可移动箱式雨能发电助排系统及方法
【技术领域】
[0001]本发明属于防灾减灾和可再生能源利用领域，特别是一种可移动箱式雨能发电助排系统及方法。
【背景技术】
[0002]近年来，伴随城市的快速发展、人类活动日益频繁和全球气候变化，城市内涝已成为影响城市经济社会可持续发展的主要问题。2010年，国家住建部曾在全国范围内组织过对351个城市的调研，发现在2008-2010年的3年间，全国有62%的城市都曾发生过内涝事件，内涝发生3次以上的城市有137个。逢大雨必涝，现在已成为很多大城市的通病。2012年7月21日北京特大暴雨，造成至少79人死亡，经济损失116.4亿元，主要积水道路63处，京广铁路南岗洼路段一度因水淹而停运。2013年长沙、西安、武汉、成都、广州、昆明、沈阳等城市均发生比较有影响的城市内涝事件，带来巨大生命财产损失。这些都给城市的防洪除涝工作敲响了警钟。
[0003]为此，国务院在最近下发的《关于加强城市基础设施建设的意见》【国发〔2013〕36号】中明确指出用10年时间解决城市积水内涝问题。当前国家正在积极推动城镇化建设，对城市内涝进行科学防控、加强城市内涝应对已刻不容缓。一方面，全球气候变化导致极端天气频繁出现，城市暴雨强度明显增大，城市化造成自然渗透地面减少，地面不透水面积增加，地面粗糙率减少；使得城市的降雨绝大部分以地面径流形式排出，渗入地下的雨量减少，由此造成市区范围内地面径流量增加，径流时间缩短，给城市排水系统造成巨大压力，内涝风险陡然增大。降低城市内涝风险可以从两个途径入手:一是减小城市暴雨对城市排水系统的压力，另一个是提高城市排水系统自身的排水能力。后者需要对城市现有排水系统进行改造升级，代价大、周期长，是一项长期艰巨的任务；前者需要人类能对雨水排放进行有效的调控。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种可移动箱式雨能发电助排系统及方法。
[0005]可移动箱式雨能发电助排系统包括箱壳、水轮机、发电机、变电器、水泵、排水廊道、可调节伸缩万向轮、引水管、抽水管、第一输电线路、第二输电线路、第三输电线路和排水廊道出口；箱壳内设有水轮机、发电机、变电器、水泵、排水廊道，在箱壳内底部设有排水廊道出口，箱壳外底部设有可调节伸缩万向轮，引水管与水轮机连接，水轮机与发电机相连，发电机与变电器通过第二输电线路相连接，变电器与水泵通过第三输电线路相连接，变电器外接第一输电线路，水泵与抽水管相连，水轮机和水泵与排水廊道连通，变电器安放在排水廊道上方。
[0006]可移动箱式雨能发电助排方法是:收集的具有一定流速的雨水经过引水管推动水轮机转动，发电机将机械能转变成电能，通过第二输电线路输入到变电器，变电器通过第三输电线路为水泵提供电力，多余的电力通过第一输电线路输出，水泵通过抽水管排涝，水轮机的尾水和水泵的出水通过排水廊道出口排到承水体中，箱壳通过可调节伸缩万向轮行走和调平。
[0007]本发明将雨能发电与城市排涝相结合，形成可移动箱式雨能发电助排系统，能有效地减小雨能对城市水系统的冲击，实现城市快速除涝，具有结构简单、布置紧凑、安装灵活、使用方便、环境友好、经济和社会效益显著等优点，在节能减排和全球气候变化的大背景下极具研宄推广价值和广阔的应用前景。
【附图说明】
[0008]图1为可移动箱式雨能发电助排系统的结构示意图。
【具体实施方式】
[0009]如图1所示，可移动箱式雨能发电助排系统包括箱壳1、水轮机2、发电机3、变电器4、水泵5、排水廊道6、可调节伸缩万向轮7、引水管8、抽水管9、第一输电线路10、第二输电线路11、第三输电线路12和排水廊道出口 13 ;箱壳I内设有水轮机2、发电机3、变电器4、水泵5、排水廊道6，在箱壳I内底部设有排水廊道出口 13，箱壳I外底部设有可调节伸缩万向轮7，引水管8与水轮机2连接，水轮机2与发电机3相连，发电机3与变电器4通过第二输电线路11相连接，变电器4与水泵5通过第三输电线路12相连接，变电器4外接第一输电线路10，水泵5与抽水管9相连，水轮机2和水泵5与排水廊道6连通，变电器4安放在排水廊道6上方。
[0010]可移动箱式雨能发电助排方法是:收集的具有一定流速的雨水经过引水管8推动水轮机2转动，发电机3将机械能转变成电能，通过第二输电线路11输入到变电器4，变电器4通过第三输电线路12为水泵5提供电力，多余的电力可以通过第一输电线路10输出，水泵5通过抽水管9排涝，水轮机2的尾水和水泵5的出水通过排水廊道出口 13排到承水体中，箱壳I通过可调节伸缩万向轮7行走和调平。
[0011]本发明应用在内涝比较严重的地区，强降雨时，将可移动箱式雨能发电助排系统接到屋面雨水管网上或流速较快的沟渠上进行雨能发电，当形成城市内涝时，利用发出的电力进行远程抽水，实现系统边发电边助排功能，当不需要助排或者有多余电力时可以将电力进行他用。系统的水轮发电机和水泵形式可以根据当地具体情况灵活选择。
[0012]本发明采用可移动箱式，将雨能发电和城市排涝集合到一起，布置紧凑，安装灵活，使用方便，投资节省，效益显著，具有广阔的应用前景。与过去雨水收集利用只是停留在水资源的天然职能上，而忽略了对雨能的利用不同的是，本发明一方面可以进行水量调蓄，另外一方面减少了雨水能量对城市排水系统的冲击，还可以将转换后的电能用于低洼地区的雨涝助排，从而实现城市内涝的分散防控。
【主权项】
1.一种可移动箱式雨能发电助排系统，其特征在于包括箱壳(I)、水轮机(2)、发电机(3)、变电器(4)、水泵(5)、排水廊道(6)、可调节伸缩万向轮(7)、引水管(8)、抽水管(9)、第一输电线路(10)、第二输电线路(11)、第三输电线路(12)和排水廊道出口(13);箱壳(I)内设有水轮机(2)、发电机(3)、变电器(4)、水泵(5)、排水廊道(6)，在箱壳(I)内底部设有排水廊道出口(13)，箱壳(I)外底部设有可调节伸缩万向轮(7)，引水管(8)与水轮机(2)连接，水轮机(2)与发电机(3)相连，发电机(3)与变电器(4)通过第二输电线路(11)相连接，变电器(4)与水泵(5)通过第三输电线路(12)相连接，变电器(4)外接第一输电线路(10)，水泵(5)与抽水管(9)相连，水轮机(2)和水泵(5)与排水廊道(6)连通，变电器(4)安放在排水廊道(6)上方。
2.一种使用如权利要求1所述系统的可移动箱式雨能发电助排方法，其特征在于收集的具有一定流速的雨水经过引水管(8)推动水轮机(2)转动，发电机(3)将机械能转变成电能，通过第二输电线路(11)输入到变电器(4)，变电器(4)通过第三输电线路(12)为水泵(5)提供电力，多余的电力通过第一输电线路(10)输出，水泵(5)通过抽水管(9)排涝，水轮机(2)的尾水和水泵(5)的出水通过排水廊道出口(13)排到承水体中，箱壳(I)通过可调节伸缩万向轮(7)行走和调平。
【专利摘要】本发明公开了一种可移动箱式雨能发电助排系统及方法，它包括箱壳、水轮机、发电机、变电器、水泵、排水廊道、可调节伸缩万向轮、引水管、抽水管、第一输电线路、第二输电线路、第三输电线路和排水廊道出口；箱壳内设有水轮机、发电机、变电器、水泵、排水廊道，箱壳外底部设有可调节伸缩万向轮，引水管与水轮机连接，水轮机与发电机相连，发电机与变电器通过第二输电线路相连接，变电器与水泵通过第三输电线路相连接，变电器外接第一输电线路，水泵与抽水管相连，水轮机和水泵与排水廊道连通，变电器安放在排水廊道上方。本发明采用可移动箱式，将雨能发电和城市排涝集合到一起，即边发电边助排，布置紧凑，安装灵活，具有广阔的应用前景。
【IPC分类】F03B13-00
【公开号】CN104775971
【申请号】CN201510117710
【发明人】顾正华, 赵世凯, 焦跃腾, 潘海静
【申请人】浙江大学
【公开日】2015年7月15日
【申请日】2015年3月18日