一种能够通航、发电和消能的一体化船闸制造技术

一种能够通航、发电和消能的一体化船闸，上游人字工作闸门、左闸墙、右闸墙、闸室底板、输水系统、发电厂房、尾水系统和下游人字工作闸门，上游人字工作闸门和下游人字工作闸门之间设有闸室底板，闸室底板两侧分别设有左闸墙、右闸墙，左闸墙、右闸墙均设有发电厂房，发电厂房采用水轮发电机组；闸室底板两侧设有输水系统和尾水系统；闸室底板下方设有空腔，输水系统和尾水系统上均设有支线管路，支线管路与闸室底板下方的空腔连接，闸室底板上分布设有大量沿竖直方向的通孔。采用上述结构，能够有效利用船舶过闸过程中，由于大量水流高度发生变化而产生的能量，将此部分能量进行利用，同时能够减小水流的冲击力，对水流进行消能。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及水利通航领域，特别是一种能够通航、发电和消能的一体化船闸。
技术介绍
船舶在过闸过程中，会有大量的水流由上游流至下游方向，这一部分水流由于重力的作用，携带着大量的势能，这部分势能如果能够加以利用，在环保节能工程方面将具有重要意义。中国专利集通航、发电和泄洪为一体的船闸(申请号为CN201210021671.7)，公开了一种能够通航、发电和泄洪的船闸，虽然能够满足通航发电，但是在通航和泄洪的过程中，尤其是泄洪过程中，由于船闸上下游的水流为高速水流，其流速能够达到50m/s甚至更尚，这样的尚速水流在进入丨?室的过程中，对丨?室的丨?墙和人字丨?门对冲击力非常的尚，长期的冲击会对闸室造成一定影响，因此该专利需要配套设置消能装置。同时，在泄洪的过程中，船舶也不能锚泊在航道内，需要另行建造锚泊港湾。因此，寻求一种船闸通航发电结构形式，既能够充分利用闸室通航用的水资源发电，也可以不用设置专门的弃水消能工，使得船闸通航与发电、消能三者充分有机结合起来，既避免了航运弃水，又增加了水力发电量，还省去了闸室充水、排水消能工作，又节省了工程投资，是十分必要的。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题是提供一种能够通航、发电和消能的一体化船闸，能够有效利用船舶过闸过程中，由于大量水流高度发生变化而产生的能量，将此部分能量进行利用，同时能够减小水流的冲击力，对水流进行消能。为解决上述技术问题，本技术所采用的技术方案是:一种能够通航、发电和消能的一体化船闸，上游人字工作闸门、左闸墙、右闸墙、闸室底板、输水系统、发电厂房、尾水系统和下游人字工作闸门，上游人字工作闸门和下游人字工作闸门之间设有闸室底板，闸室底板两侧分别设有左闸墙、右闸墙，左闸墙、右闸墙上均设有发电厂房，发电厂房采用水轮发电机组；闸室底板两侧设有输水系统和尾水系统，输水系统一端位于上游闸首，另一端与发电厂房底部的水轮机连接，尾水系统一端位于下游闸首，另一端与发电厂房底部的水轮机连接，输水系统和尾水系统连通上游和下游河道；闸室底板下方设有空腔，输水系统和尾水系统上均设有支线管路，支线管路与闸室底板下方的空腔连接，闸室底板上分布设有多个通孔。优选的方案中，所述的输水系统上设有第一引水闸阀，输水系统上的支线管路上设有第二引水闸阀；尾水系统上设有第一尾水闸阀，尾水系统上的支线管路上设有第二尾水闸阀。优选的方案中，所述的第一引水闸阀位于输水系统、支线管路连接点与输水系统上游端之间的输水系统上，第一尾水闸阀位于尾水系统、支线管路连接点与输水系统上游端之间的输水系统上。优选的方案中，所述的闸室底板采用1-1.5m的钢筋混凝土结构，闸室底板上的通孔连接闸室与闸室底板下方的空腔。本技术提供的一种能够通航、发电和消能的一体化船闸，通过采用上述结构，利用在船闸两侧设置水轮发电机组，通过通航过程中，水流的流动带动水轮发电机组的工作，从而进行发电，实现了对通航过程中水流变化产生的能量的利用。采用在闸室底板上设置大量通孔的结构，当高速水流由底板下方的空腔进入闸室内部时，通过与底板底面的碰撞进行消能，同时也通过通孔逐渐低速流入闸室内部，避免了高速水流对闸室闸墙和人字工作门的冲击，也省去了船闸建造过程中对消能装置的投入与建设，降低了闸室建造的成本;通过船闸底部的输水系统、尾水系统及支线管路之间的开闭配合，在上游水流进入闸室内、闸室内水流进入下游的过程中，可以对水流所携带的势能进行两次利用并发电，提升发电效率。【附图说明】下面结合附图和实施例对本技术作进一步说明:图1为本技术的侧视结构示意图。图2为本技术的俯视结构不意图。图3为本技术的立体结构示意图。图中:上游闸首1，上游人字工作闸门2，左闸墙3，右闸墙4，闸室底板5，输水系统6，第一引水闸阀7，第二引水闸阀8，发电厂房9，尾水系统10，第一尾水闸阀11，第二尾水闸阀12，下游人字工作闸门13，下游闸首14。【具体实施方式】如图中，一种能够通航、发电和消能的一体化船闸，上游人字工作闸门2、左闸墙3、右闸墙4、闸室底板5、输水系统6、发电厂房9、尾水系统10和下游人字工作闸门13，其特征是:上游人字工作闸门2和下游人字工作闸门13之间设有闸室底板5，闸室底板5两侧分别设有左闸墙3、右闸墙4，左闸墙3、右闸墙4上均设有发电厂房9，发电厂房9采用水轮发电机组；闸室底板5两侧设有输水系统6和尾水系统10，输水系统6—端位于上游闸首1，另一端与发电厂房9底部的水轮机连接，尾水系统10—端位于下游闸首14，另一端与发电厂房9底部的水轮机连接，输水系统6和尾水系统10连通上游和下游河道；闸室底板5下方设有空腔，输水系统6和尾水系统10上均设有支线管路，支线管路与闸室底板5下方的空腔连接，闸室底板5上分布设有多个通孔。优选的方案中，所述的输水系统上设有第一引水闸阀，输水系统上的支线管路上设有第二引水闸阀；尾水系统上设有第一尾水闸阀，尾水系统上的支线管路上设有第二尾水闸阀。优选的方案中，所述的第一引水闸阀位于输水系统、支线管路连接点与输水系统上游端之间的输水系统上，第一尾水闸阀位于尾水系统、支线管路连接点与输水系统上游端之间的输水系统上。优选的方案中，所述的闸室底板5采用1-1.5m的钢筋混凝土结构，闸室底板5上的通孔连接闸室与闸室底板5下方的空腔。船只从上游航道通过船闸在驶入下游航道之前，关闭人字闸门2和13、闸阀11与8，水流经开启的闸阀7、输水系统6带动水轮机转轮发电，发电水流经开启的闸阀12流入闸室底板5的空腔，最后通过闸室底板5的进出水孔均匀、缓慢地注入闸室，闸室水位上升至上游航道水库水位齐平，完成第一次发电，此时机组停止转动，不再发电。关闭闸阀7与12，上游人字闸门2打开，船只经过上闸首1驶入闸室，关闭上游人字门2，打开闸阀8与11，水流经闸阀8、输水系统6进入厂房水道内带动水轮机转轮发电，完成第二次发电，发电水流经开启的闸阀11、尾水系统10汇入下游河道，直至闸室水位下降至与下游航道水位齐平，打开下游人字闸门13，船只从闸室内经下闸首14驶出，进入下游航道。通过采用上述结构，利用在船闸两侧设置水轮发电机组，通过通航过程中，水流的流动带动水轮发电机组的工作，从而进行发电，实现了对通航过程中水流变化产生的能量的利用。并且利用在闸室底板上设置通孔的方式，降低水流的冲击速度，减小对闸室的冲击破坏效果，也省去了消能装置的建设投入，降低了船闸建造成本。且每一次通航能够两次带动水轮发电机组进行发电，充分利用了通航弃水，在通航弃水能量循环利用方面具有重要意义。【主权项】1.一种能够通航、发电和消能的一体化船闸，上游人字工作闸门(2)、左闸墙(3)、右闸墙(4)、闸室底板(5)、输水系统(6)、发电厂房(9)、尾水系统(10)和下游人字工作闸门(13)，其特征是:上游人字工作闸门(2)和下游人字工作闸门(13)之间设有闸室底板(5)，闸室底板(5)两侧分别设有左闸墙(3)、右闸墙(4)，左闸墙(3)、右闸墙(4)上均设有发电厂房(9)，发电厂房(9)采用水轮发电机组； 闸室底板(5)两侧设有输水系统(6)和尾水系统(10)，输水系统(6)—端位于上游闸首(1)，另一端与发电厂房(9)底部的水轮机连接，尾水本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种能够通航、发电和消能的一体化船闸，上游人字工作闸门（2）、左闸墙（3）、右闸墙（4）、闸室底板（5）、输水系统（6）、发电厂房（9）、尾水系统（10）和下游人字工作闸门（13），其特征是：上游人字工作闸门（2）和下游人字工作闸门（13）之间设有闸室底板（5），闸室底板（5）两侧分别设有左闸墙（3）、右闸墙（4），左闸墙（3）、右闸墙（4）上均设有发电厂房（9），发电厂房（9）采用水轮发电机组；闸室底板（5）两侧设有输水系统（6）和尾水系统（10），输水系统（6）一端位于上游闸首（1），另一端与发电厂房（9）底部的水轮机连接，尾水系统（10）一端位于下游闸首（14），另一端与发电厂房（9）底部的水轮机连接，输水系统（6）和尾水系统（10）连通上游和下游河道；闸室底板（5）下方设有空腔，输水系统（6）和尾水系统（10）上均设有支线管路，支线管路与闸室底板（5）下方的空腔连接，闸室底板（5）上分布设有多个通孔。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：刘依松，卢晓春，欧阳照，唐肖阳，师利强，刘冬临，陈渴鑫，
申请(专利权)人：三峡大学，
类型：新型
国别省市：湖北;42