jīng)水輪的水不從二邊(或二端)流出而浪費(fèi)水資源。小型機(jī)水輪工廠或現(xiàn)場(chǎng)都可以完成制作，只是由于水輪直徑一般都會(huì)較大，考慮到運(yùn)輸問題最好是現(xiàn)場(chǎng)制造和總裝。
六、發(fā)電機(jī)如果是采用主軸傳輸動(dòng)力的裝在連接架上，設(shè)計(jì)在水輪主軸左右二端均可，同時(shí)根據(jù)具體的發(fā)電機(jī)型設(shè)計(jì)齒輪、電機(jī)基架、配電箱、電器等配套件；如果是采用嵌入外圈齒輪(或外圈鏈條輪)不經(jīng)主軸傳輸動(dòng)力方式的，發(fā)電機(jī)則裝在上下游的船平臺(tái)或中間連接架上，相應(yīng)配套件同時(shí)也按此傳輸方式改變；傳輸動(dòng)力方式可選用，但小型機(jī)一般采用主軸傳輸動(dòng)力方式較簡(jiǎn)便些。小型機(jī)一般可以使用電纜作為電力輸出，是否需要使用收縮機(jī)構(gòu)可以根據(jù)具體情況來設(shè)計(jì)。發(fā)出的電能，可以根據(jù)具體情況進(jìn)行配電輸送。
七、其它現(xiàn)代通用機(jī)電配套設(shè)施、配套工程和設(shè)施，則根據(jù)具體情況和需要進(jìn)行設(shè)計(jì)制作，在此本說明書就不再一一說明。
大中型無壩電站
大中型機(jī)基本原理和制作與小型機(jī)大致是一樣，只是由于大中型機(jī)的尺寸會(huì)比小型機(jī)大，水輪設(shè)計(jì)也會(huì)較大較長(zhǎng)，如果再依靠主軸傳輸動(dòng)力，由于力量增大，水輪主軸、骨架會(huì)要求設(shè)計(jì)制作相當(dāng)粗壯，才能滿足主軸與漿葉不會(huì)扭曲和變形；但任何物體，當(dāng)長(zhǎng)度達(dá)到一定值時(shí)由于重力或外力沖擊的原因，自身的重量和外力合力會(huì)造成中間部位出現(xiàn)彎曲現(xiàn)象；水輪也不例外，一旦彎曲，中間的漿葉就會(huì)被擠壓變形，如果想不使它變形，也必須提高承載能力，這樣一來，整個(gè)機(jī)組重量就會(huì)變得更加沉重。重量增加其它各部件變形的因素也會(huì)因增加，這樣就必須將其他各部件的承載力也增加，形成一種惡性循環(huán)，不利電站各零部件設(shè)計(jì)制作。而各部件承載力增加也會(huì)造成成本就會(huì)增加，自身消耗能量也會(huì)增加。再說主軸傳輸動(dòng)力還有一個(gè)就是發(fā)電機(jī)的安裝問題，江河水流量越大，設(shè)計(jì)水位越高，發(fā)電機(jī)功率及重量相對(duì)也會(huì)加大；軸傳輸動(dòng)力只能在水輪的二端可以裝變速裝置和發(fā)電機(jī)，水輪及發(fā)電機(jī)組的重量和受力全部集中在二端，造成各部件受力極不平衡，水輪、船舶平臺(tái)、軸承座等部件長(zhǎng)時(shí)間在這種不平衡的條件下工作，各結(jié)構(gòu)件很容易造成疲勞而使一些部件扭曲變形而損壞。如果江河水流量較大，而電站水位設(shè)計(jì)又較高，單靠二端的軸承有可能無法承受，軸承一旦損壞，水輪也就無法正常運(yùn)作，發(fā)電也就無法進(jìn)行。由于有這些因素存在，因此，大中型機(jī)水輪不能按完全按主軸傳輸動(dòng)力的傳統(tǒng)思路來設(shè)計(jì)，這也就使無壩電站大小型機(jī)水輪設(shè)計(jì)制作形成明顯的不同。大中型機(jī)水輪一旦二端負(fù)荷過大，就需要采用在水輪外圈嵌入園輪及外圈齒輪(或外圈鏈條輪)的方式，并把整個(gè)外圈園輪、外圈齒輪(或外圈鏈條輪)與水車輪融為一體(如示圖11)；外圈園輪和外圈齒輪(或外圈鏈條輪)嵌入的圈數(shù)可根據(jù)具體的水輪大小和長(zhǎng)度來定；外圈園輪的作用是配合托架，在水輪的中間位置各相應(yīng)位置分擔(dān)整個(gè)水輪重量；外圈齒輪(或外圈鏈條輪)的作用是將動(dòng)力不需要經(jīng)主軸， 直接將水輪的動(dòng)力從各相應(yīng)位置均勻地分散傳輸出來，這樣就不需要將水輪主軸、骨架、漿葉等部件設(shè)計(jì)制作粗壯；因?yàn)檎麄€(gè)水輪結(jié)構(gòu)在傳輸動(dòng)力時(shí)外圈承受力最大，而外圈本身就是園輪和齒輪設(shè)計(jì)，所以承受能力也較強(qiáng)，而且整個(gè)水輪無論是承載力還是傳輸力都是分散的，不像主軸傳輸力那樣將力全部集中到主軸，所以水輪的主軸、骨架結(jié)構(gòu)、二端軸承等部件都可以輕裝上陣。
大中型機(jī)與小型機(jī)另一個(gè)不同是采用托架；由于水輪較長(zhǎng)較大，造成重量較重，單靠主軸的二端已無法支撐整個(gè)水輪的重量和作用力；就算二端能支撐，水輪達(dá)到一定長(zhǎng)度時(shí)，中間段自然就會(huì)產(chǎn)生彎曲，所以對(duì)大中型水輪在設(shè)計(jì)時(shí)要采用中間有外圈園輪，目的就是用于與托架配套來承擔(dān)水輪的重量和作用力。托架可以根據(jù)具體情況設(shè)計(jì)，中型可以考慮以底部不連接方式，大型設(shè)計(jì)成鏈條型或固定座的“U”型(如示圖16)，托架使用多少組及托架上采用滾輪數(shù)量及大小可根據(jù)水輪具體情況配套設(shè)計(jì)制作；整個(gè)托架與船舶上的基礎(chǔ)工作平臺(tái)連接，這樣水輪的重量和作用力就通過托架均勻分散到了基礎(chǔ)平臺(tái)，就算水輪又大又長(zhǎng)，只要將托架的承受能力設(shè)計(jì)達(dá)到大于水輪所產(chǎn)生力時(shí)，水輪就可以一直保持安全穩(wěn)定運(yùn)行，而且托架的滾輪也比主軸軸承座方便維護(hù)。
大中型機(jī)與小型機(jī)第三個(gè)不同是電力輸出；大中型機(jī)同于發(fā)電量較大，電壓也可能較高，一般的小電纜線已不能滿足需要，因此要在機(jī)組固定墩墻間(或坡墻間)頂端，按設(shè)計(jì)尺寸要求架設(shè)輸電梁(或橫梁、或突出的橫梁)；如果電站頂端本身有帶交通用的橋梁設(shè)計(jì)，則直接利用橋梁底部或側(cè)部。在梁中安裝一套鏈輪，在鏈輪間裝二條軟梯導(dǎo)槽；將做好絕緣保護(hù)的發(fā)電機(jī)輸出電源線，固定在二條鋼絲繩中間用絕緣物組成的軟梯架中，軟梯架橫架二端裝有或部分裝有小輪，將小輪置于導(dǎo)槽中，并將電源線的長(zhǎng)度弱大于或等于軟梯間隔長(zhǎng)度，使電源線重力大部分由軟梯鋼絲承擔(dān)，而電源線一端接入發(fā)電輸出柜；在梁的另一端將軟梯的一端固定在另一鏈輪的前上方，電源線的另一端就從此固定點(diǎn)開始接入地面輸電網(wǎng)；用一組鋼絲繩組成一個(gè)環(huán)形的牽引軟梯，根據(jù)梁與船的高度在軟梯上確定一個(gè)高位點(diǎn)，把軟梯定位點(diǎn)與牽引軟梯一個(gè)點(diǎn)固定連接起來，運(yùn)用傳統(tǒng)天車式起重機(jī)伸張收縮電源線技術(shù)方式，使鏈輪轉(zhuǎn)動(dòng)牽引軟梯左右移動(dòng)連接位置，讓頂梁裝有發(fā)電輸出線的軟梯成“S”型彎曲收縮伸張，且不會(huì)破壞電源線又能讓電流正常安全輸送；也可以在頂端安裝銅排，在頂端環(huán)形梯上或移動(dòng)裝置上安裝接觸刷，同樣可以起到將電流正常安全輸送。在坡墻離壁面一定距離的墻壁上安裝軟梯導(dǎo)軌，將軟梯小輪放置導(dǎo)軌中，通過鏈輪引導(dǎo)軟梯及電源線上下移動(dòng)，而不使電源線損壞，達(dá)到保護(hù)輸電線和在電站水漲船高、水落船低時(shí)安全將電能傳輸出去(如圖17)。
大中型機(jī)與小型機(jī)第四個(gè)不同是機(jī)組基礎(chǔ)工作平臺(tái)要與船舶框架要設(shè)計(jì)成二個(gè)平臺(tái)(如示圖2)，正常徑流情況下是重疊的，關(guān)停機(jī)組時(shí)可以使用閘門將水流關(guān)閉；當(dāng)發(fā)生較大洪水時(shí)，閘門已泡在水里沒有用處，如果此時(shí)需要停機(jī)，就必須要將基礎(chǔ)工作平臺(tái)連同水輪提升起來，使水輪脫離水流，達(dá)到停機(jī)目的。[0032]以上是溪流、江河型無壩電站的實(shí)施方式，如果在建電站的同時(shí)還要在電站的墩墻頂端加建橋梁，可以根據(jù)橋梁的實(shí)際大小和結(jié)構(gòu)需要，適當(dāng)調(diào)整墩墻的寬度、高度、長(zhǎng)度， 滿足橋梁功能的需要即可。對(duì)電站而言，不但無害，反而會(huì)使電站墩墻基礎(chǔ)更牢固；而橋梁的重量反過來也會(huì)增加了電站墩墻的抗擊力。
海洋型(或頂端固定平臺(tái)型)無壩電站(如示圖3)
海洋型無壩電站由于水流較深，一般都是采用大型機(jī)組結(jié)構(gòu)，但對(duì)一些較淺的地方也不排除采用中小型機(jī)結(jié)構(gòu)。海洋由于沒有江河中高度不定的洪水問題，因此，海洋無壩電站無需使用船舶技術(shù)，只需順著水流的方向建多條且長(zhǎng)度大于水輪、高度大于最大潮水位的墩墻形成電站用的渠道基礎(chǔ)；再在墩墻的頂端建一個(gè)平臺(tái)，將機(jī)組水輪等機(jī)電設(shè)備固定安裝在頂端平臺(tái)，這樣就可以達(dá)到發(fā)電目的。由于它的機(jī)組是固定在頂端，因此承擔(dān)重量和作用力的托架可以將部分或全部以固定的方式建在海底，形成一個(gè)“U”形水輪運(yùn)轉(zhuǎn)基礎(chǔ)工程，這樣整個(gè)電站最重的水輪的重量就直接由海底地面來承擔(dān)，墩頂平臺(tái)只需承受其它部件，各受力結(jié)構(gòu)相對(duì)比江河同樣大小的機(jī)組而言就可以設(shè)計(jì)輕便一些。同時(shí)，海洋無壩電站固定的運(yùn)行方式也無需上下活動(dòng)的船舶及電力輸出裝置和技術(shù)，這也會(huì)使每千瓦建造成本相對(duì)比江河采用船舶機(jī)型在這方面降低一些。因此，如果溪流、江河最高洪水水位與平時(shí)徑流水位相差不是太大，且河流條件較好，就算突發(fā)最大洪水也不會(huì)造成電站損壞時(shí)(如河流流經(jīng)開闊地帶，一旦水位超過河岸時(shí)，有可能從傍邊其它地方下泄洪水)，像此類地帶無論機(jī)組大小也可以使用這種固定的頂端平臺(tái)結(jié)構(gòu)。對(duì)一些溪流小河所用的小型或微型機(jī)組，由于水流量不大，就算水輪是溪流小河深度的一倍或幾倍，它的直徑也不會(huì)很大，主軸及二端軸承座基本上都可以設(shè)計(jì)承受，這樣的電站也就無需使用船舶、導(dǎo)輪導(dǎo)軌、托架分承結(jié)構(gòu)等，完全采用古代已使用過的技術(shù)、方法、模式，建立小型或微型頂端固定平臺(tái)電站。而江河使用的大中型機(jī)組也可以在水底設(shè)計(jì)這種固定的“U”形托架。雖說此種“U”形結(jié)構(gòu)其它方面會(huì)節(jié)省，但由于是按最大洪水位設(shè)計(jì)電站，水輪往往會(huì)要求與采用船舶型水輪設(shè)計(jì)要大，水輪制造成本也可能相對(duì)會(huì)較高些；而且閘門也要考慮設(shè)計(jì)較高。只不過此型電站渠道閘門可以整體設(shè)計(jì)，也可采用分段上、中、下三段或從下往上多段設(shè)計(jì)人字閘門，以方便在不同水位時(shí)關(guān)閉河道渠道水流使機(jī)組停機(jī)。
海洋型無壩電站如果在頂端加建橋梁，可設(shè)計(jì)在水輪的前后二方，這樣即可以不影響水輪運(yùn)轉(zhuǎn)，又可以使平臺(tái)變成橋梁，還可以在建橋梁的同時(shí)依靠橋梁的結(jié)構(gòu)建成機(jī)組機(jī)電工作平臺(tái)和保護(hù)房屋，一舉多得。
雖說無壩電站有大、中、小、海洋型(或頂端固定平臺(tái)型)機(jī)種之分，但這只是為了便于區(qū)分機(jī)組的一個(gè)說法，并非完全指定是一定要用于某個(gè)水域。對(duì)建站的水域應(yīng)用那一種機(jī)型還是要根據(jù)具體情況去選擇決定，沒有必要照搬，可以靈活性選用上述方法或機(jī)型中其中的一種，也可以將上述多種方法或機(jī)型綜合考慮應(yīng)用其中的二種或多種。當(dāng)然，本發(fā)明說明書也只是一個(gè)簡(jiǎn)短的說明，主要只是針對(duì)解決一些目前不能建高壩的溪流、江河及無法建壩的海洋水流發(fā)電問題的大體方法或構(gòu)思，具體的設(shè)計(jì)、加工、建造安裝可能還有許細(xì)節(jié)和多實(shí)際問題需要去解決，還有待我們?nèi)ミM(jìn)一步去摸索探討。對(duì)水力發(fā)電而言，如同本人發(fā)現(xiàn)上述的方法一樣，說不定還有比上述更好的方法，有待以后那些對(duì)水電事業(yè)關(guān)心的人去研究發(fā)現(xiàn)。


附圖編號(hào)標(biāo)示
1.岸坡墻2.船舶平臺(tái)方框架 3.發(fā)電機(jī)組平臺(tái)方框架
4.發(fā)電機(jī)組平臺(tái)框架上下導(dǎo)向輪5.四方船6.水面線或最高潮水線
7.河床底或修筑的河床(或海)底8.承重輪及軸承座 9.水輪
10. “H”型船11.水流指示12.發(fā)電機(jī)平臺(tái)升降液壓裝置及活動(dòng)支架
13.發(fā)電機(jī)14.變速箱15.帶球形軸承座
16. “H”形船導(dǎo)輪17.坡墻上導(dǎo)軌18.水流中墩墻
19.橫梁20.坡墻支架21.線架導(dǎo)向槽
22.鏈輪23.電源輸出架24.電源線絕緣軟梯架
25發(fā)電機(jī)電流輸出柜26.水輪外園園輪圈 27.水輪外園齒輪圈
28.承重架29.受力墩30.低水位機(jī)架墩
圖1所示為在水流量較少的河流無壩電站發(fā)電基本原理結(jié)構(gòu)示意圖。
圖1所示工作原理由11所示水流經(jīng)過該江河段，水流的推力推動(dòng)9轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng) 13轉(zhuǎn)動(dòng)發(fā)電。當(dāng)河流水漲水落時(shí)，由16引導(dǎo)整個(gè)電站船體沿17上下移動(dòng)，最高可移動(dòng)至1 頂部，最低降至30頂端；在一般水流量情況下，電站船體都處于30頂端位置，5、10懸空與6 不接觸，只有9的外園接近7但不與7接觸，并在水流推動(dòng)下工作。
圖1 (a)所示為小型整體式無壩電站結(jié)構(gòu)部件示意圖。
圖1(b)所示為在落差較大情況下小型整體式無壩電站結(jié)構(gòu)示意圖。注意的是象此類小型機(jī)用的渠道可以是墩墻式，可以是開挖的溝渠式，也可以是挖溝與墩墻二者的結(jié)合式；具體采用那一種形式可根據(jù)具體情況設(shè)計(jì)。
圖2所示為在水流量較大的河流無壩電站發(fā)電基本原理結(jié)構(gòu)示意圖。
如附圖2所示工作原理由11所示水流經(jīng)過該江河段，水流的推力推動(dòng)9轉(zhuǎn)動(dòng)，經(jīng) 14進(jìn)行變速再帶動(dòng)13發(fā)電。當(dāng)江河水漲水落時(shí)，由16引導(dǎo)整個(gè)電站船體沿17上下移動(dòng)， 最高可移動(dòng)至1頂部，當(dāng)水降到9與7快要接觸時(shí)，由12引導(dǎo)3在2內(nèi)上下移動(dòng)，并最高可將3提高至5位之上。
但圖2所示的機(jī)型如采用30，則最低也只能降至30頂端，在一般水流量情況下，電站船體也是處于30頂端位置，5、10懸空與6不接觸，只有9的外園接近7但不與7接觸，并在水流推動(dòng)下作旋轉(zhuǎn)工作運(yùn)動(dòng)。當(dāng)6高于30頂端時(shí)，電站機(jī)組在5及10的作用下隨6高漲低落。
圖2(a)所示為水流較大河流無壩電站結(jié)構(gòu)部件示意圖。
圖2(b)所示為聚集較多的勢(shì)能，提高水流出力、增加發(fā)電量，在一些地勢(shì)較好的江河段筑河床低壩后形成跌水的無壩電站結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3所示為海灣或小型海峽無壩電站發(fā)電基本原理結(jié)構(gòu)示意圖。溪流江河條件許可時(shí)也可以采用此結(jié)構(gòu)。如附圖3所示工作原理由于海洋水較深，且只有潮漲潮落，水位變化相對(duì)不大，只要將1、18設(shè)計(jì)高于6，3就可以直接固定安裝在1、18的頂端上。由11所示水流經(jīng)過該海灣或海峽時(shí)，水流的推力推動(dòng)9轉(zhuǎn)動(dòng)，經(jīng)14進(jìn)行變速再帶動(dòng)13轉(zhuǎn)動(dòng)發(fā)電。
圖4所示為無壩電站應(yīng)用的基本原理之運(yùn)用古代水車原理示意圖。
圖5所示為無壩電站應(yīng)用的基本原理之運(yùn)用渠道原理及橋墩原理，在江河段筑水渠式墩墻基礎(chǔ)工程示意圖。
圖5(a)所示為筑渠前二岸護(hù)坡平面示意圖。
圖5(b)所示為筑渠后河流平面示意圖。
圖5 (C)所示為一般水量較少的河流，在一邊筑低攔水堰壩(或攔水壩頂再裝翻板閘)，一邊筑渠時(shí)河流平面示意圖。
圖5(d)示為河流較寬的情況下筑二條渠后河流平面示意圖。
圖5(e)示為河流較寬的情況下筑三條渠后河流平面示意圖。
河流較寬時(shí)，可以根據(jù)具體情況設(shè)計(jì)筑多條渠道，通航河流則必須要設(shè)計(jì)有船舶通道及船閘。
圖6所示為筑渠前河流橫截面示意圖與筑渠后河流橫截面示意圖對(duì)比。
圖6(a)所示為筑渠前河流橫截面示意圖。
圖6(b)所示為筑渠后河流橫截面示意圖。
圖6 (C)所示為一般水量較少的河流，在一邊筑低攔水堰壩(或攔水壩頂再裝翻板閘)，一邊筑渠時(shí)河流橫截面示意圖。
圖6(d)所示為河流較寬的情況下筑二條渠后河流橫截面示意圖。
圖6(e)所示為河流較寬的情況下筑三條渠后河流橫截面示意圖。
對(duì)于二岸邊墩墻可以根據(jù)河岸的具體情況，按照橋墩建筑原理采用重力式、扶壁式、空箱式、沉降式......等形式。
圖7所示為筑渠前河床沿水流流向截面示意圖與筑渠后河床沿水流流向截面示意圖對(duì)比。
圖7(a)所示為筑渠前河床截面示意圖。
圖7(b)所示為一般性筑渠后河床截面示意圖。
圖7(c)所示為在河床加筑低壩后河床截面示意圖。在河流段上游二岸地勢(shì)較高及對(duì)建站河段防洪影響不太大的情況下，引用現(xiàn)壩式電站筑壩原理，在無壩電站水輪前河床加筑一道低堰壩(或低壩頂端再裝翻板間)，以聚集河段水流勢(shì)能，提高電站發(fā)電量。堰壩下游一面的設(shè)計(jì)可根據(jù)具體情況采用垂直式、斜坡式、園弧式、垂直加斜坡式、垂直加園弧式......等形式。
圖7 (d)所示為在圖7 (C)的基礎(chǔ)上，同時(shí)再運(yùn)用機(jī)架墩情況下河床截面示意圖。但注意的是小型一體式機(jī)可以不用后位連墻高墩墻。而二個(gè)高位墩墻的中間連接可以是實(shí)體結(jié)構(gòu)，也可以為“米”形框架結(jié)構(gòu)。
圖7(e)所示為在圖7(d)的基礎(chǔ)上，再運(yùn)用河道彎壁，在墩墻的頂端位建受力橫梁截面示意圖。橫梁可根據(jù)墩墻具體高度在中間位再增設(shè)，橫梁中間的過渡墩也可以根據(jù)具體情況不設(shè)或多設(shè)。
圖8所示為海灣或小型海峽筑墩墻示意圖。
圖9所示為無壩電站應(yīng)用的基本原理之運(yùn)用鐵路導(dǎo)軌原理，在坡墻墩的迎、背水端面裝上垂直于水面的導(dǎo)軌示意圖。
圖9(a)所示為在二岸邊墩墻的端面裝上導(dǎo)軌示意圖。
圖9( b)所示為在即有二岸邊墩墻，又有河流中間墩墻的端面裝上導(dǎo)軌示意圖。
如果墩墻設(shè)計(jì)較長(zhǎng)較厚，還可以在墩墻側(cè)面中間一些部位，開設(shè)多條導(dǎo)槽導(dǎo)軌，以分散平臺(tái)沖擊力及穩(wěn)定整個(gè)電站船舶平臺(tái)上下運(yùn)行。
圖10所示為無壩電站應(yīng)用的基本原理之運(yùn)用船舶原理，在各渠道的坡墻墩端安放“H”型組合船示意圖。運(yùn)用輪軌原理，在“H”船端安裝導(dǎo)輪。
圖10(a)所示為坡墻墩端“H”型組合船及導(dǎo)輪府視平面示意圖。
圖10(b)所示為坡墻墩端“H”型組合船及導(dǎo)輪側(cè)視示意圖。
對(duì)有多個(gè)機(jī)組的電站，各渠首“H”船舶裝好后連接成一個(gè)整體，必要的時(shí)候可以分罔。
對(duì)一些水輪較大的機(jī)組，渠首的船舶也可不使用“H”型船而采用四方船，而水輪二端可在連接架上另各設(shè)一個(gè)小平臺(tái)安裝軸承座。與船舶平臺(tái)形成階梯狀，水輪軸二端小平臺(tái)與頂端橫梁連接成一個(gè)整體并留有用作軸承座的維修空間位，首尾船舶只與頂端橫梁及發(fā)電工作平臺(tái)依靠連接架接合起作用。
圖11所示為無壩電站應(yīng)用的基本原理之運(yùn)用杠桿的原理及齒輪結(jié)構(gòu)原理，將外圈園輪弧形條、外圈齒輪弧形條與園弧形加強(qiáng)板組成的“T”型園輪和齒輪鑲嵌在水輪外圈示意圖。
圖11 (a)所示為鑲嵌好的水輪平面示意圖。
圖11 (b)所示為鑲嵌好的水輪側(cè)視示意圖。
鑲嵌的外園齒輪可以為1個(gè)、2個(gè)、3個(gè)或許多個(gè)，具體可根據(jù)機(jī)組設(shè)計(jì)情況而定。
鑲嵌的外圈園輪在水輪較短小，重量不太重的情況下可以不用，只有在水輪軸不能承受其水輪的重量與水流沖擊的合力時(shí)，才設(shè)計(jì)此外圈園輪，外圈園輪使用數(shù)量可根據(jù)水輪具體情況(長(zhǎng)度、大小、重量等因素)設(shè)計(jì)。但一旦采用使用非固定式托架時(shí)，就必須要2個(gè)為一組進(jìn)行設(shè)計(jì)，配合“U”承重架承擔(dān)水輪重量及水流沖擊力，具體采用多少組可根據(jù)機(jī)組設(shè)計(jì)情況而定。
圖12(a)所示為球形圈軸承座剖面示意圖。圖12(b)所示為球形圈軸承座側(cè)視示意圖。
圖13(a)所示為水輪裝入“H”型船俯視示意圖。圖13(b)所示為水輪裝入“H”型船側(cè)視示意圖。
圖14(a)所示為在平臺(tái)上安裝變速箱、發(fā)電機(jī)俯視示意圖。圖14(b)所示為在平臺(tái)上安裝變速箱、發(fā)電機(jī)側(cè)視示意圖。
圖15所示為在“H”船端水輪的另一邊配上另一四方船平臺(tái)，頂部用連接橫梁將二個(gè)船舶連成一個(gè)整體，使水輪與發(fā)電機(jī)始終處于一個(gè)穩(wěn)定的工作狀態(tài)。將此頂部及到船舶平臺(tái)四周封閉，可以起到一種遮擋風(fēng)雨的作用，也可以阻止或降低大風(fēng)對(duì)水輪的影響。
圖16所示為無壩電站應(yīng)用的基本原理之運(yùn)用普通的機(jī)械原理，在河面較寬或河水較深，水輪制作要求較長(zhǎng)或較大時(shí)，由于重量較量，水輪中間段有可能會(huì)產(chǎn)生彎曲變形， 而主軸二端也可能無法承擔(dān)其重量，更無法承受水力帶來的沖擊力，可能會(huì)因自身重力及水流沖擊合力剪斷主軸，所以在水輪中間相應(yīng)的外園圈部位，以水輪上每二個(gè)外圈園輪為一組安裝一套“U”型承重架，分散水輪作用力并起穩(wěn)定水輪運(yùn)轉(zhuǎn)作用。機(jī)組采用多少組承重架可根據(jù)具體情況而定。
圖16(a)所示為帶基座“U”型承重架示意圖。
圖16(b)所示為鏈條形“U”型承重架示意圖。
承重架在電站不引用河床低壩有空位時(shí)可以做成基座型，在引用河床低壩沒有基座空位時(shí)可以做成鏈條型，在最高水面以上使用固定頂端平臺(tái)時(shí)可以做成水底固定型。
圖16(c)所示為將承重架安裝在機(jī)組水輪下半部時(shí)示意圖。
圖17所示為無壩電站應(yīng)用的基本原理之運(yùn)用橋梁技術(shù)、機(jī)械鏈輪技術(shù)、鋼繩軟梯技術(shù)、起重機(jī)吊車技術(shù)、導(dǎo)軌及導(dǎo)輪技術(shù)、電工基本輸電技術(shù)等多種組合技術(shù)，在“H”型船平臺(tái)上方的發(fā)電機(jī)平臺(tái)上裝上電流輸出線引線裝置示意圖。
圖18所示為在一般江河轉(zhuǎn)彎處前端修建無壩電站平面示意圖。
圖18(a)所示為在一般江河轉(zhuǎn)彎處前端修建單機(jī)組無壩電站平面示意圖。
圖18(b)所示為在一般江河轉(zhuǎn)彎處前端修建雙機(jī)組無壩電站平面示意圖。
圖19所示為無壩電站應(yīng)用的基本原理之運(yùn)用舌瓣閘門技術(shù)，在低壩頂端安裝舌瓣閘門，以提高河流水位、積聚河流段更多的水流勢(shì)能，以提高機(jī)組發(fā)電量及控制發(fā)電機(jī)組發(fā)電；在洪水期間可以方便打開閘門，盡可能少一些影響河流段排洪。
圖20所示為無壩電站應(yīng)用的基本原理之運(yùn)用火車輪導(dǎo)輪技術(shù)。當(dāng)機(jī)組較大時(shí)，由于受力會(huì)增大，導(dǎo)輪相對(duì)也增加個(gè)數(shù)，具體使用多少根據(jù)機(jī)組受力情況而定。圖20為二輪導(dǎo)輪。
權(quán)利要求
1.一種發(fā)電站，利用溪流江河水流的自然落差或海洋洋流作為源動(dòng)力，以不建高攔水壩或不建攔水壩，將水流能轉(zhuǎn)換為電能的水平式無壩流水沖擊發(fā)電獨(dú)特結(jié)構(gòu)。其特征是A. —種以不建高攔水壩或不建攔水壩，利用溪流、江河水流落差或海洋洋流作用力，并將這種力轉(zhuǎn)換成電能的結(jié)構(gòu)裝置。一種集古代水車、機(jī)械齒輪變速、發(fā)電機(jī)、船舶、坡墻或墩墻、導(dǎo)軌、橋梁、鏈條鏈輪、液壓、天車式起重機(jī)構(gòu)、軟梯、旋轉(zhuǎn)承重托架、墩墻頂端固定式平臺(tái)、等多項(xiàng)技術(shù)和原理，以及部分現(xiàn)代正在使用多種其他通用的機(jī)械、電力、水利技術(shù)(如機(jī)械變速、發(fā)電、變壓、輸電、閘門......等)，并將這些技術(shù)融為一體組合成水力發(fā)電站這樣一種獨(dú)特的結(jié)構(gòu)。一種在無須建高壩或不建壩時(shí)，將水流能經(jīng)傳統(tǒng)水車式機(jī)械水輪、機(jī)械傳動(dòng)變速、發(fā)電機(jī)等機(jī)電設(shè)施進(jìn)行發(fā)電的設(shè)施。B.一種運(yùn)用水渠技術(shù)原理，在溪流、江河二岸或中間位置修建與水流平行且與水面垂直的導(dǎo)水坡墻或墩墻，并在墻的迎、背水端裝上與水面垂直的導(dǎo)向軌這一獨(dú)特的理念和設(shè)施。一種運(yùn)用水渠和墩墻的技術(shù)原理在海洋中建與水流平行且與水面垂直并高出海平面的導(dǎo)水墩墻，使處在海面的發(fā)電機(jī)組能有一個(gè)安全運(yùn)行基礎(chǔ)并能使機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)的固定平臺(tái)，并將水對(duì)水輪推力通過墩墻全部卸載給大地，而產(chǎn)生的反作用力使水輪發(fā)電機(jī)組能夠有效發(fā)出源源不斷電能的結(jié)構(gòu)裝置。C.一種在溪流、江河上運(yùn)用承重橋墩及水的浮力相結(jié)合原理，設(shè)計(jì)多個(gè)承重墩臺(tái)及由 “H”形的船舶(或浮箱、水面能浮起的平臺(tái)，下同)和四方形船舶組成的水上船舶平臺(tái)，將水輪安裝在上下游船舶中間，將發(fā)電設(shè)施安裝在船舶平臺(tái)上，而船舶平臺(tái)安放在承重墩臺(tái)上這一獨(dú)特的理念，使相應(yīng)的發(fā)電機(jī)械在水面有一個(gè)能運(yùn)轉(zhuǎn)的基礎(chǔ)工作面，同時(shí)在一般徑流情況下通過墩或墩墻將物品重力及作用力卸載給大地；在洪水超過承重墩位置時(shí)通過船舶、水和墩墻將物品重力及作用力卸載給大地；且溪流、江河型電站發(fā)電機(jī)的機(jī)械傳動(dòng)及作用力都是在船舶上實(shí)現(xiàn)力的轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)裝置。一種在海洋型或頂端固定平臺(tái)型電站中運(yùn)用傳統(tǒng)的固定平臺(tái)方式，將發(fā)電機(jī)械安裝在固定平臺(tái)上并在平臺(tái)上實(shí)現(xiàn)力的轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)裝置。D.一種在中、小型機(jī)上直接采用古代水車技術(shù)造出水輪，將力通過主軸傳輸給發(fā)電機(jī)發(fā)電的裝置。一種在大、中、小型、海洋型或頂端固定平臺(tái)型在采用古代水車技術(shù)的同時(shí)，用獨(dú)創(chuàng)的外圈齒輪或外圈園輪和外圈齒輪(或外圈鏈條輪)相結(jié)合的結(jié)構(gòu)，按設(shè)計(jì)尺寸位置要求把外圈園輪、齒輪(或鏈條)鑲嵌在水車輪的外圈，再將水車軸二端裝配在帶球形圈的軸承座中，然后將整套帶水輪的軸承座安裝在“H”形船體框架平臺(tái)或海上固定平臺(tái)端點(diǎn)位置；而傳動(dòng)齒輪(或鏈輪)、承重輪按設(shè)計(jì)要求，安裝在水車外圈齒輪(或外圈鏈條輪)、水車承重外圈園輪相應(yīng)位置，形成獨(dú)特的不通過水輪主軸將能量力傳給變速箱和發(fā)電機(jī)發(fā)電的裝置。E.一種在大、中型、海洋或頂端固定平臺(tái)型機(jī)組中，運(yùn)用混凝土運(yùn)送工程車轉(zhuǎn)輪托架原理，在水輪的下方，以水輪上外圈園輪為基點(diǎn)，在機(jī)組工作平臺(tái)上或水輪下方安裝承重設(shè)施，分擔(dān)水輪自身重力及水流沖擊合力，并起到保證水輪穩(wěn)定運(yùn)行作用的裝置。F.一種無需建高攔水壩或不建攔水壩，在溪流、江河上采用傳統(tǒng)的橋梁構(gòu)造、鏈輪應(yīng)用、天車式起重、軟梯等多項(xiàng)技術(shù)，并將這些技術(shù)融為一體，可以隨水漲船高、水落船低時(shí)安全將電能傳輸出去的結(jié)構(gòu)裝置。一種不建壩，在海洋中采用一般的電力工業(yè)技術(shù)，就能從海洋中建墩墻架設(shè)平臺(tái)將電能傳輸出去的結(jié)構(gòu)裝置。
2.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的發(fā)電站中一種運(yùn)用水渠技術(shù)原理，在溪流、江河、海洋中修建與水流平行且與水面垂直的導(dǎo)水坡墻，使水流能按人的意志進(jìn)行流動(dòng)的設(shè)施。其特征是運(yùn)用水渠技術(shù)原理，在溪流、江河二岸或中間位置修建與水流平行且與水面垂直的導(dǎo)水坡墻。配合攔水間門及低壩技術(shù)，使建站處的水流即能形成落差，下泄的水流又能按照人的意志流動(dòng)，而聚集的水又不會(huì)對(duì)溪流、江河及二岸造大的影響；即改善了上游河道水位便于灌溉、通航，又提高了水流的出力效果，還能使電站發(fā)電的船舶平臺(tái)有了一個(gè)可以依靠、定位的點(diǎn)。同時(shí)水渠墩墻的頂部也使處在水面發(fā)電機(jī)組電流輸出線路有了一個(gè)安全合理的平臺(tái)和出口這又一獨(dú)特的理念；同時(shí)通過這些坡墻將水對(duì)水輪及船舶的推力和剩余的其它作用力全部卸載給大地，而產(chǎn)生的反作用力使水輪發(fā)電機(jī)組能夠有效發(fā)出源源不斷電能的結(jié)構(gòu)裝置。一種運(yùn)用水渠原理，在海洋中建與水流平行且與水面垂直并高出海平面的導(dǎo)水墩墻，使流動(dòng)的洋流能從水渠中流過，同時(shí)防雨布墩墻的頂端也使處在海面的發(fā)電機(jī)組能有一個(gè)安全運(yùn)行的固定平臺(tái)基礎(chǔ)，并將洋流對(duì)水輪推力通過墩墻全部卸載給大地，而產(chǎn)生的反作用力使水輪發(fā)電機(jī)組能夠有效發(fā)出源源不斷電能，同時(shí)也可以通過固定平臺(tái)安全將電力輸送出去的結(jié)構(gòu)裝置。
3.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的發(fā)電站中一種在溪流、江河使用的發(fā)電站，將傳動(dòng)機(jī)械、發(fā)電機(jī)及相關(guān)的設(shè)施裝配在水面上方船舶平臺(tái)上，依靠自然或人工建造的水位落差，利用流動(dòng)的水流力進(jìn)行發(fā)電的獨(dú)特機(jī)械結(jié)構(gòu)。一種在溪流、江河、海洋中，將傳動(dòng)機(jī)械、發(fā)電機(jī)及相關(guān)的設(shè)施裝配在由水底建筑至最高水面上方的墩墻頂端筑成固定平臺(tái)上，依靠自然自然的水流力進(jìn)行發(fā)電的獨(dú)特機(jī)械結(jié)構(gòu)。其特征是運(yùn)用水對(duì)船舶的浮力原理建造船舶平臺(tái)，在溪流、江河中給每套機(jī)組建造由“H”船及相配的四方船舶組成的平臺(tái)，承載所用的發(fā)電機(jī)械設(shè)施部件，將各發(fā)電機(jī)械部件按照設(shè)計(jì)尺寸位置要求安裝在船舶平臺(tái)上。一種運(yùn)用橋墩的原理設(shè)計(jì)建造承重墩，并將船舶平臺(tái)放置在承重墩上，在一般徑流時(shí)機(jī)組全部的重量和作用力由承重墩承擔(dān)；在水位高出承重墩位時(shí)，全部的發(fā)電設(shè)施由船舶承擔(dān)，同時(shí)平臺(tái)能隨水漲船高、水落船低始終都處于與水面保持設(shè)計(jì)要求距離，讓水輪始終得到水流能量而保持正常發(fā)電的一種裝置。一種在溪流、江河、海洋中，直接采用固定平臺(tái)方式，將傳動(dòng)機(jī)械、發(fā)電機(jī)及相關(guān)的設(shè)施裝配在由水底建筑至最高水平面上方(溪流、江河為大于歷史最高洪水水位，海洋為大于最高潮水浪尖水位)的墩墻頂端筑成的固定平臺(tái)上，將水流能(包括勢(shì)能和動(dòng)能)轉(zhuǎn)化為電能的一種裝置。
4.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的發(fā)電站中一種溪流、江河使用的發(fā)電站，將船舶及所用發(fā)電機(jī)械設(shè)施進(jìn)行定位的垂直式固定導(dǎo)水坡墻和導(dǎo)向軌構(gòu)造。其特征是運(yùn)用鋼筋水泥的特性，按照設(shè)計(jì)尺寸及位置要求，使用鋼筋水泥結(jié)構(gòu)建造與水流方向相同且垂直于水面的護(hù)坡或獨(dú)立墻壁，在坡墻的迎水端面和背水端面，按設(shè)計(jì)尺寸位置從頂端至底端(具體位置可根據(jù)承重臺(tái)階及導(dǎo)輪設(shè)計(jì)而定)，分別安裝垂直于水面的導(dǎo)軌，使裝有發(fā)電機(jī)設(shè)施的船舶平臺(tái)只能隨導(dǎo)軌水漲水落上下浮動(dòng)、而不能左右前后移動(dòng)，同時(shí)導(dǎo)軌又能起保護(hù)導(dǎo)水坡墻和便于維修的的結(jié)構(gòu)。
5.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的發(fā)電站中一種將水輪外圈上鑲嵌園輪和齒輪，且以不經(jīng)軸傳動(dòng)方式直接將能量力傳出給發(fā)電機(jī)械的一種構(gòu)造。其特征是運(yùn)用古代水車及現(xiàn)代齒輪技術(shù)，根據(jù)杠桿原理，在水車的外圈上加工并鑲嵌好外圈園輪、外圈齒輪(或外圈鏈條輪)，使整個(gè)外圈園輪、外圈齒輪(或外圈鏈條輪)與水車輪融為一體，在水輪經(jīng)齒輪傳出能量力時(shí)，水車外圈齒輪端(或外圈鏈條輪端)承受傳動(dòng)力最大，而水車軸端受傳動(dòng)力最小，以結(jié)構(gòu)最輕、傳輸力最佳方式，起到不經(jīng)軸傳送直接將能量力傳出給發(fā)電機(jī)械的一種獨(dú)特裝置結(jié)構(gòu)。在水車重量較重及承受沖出力較大時(shí)，外圈園輪配合托架分承重量及沖出力的一種獨(dú)特裝置結(jié)構(gòu)。
6.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的發(fā)電站中一種在溪流、江河使用的大中型機(jī)組發(fā)電站，將傳統(tǒng)的橋梁構(gòu)造、鏈條鏈輪應(yīng)用、天車式起重技術(shù)、軟梯技術(shù)融為一體而對(duì)輸出電源線進(jìn)行引導(dǎo)，將發(fā)出的電能安全正常輸出裝置。其特征是在二岸垂直式固定導(dǎo)水護(hù)坡間(或坡墻間)頂端，架設(shè)橋梁(或橫梁)，在梁中安裝有鏈輪；用二條鋼絲繩中間并用絕緣物體組成的軟梯架，軟梯架二端上裝有小輪，用另一組鋼絲繩組成一個(gè)環(huán)形的牽引軟梯，用傳統(tǒng)天車式起重機(jī)收縮伸張電源線技術(shù)方式， 在頂梁將有發(fā)電輸出線的軟梯彎曲收縮伸張而不破壞電源線；或在頂端安裝銅排，在環(huán)形梯上安裝接觸刷，同樣可以起到將電流正常安全輸送；在坡墻壁面一定距離的墻壁上安裝一條軟梯導(dǎo)軌，通過鏈輪引導(dǎo)軟梯及電源線上下移動(dòng)，而不使電源線損壞，達(dá)到保護(hù)輸電線和在電站水漲船高、水落船低時(shí)安全將電能傳輸出去的裝置。
7.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的發(fā)電站中一種在溪流、江河使用的大中型機(jī)組發(fā)電站，運(yùn)用組合式水上船舶及定位裝置。其特征是運(yùn)用船舶或浮箱技術(shù)，將多個(gè)浮箱(或封閉式小船)安裝在一付按設(shè)計(jì)要求建造的金屬框架結(jié)構(gòu)底部，并按水輪及水渠的尺寸要求，形成一個(gè)由“H”型及四方型船組成的一個(gè)浮于水面的工作平臺(tái)，使相應(yīng)的發(fā)電設(shè)施有了一個(gè)可以穩(wěn)定運(yùn)行的基礎(chǔ)?！癏”型船與四方船之間采用在上方或二側(cè)通過框架梁進(jìn)行連接，水輪安裝在“H”型船與四方船中間，在工作平臺(tái)上與導(dǎo)軌接觸點(diǎn)安裝一套好似火車輪導(dǎo)輪裝置一樣的定位導(dǎo)輪，使整個(gè)船舶在導(dǎo)軌的引導(dǎo)下，有了一個(gè)可以左右、前后定位，又可以上下或高低浮動(dòng)而使發(fā)電設(shè)施始終與水面保持一定的距離、同時(shí)也方便船體維修的結(jié)構(gòu)裝置。
8.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的發(fā)電站中一種大中型發(fā)電機(jī)組發(fā)電站，運(yùn)用混凝土運(yùn)送車轉(zhuǎn)輪托架技術(shù)及原理，將發(fā)電機(jī)組水輪鑲嵌外圈園輪，托架及園輪二者配合形成作用力分承機(jī)構(gòu)，分擔(dān)水輪的重量及作用力裝置。其特征是:A(中型機(jī)).在一個(gè)中間段鑲嵌一組或多組外圈園輪、外圈齒輪組成的水車輪機(jī)組中，把裝有能夠進(jìn)行微調(diào)的園軸輪軸承支撐座，安裝在水輪的下半部接近水面的發(fā)電機(jī)械船舶平臺(tái)上，并使園軸輪對(duì)準(zhǔn)水輪外圈園輪，形成對(duì)水輪分承重量穩(wěn)定水車輪運(yùn)行作用的結(jié)構(gòu)。B(大型機(jī)).江河上機(jī)組在中型機(jī)的基礎(chǔ)上，對(duì)水輪水面以下部分位置，增加一套多框的象鏈條形狀一樣的“U”型托架?！癠”型托架可分帶座型和不帶座型，并在托架上裝有一套或多套，以至少二道水輪外圈園輪為一組的分承軸承支撐座的裝置，整個(gè)托架與發(fā)電機(jī)械平臺(tái)連接成一個(gè)整體，托起整個(gè)水輪重量，讓水輪在“U”型托架中轉(zhuǎn)動(dòng)，起到分承或支撐水輪重量和穩(wěn)定水輪運(yùn)行作用的結(jié)構(gòu)。C (海洋型或頂端固定平臺(tái)型).海洋型大型機(jī)組，在水底部建造一座固定的“U”型托架，再將水輪安裝在“U”型托架中，使水輪重量及水流沖擊力全部由“U”型托架承擔(dān)的裝置。此種水底固定托架也可以用于溪流、江河大、中、小機(jī)型，當(dāng)溪流、江河機(jī)組使用此種設(shè)計(jì)時(shí)可以根據(jù)最高洪水位及電站機(jī)組所處河流位置狀況，考慮不使用船舶及導(dǎo)軌等結(jié)構(gòu)。
專利摘要
水平式無壩流水沖擊發(fā)電站所屬技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬水力發(fā)電。解決的技術(shù)問題本發(fā)明解決了在溪流、江河、海洋以無需建高壩或以不建壩的方式建造水電站為人類提供電力能源的問題。技術(shù)方案要點(diǎn)本發(fā)明集古代水車、船舶、機(jī)械、電力、水渠及水利工程、鐵路導(dǎo)軌及車輛導(dǎo)輪、混凝土絞絆運(yùn)輸車托架、天車式起重、軟梯、墩墻頂端固定平臺(tái)、橋梁......等多項(xiàng)技術(shù)應(yīng)用于一體，以不建高壩或不筑壩方式組合成電站，利用溪流、江河、海洋自然的水流能量發(fā)電。主要用途本發(fā)明主要用途是發(fā)電。其次是利用電站渠道墩墻架設(shè)橋梁。
文檔編號(hào)E02B9/00GKCN102304911SQ201110063030
公開日2012年1月4日 申請(qǐng)日期2011年2月27日
發(fā)明者符衛(wèi)平 申請(qǐng)人:符衛(wèi)平導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan