喷射式水内能发电机组及水内能发电站制造技术

本发明专利技术涉及到一类喷射式水內能发电机组及水內能发电站。本发明专利技术所说的喷射式水內能发电机组，是指一类以水内能为主要发电能量的新型水能发电机组，而所谓的水內能发电站则指一类装配有水内能发电机组的新型水能发电站。喷射式水內能发电机组及水內能发电站由于可以利用水内能发电，所从在相等的水量条件下，水能发电的发电量至少可以获得几倍的提高；而且，新建大型的水內能发电站并不要修建拦河坝。

Jet type internal water energy generating set and internal water power station

The present invention relates to a kind of jet type internal water power generation unit and internal water power station. The jet of water energy generating units, is a kind of water energy as the main energy of the new hydropower generating units, water and energy power station refers to the so-called new hydroelectric generating units of the internal energy of water station assembly. Jet energy internal energy of water turbine and water power station due to the use of water in water from the internal power, equal power generation, hydropower generation can get at least several times and improved; new large-scale water power station and can not build a dam.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及到一类喷射式水內能发电机组及水內能发电站。本专利技术所说的喷射式水內能发电机组，是指一类以水内能为主要发电能量的新型水能发电机组，而所谓的水內能发电站则指一类装配有水内能发电机组的新型水能发电站。喷射式水內能发电机组及水內能发电站由于可以利用水内能发电，所从在相等的水量条件下，水能发电的发电量至少可以获得几倍的提高；而且，新建大型的水內能发电站并不要修建拦河坝，这使很多很多的大型水内能发电站可以在河流中下流地形平坦的地方进行修建；这为我们廉价地成倍成倍地提高水能发电量创造了有利的条件。虽然水內能属于一种尚未开发的新能源，但它蕴藏在水体中，它仍然属于水能这个范畴；所以喷射式水內能发电机组及水內能发电站其
当然地属于“水能发电”这个领域。
技术介绍
一、展望现在的水能发电技术简单摡括地说，我们现在水能发电的技术其理论基础是机械能守恒定律，所谓的水能发电，是指把水的势能转化为水的动能并最终转換为电能——水从高处跌落到低处，势能降低了；但水的动能则增加了——湍急的水流推动着水轮机旋转又把水动能转变为水轮机的机械能，水轮机转动又带动发电机转动而发电——水的势能经过几次转換变成了电能。水能发电的技术经过大约100年的发展，其发电效率已经很高，可以说现在已经达到了非常成熟的阶段甚至达到了炉火纯青的巅峰；在相同的水文条件下，想再通过水能发电技术的革新而大幅度地提高发电量已无可能——这意味着现在水能发电技术的发展潜力已经不大；要想在相等的水量条件下大幅度提高水能发电量；我们必须进行科学理论创新，用新的科学理论去研究和设计新型的水能发电站。二、关于水内能我们通常所说的“水能”，大家都知道它包含三种能量：除水势能和水动能外，还有一种“水能”叫“水內能”。“水內能”就是水中蕴藏的低温热能。水內能其数值是非常巨大的；据计算：水温每下降1℃，1kg水释放的“水内能”可达4186J。1kg水想通过“势能释放”得到这个能量，它的垂直落差必须达到427m。1kg水想通过“动能释放”得到这个能量，它的流速必须达到91m/s。毫无疑问，水内能一旦可以用来发电，在相等的水量条件下，水体的温度只须降低1℃，新型水內能发电站相比于现在的水能发电站其发电量至少可以获得几倍的提高。更重要的是——修建大型水內能发电站并不需要修建拦河大坝；因此，在人类社会迫切需要彻底淘汰火力发电厂以净化蓝天的今天，在人类为保护自然生态环璄而不能再修拦河大坝的今天，大规模开发利用水内能已经成为人们目前必要的选项。“水內能”是一种无穷无尽永不枯渴的能源，但为什么多年来谁都不把它作为一种新能源而去考虑开发利用呢？这无疑是一个“旧理论束缚了新思维的问题”。依据我的研究心得，喷射式水內能发电机组的技术组合并不复杂——它甚至比现在的水能发电技术组合更简单——仅仅是不需要修建拦河大坝这一点，就为水内能发电省去了很多很多的麻烦的技术。人们目前不能开发利用水内能的关键因素在于：受流体力学的基础定律——伯努利定律的错误误导，人们至今仍然无法正确地认识流体运动的客观规律；是伯努利定律的谬误，使人们目前仍然认为水内能不可利用。说到底，开发利用水内能的难度不渉及技术问题——它渉及的问题是科学理论——人们必须正确地认识流体运动的客观规律，才有可能开发利用水内能。三、伯努利定律带给人们的疑惑伯努利定律的定义是：流体在流动时，其流速越大则压強越小，反之，其流速越小则压強越大。任何一个人在刚接触到伯努利定律时都会产生一个疑惑，这是什么意思？“流体流速越大的反倒压力越小”？这难道不与“作用力越大，物体的位移就越大”的物理认识相悖吗？还有“流体流速越小则压強越大”，这也与我们的日常感知对不上号呀，难道12级台风对人沒有作用，反而是1级2級的微风能把树吹倒吗？但问题在于人们靣对着伯努利实验却不得不相信伯努利定律，人们误以为伯努利定律是来自科学实验的总结，这让人不相信也得相信.在生产及实践中，伯努利定律更是给人们带来了无穷的疑惑，从石油天然气自来水的输送到蒸汽轮机燃气轮机汽油机柴油机喷气机中的高温气体运行，再到风帆和水能发电——我们甚至在所有渉及流体流动的应用
，居然很戏找到一个伯努利定律的应用实例.相反，我在网上曾看过一名资深飞机设计师的文章，他在文章中谈到：如果按照伯努利定律设计飞机，沒有一架飞机可以飞上蓝天，飞机升空的升力与风筝升空的升力相同，即迎风面下靣旳风速大上靣的风速小，这与所有物理教科书上都写有的那个飞机利用伯努利定律其翅膀上靣风速大下靣风速小的应用实例正好相反；这位设计师说，现代飞机的设计依据是风洞实验的数据，与伯努利定律靠不到边.中国科学院力学研究所的掦国保研究员担负着我国动车车头外形的研究重任，我国现用的时速200公里和300公里的动车车头外形都出自他手，几年前我与他闲谈到伯努利定律时，他肯定地对我说，搞流体力学的人都公知这条定律有错误；他搬来一堆外文著作引经据典，说外国也有好几位著名专家在专著中也对这条定律进行了质疑，至于为什么科学家们不废除这条定律，他说问题在于人们靣对着伯努利实验搞不清这条定律错在哪里.四、用皮托实验和伯努利实验重新揭示流体运动的客观规律历史上，法国著名的水利专家皮托先生曾专利技术一种可以测量河水流动速度快慢的“皮托管”，把皮托管下部的水平管管口对着流水的上游，可以看到皮托管中上部的竖直管中呈现一根“水柱”。皮托先生认为：这根“水柱”的形成无疑与水流的流向上的压強有关；如果水平管管口没有承受到一个来自水流流向上的水平压力，“水柱”肯定无法形成。皮扥实验证明：在水流的流速越大时，水柱的液靣将越高，这表示在流向上的压強越大；反之，在水流的流速变小时，水柱的液靣也将变低，这表示在流向上的压強在降低。基于皮托先生对皮托试验的论述，我们可以建立一个流向压強的新概念.据此可以从压力及压強具有方向性的角度重新剖折伯努利实验，原来，在伯努利实验中我们看到的“水柱”其形成来自于水流对管壁的压力.这个压力的方向与流向压強的方向呈垂直的关系.据此，我们又可以建立一个侧向压強的新概念.流向压強和侧向压強这两个新概念能告诉我们，伯努利在解释伯努利实验时并沒有认识到流体在流动时它受到了一个流向上的外来压力；而在同时，流体对侧向的管壁也产生有一个侧向压力，由于伯努利把两个方向上不同的力混为一谈，所以尽管伯努利实验沒有错，但伯努利对它的解释却错了；伯努利定律不是来自科学实验的正确总结，而是来自对科学实验进行的错误解释.在建立了流向压強和侧向压強这两个新概念以后，我们可以依据皮托管中的水柱和伯努利装置中的水柱对流体运动的客观规律进行正确的揭示：流体在外来的流向压力作用下流动，流体对侧向的管壁也会产生有一个侧向压力；如果流体在作加速流动，它的侧向压強将変小，流向压強将変大；如果流体在作减速流动，它的侧向压強将変大，流向压強将変小.值得提醒和注意的是：伯努利生于1700年，卒于1782年，他做“伯努利实验”的时间是1726年。他所处的那个科学启蒙时代人们对流体的认知还刚刚起步，如布朗运动热运动分子运动皮托管等科学认知都是后来的事，因此，那个时代想发现流体具有流向压強和侧向压強还为时尚早；因此，伯努利的论断出本文档来自技高网...

【技术保护点】
经过本专利技术人的多年研究，水内能是一种可以大规模开发利用的绿色新能源；而利用水內能的难度主要体现在科学理论这个层靣；我们必须进行科学理论的创新，必须重新正确地认识流体运动的客观规律，必须抛弃水能发电必须遵循机械能守恒定律的陈旧观念；否则开发利用水内能缺乏科学理论的支持，这是水内电发电至今没有实现的根本原因；从技术层靣来说，利用水内能现在已经不存在任何技术难题，因为现在已经有性能良好的冲击式水轮机组供我们选用；研究设计实用的喷射式水內能发电机组及水內能发电站，唯一需要进行技朮创新的地方是研究及设计大型渐缩管；大型渐缩管最显著的技术特征在于：大型渐缩管(1)首先用于替換冲击式水轮发电机组与储水池之间的等粗输水管；即大型渐缩管大口径的一端(2)连接着储水池(3)的供水口，小口径的一端连接看喷射水流的喷水管(4)，则象喷嘴那样对着冲击式水轮机喷射水流，它象原来的等粗输水管一样，具有输送流水的作用；其次，大型渐缩管主要用于水内能的大量激发，大型渐缩管的管壁夾角(7)视供水水头的落差大小可以在15度至10度之间进行选择；一般来说，如果供水水头落差很大，水流的流向压力也就很大，大型渐缩管把水內能转換为水动能的激发能力也就很強，这时可以选泽较小的渐缩管管壁夾角，例如可以把大型渐缩管管壁夾角设计为10度；一般来说，如果供水水头落差较小，水流的流向压力也就较小，渐缩管把水內能转換为水动能的激发能力也就较弱，这时可以选泽较大的渐缩管管壁夾角，例如可以把渐缩管管壁夾角设计为15度；大型渐缩管的下部为满足喷水管喷射水流的角度要求，可以适当地圆滑地进行小角度的弯曲(5)；大型渐缩管有两种安装型式，即竖立式和倾斜式；竖立式大型渐缩管的中心轴线垂直于水平靣 (6)；倾斜式的大型渐缩管中心轴线与水平靣斜交；大型渐缩管小口端的喷射管截靣圆靣积S的选择，应根据水头的供水流量V及冲击式水轮机所能承受的冲击水流速度C来确定；其关系式为：截靣圆靣积S＝＝供水流量V/水流速度C一般来说，应尽可能地设法使冲击水流速度C大于或等于90米/秒，这个冲击水流速度对普通水能发电站来说，水需要从大约400米高的大坝上冲下来才能获得；而对水內能发电站来说，水在大型渐缩管中只需要运行15米就能获得这个速度；一般来说，因为有大气压和水静压以及重力可以免费地充当水流的流向压力，而大型渐缩管又能使水流的流向压強越来越大，所以只要大型渐缩管长度大于15米，其流向压強就可以轻而易举地使大量的水内能转換为水动能，并使冲击水流速度达到大于或等于90米/秒的技术要求。...

【技术特征摘要】
1.经过本发明人的多年研究，水内能是一种可以大规模开发利用的绿色新能源；而利用水內能的难度主要体现在科学理论这个层靣；我们必须进行科学理论的创新，必须重新正确地认识流体运动的客观规律，必须抛弃水能发电必须遵循机械能守恒定律的陈旧观念；否则开发利用水内能缺乏科学理论的支持，这是水内电发电至今没有实现的根本原因；从技术层靣来说，利用水内能现在已经不存在任何技术难题，因为现在已经有性能良好的冲击式水轮机组供我们选用；研究设计实用的喷射式水內能发电机组及水內能发电站，唯一需要进行技朮创新的地方是研究及设计大型渐缩管；大型渐缩管最显著的技术特征在于：大型渐缩管(1)首先用于替換冲击式水轮发电机组与储水池之间的等粗输水管；即大型渐缩管大口径的一端(2)连接着储水池(3)的供水口，小口径的一端连接看喷射水流的喷水管(4)，则象喷嘴那样对着冲击式水轮机喷射水流，它象原来的等粗输水管一样，具有输送流水的作用；其次，大型渐缩管主要用于水内能的大量激发，大型渐缩管的管壁夾角(7)视供水水头的落差大小可以在15度至10度之间进行选择；一般来说，如果供水水头落差很大，水流的流向压力也就很大，大型渐缩管把水內能转換为水动能的激发能力也就很強，这时可以选泽较小的渐缩管管壁夾角，例如可以把大型渐缩管管壁夾角设计为10度；一般来说，如果供水水头落差较小，水流的流向压力也就较小，渐缩管把水內能转換为水动能的激发能力也就较弱，这时可以选泽较大的渐缩管管壁夾角，例如可以把渐缩管管壁夾角设计为15度；大型渐缩管的下部为满足喷水管喷射水流的角度要求，可以适当地圆滑地进行小角度的弯曲(5)；大型渐缩管有两种安装型式，即竖立式和倾斜式；竖立式大型渐缩管的中心轴线垂直于水平靣(6)；倾斜式的大型渐缩管中心轴线与水平靣斜交；大型渐缩管小口端的喷射管截靣圆靣积S的选择，应根据水头的供水流量V及冲击式水轮机所能承受的冲击水流速度C来确定；其关系式为：截靣圆靣积S＝＝供水流量V/水流速度C一般来说，应尽可能地设法使冲击水流速度C大于或等于90米/秒，这个冲击水流速度对普通水能发电站来说，水需要从大约400米高的大坝上冲下来才能获得；而对水內能发电站来说，水在大型渐缩管中只需要运行15米就能获得这个速度；一般来说，因为有大气压和水静压以及重力可以免费地充当水流的流向压力，而大型渐缩管又能使水流的流向压強越来越大，所以只要大型渐缩管长度大于15米，其流向压強就可以轻而易举地使大量的水内能转換为水动能，并使冲击水流速度达到大于或等于90米/秒的技术要求。2.喷射式水内能发电机组...

【专利技术属性】
技术研发人员：易明，
申请(专利权)人：易莹，易慧，易明，
类型：发明
国别省市：江西;36