本发明涉及水动力领域,具体地涉及一种水动力优化再构与动能高效利用顺坝结构。
背景技术:
1、现有技术描述
2、我国幅员辽阔,南北地理气候差异显著,降水量时空分布不均,全国水土资源不平衡现象日趋严重,通过水电站、水库、跨流域调水工程的建设,人为地调节和改变水力资源在时间和空间上的分布,实现对水力资源的可持续利用。
3、而水库、水电站,开闸发电或开展泄洪后河道水流急速下泄,位于坝下游水流急剧紊乱,往往采用顺坝调整水流结构,控导溜势。例如三峡大坝、葛洲坝等大型工程,位于坝体整下游一条长长的顺坝,用来归顺发电的来水,让其紊乱的水流自然进入下游。
4、现有顺坝结构,其缺陷如下:
5、1.这类顺坝主要依靠急剧紊乱水流的撞击,虽能起到消能的作用,但是忽略了下泄水流强大的水动力动能,没有将水体的水动力动能进行优化再构,也没有将水动力动能进行高效利用。
6、2.有些地区地处平原,水体流动性不足,如:湖北省江汉平原地区等地,冲积平原形成的河流与湖泊,河道自然蜿蜒曲折,进一步加剧了平原地区水动力流动性不足现象的发生,而往往克服这些问题,常规的工程手段是:
7、梳挖河道,保证河道内水体流动顺畅,但无法解决水流紊乱的问题;运用工程手段,加大上游的来水流量,保证有充足水量河道内顺着低比降流动,但此方法需联合上下游统一联合调度调控,需要系统规划,工程量庞大;或采用丁坝、潜坝或顺坝等工程措施,调整水流结构,控导溜势,而这类工程措施的实施,往往忽略了紊乱水体中的巨大能量。
技术实现思路
1、本发明针对上述问题,提供一种水动力优化再构与动能高效利用顺坝结构,其目的在于实现水动力优化再构,同时利用水流紊乱的强大势能进行发电,实现动能的高效利用。
2、为解决上述问题,本发明提供的技术方案为:水动力优化再构与动能高效利用顺坝结构,包含坝身和用于固定坝身的基础;其中:
3、所述坝身和基础的长度方向分别与水电站坝体长度方向垂直布置;所述坝身由多个长方体结构的框架采用重叠或/和并排方式拼装成挡墙,所述框架内竖直安装有多个用于发电的转轮机,其中,沿坝身长度方向并排布满多个转轮机。
4、优选地,所述坝身的顶部铺设有太阳能板。
5、优选地,所述坝身的顶部安装有水文监测设备。
6、优选地,所述基础沿长度方向的两端设有向外凸出的外小内大的锥型导流嘴;所述导流嘴的外表面为圆弧形。
7、优选地,所述每个框架的内部沿长度方向并排安装有四个转轮机。
8、优选地,所述坝身由上下两层安装在一起的底层框架和顶层框架组成。
9、优选地,所述底层框架沿坝身长度方向分两列并排连续安装有多个框架;
10、所述顶层框架沿坝身长度方向连续安装有一列多个框架;
11、所述顶层框架设置在两列底层框架中间上面。
12、本发明与现有技术对比,具有以下优点:
13、1.本实用新型可适用于自然河道及水库、水电站下游,归顺水流的同时利用水体流动势能实现能量转换,实现水动力的优化与再构,同时对水体剩余势能进行高效利用。
14、2.本实用新型利用模块拼装的建造方式,采用多元件组合拼装组合,在后期使用过程维护过程中,仅需找到出问题的元件,便可精准地进行设备更换。
15、3.本实用新型利用自身结余发电量可形成航标、水文观测等等系列需要用电,巩固水利工程的设施设备的安全。
1.一种水动力优化再构与动能高效利用顺坝结构,其特征在于:包含坝身(100)和用于固定坝身(100)的基础(200);其中:
2.根据权利要求1所述的水动力优化再构与动能高效利用顺坝结构,其特征在于:所述坝身(100)的顶部铺设有太阳能板(141)。
3.根据权利要求1所述的水动力优化再构与动能高效利用顺坝结构,其特征在于:所述坝身(100)的顶部安装有水文监测设备(142)。
4.根据权利要求1所述的水动力优化再构与动能高效利用顺坝结构,其特征在于:所述基础(200)沿长度方向的两端设有向外凸出的外小内大的锥型导流嘴(210);所述导流嘴(210)的外表面为圆弧形。
5.根据权利要求1所述的水动力优化再构与动能高效利用顺坝结构,其特征在于:所述每个框架(110)的内部沿长度方向并排安装有四个转轮机(120)。
6.根据权利要求1-5中任一所述的水动力优化再构与动能高效利用顺坝结构,其特征在于:所述坝身(100)由上下两层安装在一起的底层框架和顶层框架组成。
7.根据权利要求6所述的水动力优化再构与动能高效利用顺坝结构,其特征在于:所述底层框架沿坝身(100)长度方向分两列并排连续安装有多个框架(110);