可移動(dòng)箱式雨能發(fā)電助排系統(tǒng)及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于防災(zāi)減災(zāi)和可再生能源利用領(lǐng)域，特別是一種可移動(dòng)箱式雨能發(fā)電助排系統(tǒng)及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來(lái)，伴隨城市的快速發(fā)展、人類(lèi)活動(dòng)日益頻繁和全球氣候變化，城市內(nèi)澇已成為影響城市經(jīng)濟(jì)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的主要問(wèn)題。2010年，國(guó)家住建部曾在全國(guó)范圍內(nèi)組織過(guò)對(duì)351個(gè)城市的調(diào)研，發(fā)現(xiàn)在2008-2010年的3年間，全國(guó)有62%的城市都曾發(fā)生過(guò)內(nèi)澇事件，內(nèi)澇發(fā)生3次以上的城市有137個(gè)。逢大雨必澇，現(xiàn)在已成為很多大城市的通病。2012年7月21日北京特大暴雨，造成至少79人死亡，經(jīng)濟(jì)損失116.4億元，主要積水道路63處，京廣鐵路南崗?fù)萋范我欢纫蛩投＿\(yùn)。2013年長(zhǎng)沙、西安、武漢、成都、廣州、昆明、沈陽(yáng)等城市均發(fā)生比較有影響的城市內(nèi)澇事件，帶來(lái)巨大生命財(cái)產(chǎn)損失。這些都給城市的防洪除澇工作敲響了警鐘。
[0003]為此，國(guó)務(wù)院在最近下發(fā)的《關(guān)于加強(qiáng)城市基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的意見(jiàn)》【國(guó)發(fā)〔2013〕36號(hào)】中明確指出用10年時(shí)間解決城市積水內(nèi)澇問(wèn)題。當(dāng)前國(guó)家正在積極推動(dòng)城鎮(zhèn)化建設(shè)，對(duì)城市內(nèi)澇進(jìn)行科學(xué)防控、加強(qiáng)城市內(nèi)澇應(yīng)對(duì)已刻不容緩。一方面，全球氣候變化導(dǎo)致極端天氣頻繁出現(xiàn)，城市暴雨強(qiáng)度明顯增大，城市化造成自然滲透地面減少，地面不透水面積增加，地面粗糙率減少；使得城市的降雨絕大部分以地面徑流形式排出，滲入地下的雨量減少，由此造成市區(qū)范圍內(nèi)地面徑流量增加，徑流時(shí)間縮短，給城市排水系統(tǒng)造成巨大壓力，內(nèi)澇風(fēng)險(xiǎn)陡然增大。降低城市內(nèi)澇風(fēng)險(xiǎn)可以從兩個(gè)途徑入手:一是減小城市暴雨對(duì)城市排水系統(tǒng)的壓力，另一個(gè)是提高城市排水系統(tǒng)自身的排水能力。后者需要對(duì)城市現(xiàn)有排水系統(tǒng)進(jìn)行改造升級(jí)，代價(jià)大、周期長(zhǎng)，是一項(xiàng)長(zhǎng)期艱巨的任務(wù)；前者需要人類(lèi)能對(duì)雨水排放進(jìn)行有效的調(diào)控。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種可移動(dòng)箱式雨能發(fā)電助排系統(tǒng)及方法。
[0005]可移動(dòng)箱式雨能發(fā)電助排系統(tǒng)包括箱殼、水輪機(jī)、發(fā)電機(jī)、變電器、水泵、排水廊道、可調(diào)節(jié)伸縮萬(wàn)向輪、引水管、抽水管、第一輸電線路、第二輸電線路、第三輸電線路和排水廊道出口；箱殼內(nèi)設(shè)有水輪機(jī)、發(fā)電機(jī)、變電器、水泵、排水廊道，在箱殼內(nèi)底部設(shè)有排水廊道出口，箱殼外底部設(shè)有可調(diào)節(jié)伸縮萬(wàn)向輪，引水管與水輪機(jī)連接，水輪機(jī)與發(fā)電機(jī)相連，發(fā)電機(jī)與變電器通過(guò)第二輸電線路相連接，變電器與水泵通過(guò)第三輸電線路相連接，變電器外接第一輸電線路，水泵與抽水管相連，水輪機(jī)和水泵與排水廊道連通，變電器安放在排水廊道上方。
[0006]可移動(dòng)箱式雨能發(fā)電助排方法是:收集的具有一定流速的雨水經(jīng)過(guò)引水管推動(dòng)水輪機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，發(fā)電機(jī)將機(jī)械能轉(zhuǎn)變成電能，通過(guò)第二輸電線路輸入到變電器，變電器通過(guò)第三輸電線路為水泵提供電力，多余的電力通過(guò)第一輸電線路輸出，水泵通過(guò)抽水管排澇，水輪機(jī)的尾水和水泵的出水通過(guò)排水廊道出口排到承水體中，箱殼通過(guò)可調(diào)節(jié)伸縮萬(wàn)向輪行走和調(diào)平。
[0007]本發(fā)明將雨能發(fā)電與城市排澇相結(jié)合，形成可移動(dòng)箱式雨能發(fā)電助排系統(tǒng)，能有效地減小雨能對(duì)城市水系統(tǒng)的沖擊，實(shí)現(xiàn)城市快速除澇，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、布置緊湊、安裝靈活、使用方便、環(huán)境友好、經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益顯著等優(yōu)點(diǎn)，在節(jié)能減排和全球氣候變化的大背景下極具研宄推廣價(jià)值和廣闊的應(yīng)用前景。
【附圖說(shuō)明】
[0008]圖1為可移動(dòng)箱式雨能發(fā)電助排系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0009]如圖1所示，可移動(dòng)箱式雨能發(fā)電助排系統(tǒng)包括箱殼1、水輪機(jī)2、發(fā)電機(jī)3、變電器4、水泵5、排水廊道6、可調(diào)節(jié)伸縮萬(wàn)向輪7、引水管8、抽水管9、第一輸電線路10、第二輸電線路11、第三輸電線路12和排水廊道出口 13 ;箱殼I內(nèi)設(shè)有水輪機(jī)2、發(fā)電機(jī)3、變電器4、水泵5、排水廊道6，在箱殼I內(nèi)底部設(shè)有排水廊道出口 13，箱殼I外底部設(shè)有可調(diào)節(jié)伸縮萬(wàn)向輪7，引水管8與水輪機(jī)2連接，水輪機(jī)2與發(fā)電機(jī)3相連，發(fā)電機(jī)3與變電器4通過(guò)第二輸電線路11相連接，變電器4與水泵5通過(guò)第三輸電線路12相連接，變電器4外接第一輸電線路10，水泵5與抽水管9相連，水輪機(jī)2和水泵5與排水廊道6連通，變電器4安放在排水廊道6上方。
[0010]可移動(dòng)箱式雨能發(fā)電助排方法是:收集的具有一定流速的雨水經(jīng)過(guò)引水管8推動(dòng)水輪機(jī)2轉(zhuǎn)動(dòng)，發(fā)電機(jī)3將機(jī)械能轉(zhuǎn)變成電能，通過(guò)第二輸電線路11輸入到變電器4，變電器4通過(guò)第三輸電線路12為水泵5提供電力，多余的電力可以通過(guò)第一輸電線路10輸出，水泵5通過(guò)抽水管9排澇，水輪機(jī)2的尾水和水泵5的出水通過(guò)排水廊道出口 13排到承水體中，箱殼I通過(guò)可調(diào)節(jié)伸縮萬(wàn)向輪7行走和調(diào)平。
[0011]本發(fā)明應(yīng)用在內(nèi)澇比較嚴(yán)重的地區(qū)，強(qiáng)降雨時(shí)，將可移動(dòng)箱式雨能發(fā)電助排系統(tǒng)接到屋面雨水管網(wǎng)上或流速較快的溝渠上進(jìn)行雨能發(fā)電，當(dāng)形成城市內(nèi)澇時(shí)，利用發(fā)出的電力進(jìn)行遠(yuǎn)程抽水，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)邊發(fā)電邊助排功能，當(dāng)不需要助排或者有多余電力時(shí)可以將電力進(jìn)行他用。系統(tǒng)的水輪發(fā)電機(jī)和水泵形式可以根據(jù)當(dāng)?shù)鼐唧w情況靈活選擇。
[0012]本發(fā)明采用可移動(dòng)箱式，將雨能發(fā)電和城市排澇集合到一起，布置緊湊，安裝靈活，使用方便，投資節(jié)省，效益顯著，具有廣闊的應(yīng)用前景。與過(guò)去雨水收集利用只是停留在水資源的天然職能上，而忽略了對(duì)雨能的利用不同的是，本發(fā)明一方面可以進(jìn)行水量調(diào)蓄，另外一方面減少了雨水能量對(duì)城市排水系統(tǒng)的沖擊，還可以將轉(zhuǎn)換后的電能用于低洼地區(qū)的雨澇助排，從而實(shí)現(xiàn)城市內(nèi)澇的分散防控。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種可移動(dòng)箱式雨能發(fā)電助排系統(tǒng)，其特征在于包括箱殼(I)、水輪機(jī)(2)、發(fā)電機(jī)(3)、變電器(4)、水泵(5)、排水廊道(6)、可調(diào)節(jié)伸縮萬(wàn)向輪(7)、引水管(8)、抽水管(9)、第一輸電線路(10)、第二輸電線路(11)、第三輸電線路(12)和排水廊道出口(13);箱殼(I)內(nèi)設(shè)有水輪機(jī)(2)、發(fā)電機(jī)(3)、變電器(4)、水泵(5)、排水廊道(6)，在箱殼(I)內(nèi)底部設(shè)有排水廊道出口(13)，箱殼(I)外底部設(shè)有可調(diào)節(jié)伸縮萬(wàn)向輪(7)，引水管(8)與水輪機(jī)(2)連接，水輪機(jī)(2)與發(fā)電機(jī)(3)相連，發(fā)電機(jī)(3)與變電器(4)通過(guò)第二輸電線路(11)相連接，變電器(4)與水泵(5)通過(guò)第三輸電線路(12)相連接，變電器(4)外接第一輸電線路(10)，水泵(5)與抽水管(9)相連，水輪機(jī)(2)和水泵(5)與排水廊道(6)連通，變電器(4)安放在排水廊道(6)上方。
2.一種使用如權(quán)利要求1所述系統(tǒng)的可移動(dòng)箱式雨能發(fā)電助排方法，其特征在于收集的具有一定流速的雨水經(jīng)過(guò)引水管(8)推動(dòng)水輪機(jī)(2)轉(zhuǎn)動(dòng)，發(fā)電機(jī)(3)將機(jī)械能轉(zhuǎn)變成電能，通過(guò)第二輸電線路(11)輸入到變電器(4)，變電器(4)通過(guò)第三輸電線路(12)為水泵(5)提供電力，多余的電力通過(guò)第一輸電線路(10)輸出，水泵(5)通過(guò)抽水管(9)排澇，水輪機(jī)(2)的尾水和水泵(5)的出水通過(guò)排水廊道出口(13)排到承水體中，箱殼(I)通過(guò)可調(diào)節(jié)伸縮萬(wàn)向輪(7)行走和調(diào)平。
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種可移動(dòng)箱式雨能發(fā)電助排系統(tǒng)及方法，它包括箱殼、水輪機(jī)、發(fā)電機(jī)、變電器、水泵、排水廊道、可調(diào)節(jié)伸縮萬(wàn)向輪、引水管、抽水管、第一輸電線路、第二輸電線路、第三輸電線路和排水廊道出口；箱殼內(nèi)設(shè)有水輪機(jī)、發(fā)電機(jī)、變電器、水泵、排水廊道，箱殼外底部設(shè)有可調(diào)節(jié)伸縮萬(wàn)向輪，引水管與水輪機(jī)連接，水輪機(jī)與發(fā)電機(jī)相連，發(fā)電機(jī)與變電器通過(guò)第二輸電線路相連接，變電器與水泵通過(guò)第三輸電線路相連接，變電器外接第一輸電線路，水泵與抽水管相連，水輪機(jī)和水泵與排水廊道連通，變電器安放在排水廊道上方。本發(fā)明采用可移動(dòng)箱式，將雨能發(fā)電和城市排澇集合到一起，即邊發(fā)電邊助排，布置緊湊，安裝靈活，具有廣闊的應(yīng)用前景。
【IPC分類(lèi)】F03B13-00
【公開(kāi)號(hào)】CN104775971
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510117710
【發(fā)明人】顧正華, 趙世凱, 焦躍騰, 潘海靜
【申請(qǐng)人】浙江大學(xué)
【公開(kāi)日】2015年7月15日
【申請(qǐng)日】2015年3月18日