再创一个“三峡水电站”的构想——关于湍流垂钓发电机的设想与应用

一、问题的提出：

现时今，“一次性筷子”，“一次性餐盘”，“一次性塑料袋”……众多“一次性”用品已经被公众所诟病，在大众心目中，“一次性”用品成了浪费资源、污染环境的代名词。这说明我们人类的环境意识和资源意识在提高，追求美好生活的愿望已成为大家的共识。然而，我们如果仔细观察一下水电站的构造，就会发现众多的水电站对水资源的利用，其实也成为了“一次性用品”，是最大最大的资源浪费项目，不信，你瞧这些拍摄于我国三峡水电站大坝后的这些视频截图，你就一定会产生同感的吧。

目前，大家所知的水电站，都是设置在大江大河的河流峡谷地段，首先要截断河道，拦河造坝建库，不光造价成本太高，上亿元资金的投入几乎是天价，还涉及到大量移民搬迁安抚，真是太劳民伤财了。虽然建成后，能带来永久的发电、航运、观光、灌溉、养鱼等收益，但这坝体内的水轮机利用水能发电却是一次性的，发电后白花花的水流奔泻而出，它们还蕴藏的巨大水能就这样白白浪费了。而坝体内的发电机都采用依赖固定基座的蹲式发电，对还拥有强大水能资源的流失无法进行再次发电，这就太遗憾了。

再来看一下我国的三峡水电站，施工工期17年，截至2018年总共投资超过了2000亿，虽然已经累计发电收入达到3000亿，收回了投资成本。并且每年还会产生1000亿千瓦时的发电量，仅电费收入每年两三百亿，另外还有旅游观光、航运、灌溉等各项额外收入。但一看到流出坝体“疑似银河落九天”的水流，这样壮观的景象只赢得了游人赞叹，赚取了一点点可怜的旅游经费，不免还是让人产生了叹息。三峡水电站的落差达到了135米，它流出坝体的水流的能量真的无法计量，如果能将其再次利用进行发电，那么，“再创一个三峡水电站”的奇迹也不是不可能的。为此，本人特提出一种湍流垂钓发电机的设想。

二、背景技术：

为了解决上述水力资源白白流失的问题，现提供一种全新的思路，设置一种成本较低的湍流垂钓发电机，它能最大限度地实现水力资源发电的再利用。

湍流垂钓发电机组装置（见附图1），它是由两个塔吊(或其他固定支架)和多个垂钓发电机组成，两个塔吊分置河道两侧，在吊臂的配重端安装上固定钢板和定滑轮，并在其上连接一根钢缆做上部防摆杆。把钢缆的两个末端系上重锤，连同塔吊的基座一起嵌入两岸的山体之内，这样就搭建了一个稳固的吊装架子。在山体的中下部同样再设置一根钢缆，作为基部防摆杆。让叶轮和发电机形成一个整体，中间有增速齿轮箱连接。再将其吊装在塔吊形成的吊架上，将基部防摆杆嵌入电动机上端两侧的防摆叉中，再加上上部的防摆杆能有效减小因水流冲击力的不稳定形成的摆动；中部的承重钩和移动滑轮，不光能有效挂载发电机，而且还能方便检修；只要让下部的叶轮前端与水面接触获得水流的冲击动力就行，发电机的外壳外面只要再罩上一层防水装置，发电机就能安全工作了。

这种发电装置与三峡大坝坝体内的发电机进行比较，具有很大的优势，见下面对比表格：

 

三、具体实施：

 

那么，如何才能实现这一梦想呢，具体步骤如下（见附图2）。

1、搭建吊架：

先利用江岸边自热存在的坚硬的花岗岩岩壁，在近岸边的山顶上各打一个与地面垂直的隧洞，将塔吊的塔身藏身于隧洞之内，以最大限度增加其稳定度。然后架设好上部防摆杆和基部防摆杆，用水泥和螺栓让它们能与山体相连，以达到最大的稳固性。

2、电机安装：

将发电机调整好方向，并安装上叶轮，形成湍流垂钓发电机单体，将承重钩上的移动滑轮的滑槽嵌入塔吊吊臂的横杆上，将基部防摆杆嵌入电动机上端两侧的防摆叉中，以免电机左右摆动，而上部防摆杆、基部防摆杆和吊臂上的承重钩，又能很好避免电机的前后摆动，这样就能有效减小因水流冲击力而形成的不稳定。

叶轮的扇叶长度应恰当，一般来说其叶子长度应在1米以上，这样才能避免水流涨幅对电机安全的影响，再适当调节扇叶入水深度，并在发电机外面罩好防水罩，以防风吹雨淋对电机的影响。这样，电机就可以安全进入工作状态了。

3、铺设电缆：

将发电机的电线与输出电缆接通，发电机就可以进入正常工作了。由于与三峡电站距离较近，就可以铺设少量的电缆，就能将得到的电流直接并入三峡电站的电网内，或经整流装置处理后自用。

4、故障检修：

在发现某台发电机出故障时，工作人员可以先切断该路电路，再将安全索挂在上部防摆杆上，最后才前去检看；若需要大修，就将整个承重钩上提至上部防摆杆，让滑轮在上部防摆杆上移动至岸边检修。为行走方便，也可在吊臂上铺设平板，以提高安全系数。若是下部叶轮的故障，也可利用船只进行检修。

四、效益计算：

可见，这种灵活方便的发电装置，它无需拦河筑坝，也无需固定的基座，并且其位置和装卸均具有灵活性。其最主要的益处还在于它的成本较低，能实现湍急水流蕴藏的巨大水能的再利用。

这种发电机灵活性很强，它既可设置于水流湍急的山区河道，也可设置于水电站大坝出水口下游的河道中，并且可以在河道的不同地段进行多组次架设，发电效能还前后互相不受影响。这就是这种发电装置的发展优势所在。

三峡大坝全长2309米，那么江面宽度至少有2000米，留出航运所需的深水双向航道宽度500米（现今最大的货运船美国的“天鹅号”的宽度也只有132米），还留下近1500米的江面可以供垂钓发电，按两台发电机间隔10米计算，那么这种垂钓式发电机还可以安装150台之多呢。并且，这些水流经过一次垂钓发电后继续滚滚向前，对其流速并没有产生多大的影响，因此，在间隔一段距离的某些恰当位置，还可以再架设多重垂钓发电装置，其能够获得的电能真的无法计量了呢！！（见附图3）如果真能这样的话，再造几个“三峡水电站”也不是神话了呢。但愿它能梦想成真！！

附图3

这样的垂钓式发电装置，或许还能在大江大河坚固的大桥两侧进行安装呢！这样不光能增加发电的收益，还能省去架设支架的成本，真是“一举两得”呢。