新式电站说明书节选2
            刘晓民
本文摘自2021年1月28日寄往国家知识产权局专利局的新式电站发明专利说明书：
                    第四种新式电站：管道式水电站
          第四种新式电站全部采用n形管道中的高横道取水（也就是所有的n形管道都不伤堤坝，这样堤坝就最坚固），前管内不装叶轮（这样水流就永远不会变缓），叶轮从n形管道后面的一竖的最下面开始安装，一直向后安装，也就是将第三种新式电站的厂房改为露天的直线式，这样就可以一直安装到入海口。这种方式是沿河道竖向发电，沿河道横向供电。以往的电站（如三峡电站），是许多水轮机聚在一起，发出电来后升压，然后远距离输送到需要电能的地方，还要再降压后才能使用：第四种新式电站是那里需要电就在那里安一台水轮机，发出电来直接使用，不再需要远距离供电，不再需要将电压升高然后再降低，不再需要高压输电线路。每台发电机的下面的蜗壳旁边都设旁管，如果叶轮陡然卡住，在水锤效应下，就会冲开旁管阀门，水就会从旁管通过而不影响后面的发电机发电。如果不是陡然卡住而是慢慢卡住，水锤效应还是会有，也就是水压还是会升高一些，还是能冲开旁管。也可采用其它方式监测水流或水压（比如采用水压传感器），水堵住时自动开启旁管阀门。也正是因为水锤效应，叶轮装在第三种新式电站与第四种新式电站的后管内，效率要比装在敞口的沟渠里高得多。如果某个蜗壳或发电机或叶轮需要维修，则是开启旁管阀门后，再关闭蜗壳进水口。也可采用第一种新式电站中的方法，也就是每个叶轮与管道壳（或者是蜗壳）之间，都要有一定距离，这样，无论那一个叶轮卡住，在吸力的作用下，水流将加快速度通过，这样整个水管内的水流都不会受影响：但是，采用这种方式，仍然要设旁管，这样，在维修叶轮或蜗壳时，水就能从旁管通过而不影响后面的发电机发电。叶轮与管道壳（或者是蜗壳）之间，有一定距离，在叶轮陡然卡住时，虽然能防止产生水锤效应，但叶轮与管道壳（或者是蜗壳）之间有一定距离会导致叶轮转速变慢：但驱动风力发电机的风叶有的转得很慢，但它也能发出电来，因为增加了增速齿轮。只要叶轮转动的力气大，就可以采用加装增速齿轮的方法驱动发电机发电。叶轮转动变慢的好处是能减少叶轮的疲劳裂纹，而且（应当）也不需要象老式的水电站安装的叶轮那样给水轮机补气。如果是横向进水，垂直出水的叶轮，以及不是采用蜗壳包裹的叶轮，叶轮与管道之间都不需要留空隙，因为这种叶轮便是卡住了，水也照样从叶轮中间穿过，只不过是流速增快了；如果留空隙，则叶轮处的管道要膨大。
          每条管道式水电站安装的叶轮的数量为1－100000个。
          三峡电站上游的水位与入海口处的水位，落差是非常大的，因此沿河道竖向发电不受地形限制，也就是输水管可以远离河道，穿峡谷越公路，通城市进乡村，也可以延伸到山上去。只要那里需要电源，输水管就可通向那里；只要那里需要水源，输水管就可以经过那里。没有装发电机、叶轮、阀门的地方，可以开挖地沟砌管道，这样管道就象下水道一样不占地方；遇到山峰，则管道从山上经过；遇到温度低的地方，管道采用隔热材料或从地下经过。
水管经过之处，任何一个有坑的地方或有沟的地方或低洼之处都是鱼塘，都可蓄水养鱼。也就是打开鱼塘边的阀门，关闭或关小后面的阀门，将鱼塘注满水后，将小鱼放入，鱼长大后，用（自家的）水管（支管）连接鱼塘边的阀门的排水口，然后开启鱼塘边的阀门，鱼塘里的水就会经（自家的）水管（支管）自动吸到连通三峡水库的水管里去然后随着里面的水往后面跑（因为大气压只支持10米高的水柱，所以在理论上，自家水管的长度不能超过10米）。也就是说，水管经过之处，都不会漏水。第三种新式电站的厂房里，无论那面墙壁上的蜗壳掉了一块，都不会漏水，你可以看到水在蜗壳里面随着叶轮飞奔，但水就是不会流到厂房里来。在水缸导水试验中，用剪刀将引水管剪开一个小孔，可以直接看到水在水管里面跑，将小孔朝下，水也不会因重力而流出来。这时候能听到响声，气流从小孔进入的响声，此时小孔后面的水管内会有大量的气泡。第二种、第三种、第四种新式的水电站不但不用担心漏水，便是漏气，应该也没什么影响，因为进去的气体同样有冲击力，同样可以冲击漏气部位后面的叶轮：但是水流与气流谁的力气大，则要经过验证。无论水流与气流谁的力气大，都可以用空气补水：也就是在枯水季节，上游的水量减少时，用空气替代一部分水去冲击叶轮。在水缸导水试验中，吸水口处于水缸里面的上部、中间或水缸底部，其水流速度与水量大小不变，都是相同的时间里注满水缸外的一小桶水：也就是说导水时主要是利用惯性力，第二种新式电站主要是利用重力，老式水电站主要是利用水坝上游与下游的水位差。以往的鱼塘，到了年底抽干水将鱼捞起来后，鱼塘只能空着，因为没有水，而现在你将大鱼捞起来后，将后面的阀门关闭或关小，水又会经你（自家的）水管（支管）注满鱼塘，这时你就可以将大鱼生的小鱼又放到鱼塘里面养。
          输水管延伸到山上时，将山上的输水管的阀门拧开，阀门前面的水不会退回去，因三峡大坝上游的水位比这里高；关小后面的阀门后，水从山上的阀门里流出时，虽然整个山上、山坡与山下都可得到浇灌，但是会减少后面的发电机的发电量。——所以正确的操作方式是：打开山上的阀门A，打开山上的阀门后面的第二个阀门C，再关山上的阀门后面的第一个阀门B，此时水从山上的阀门A流出，浇灌山坡或山下的土地，同时气流从山上的阀门后面的第二个阀门C进入管道里。——因为进入管道的气流同样能推动后面的叶轮转动而发电，这样就不会减少后面的发电机的发电量。山上的阀门后面的第一个阀门与第二个阀门也可合并为水流空气转换阀门：也就是阀门处的水管上部由一个盖子构成，盖子是向内开的。盖子向内开时，关闭水流，同时便会放入空气进到管道里，关闭的水流越多，放入的空气也就越多，将水流完全关闭时，空气的进入量最大；盖子向外封闭管壳时，则是放水，同时也就减小了空气的进入量。盖子向外完全封闭管壳，与管壳合为一体时，管道里面畅通，空气被盖子隔断。山坡与山下都得到浇灌后（或鱼池里的水注满后），打开山上的阀门后面的第一个阀门B，关闭山上的阀门A与山上的阀门后面的第二个阀门C。如果后面是水流空气转换阀门，则是将水流空气转换阀门处的盖子向外完全封闭管壳，再关闭山上的阀门A。
          管道内的气流与水流串联成一个流动的整体时，管道内的水流不但能推动前面的空气，还能拉动后面的空气。所以三峡大坝上可以码许多的管道，无论在枯水季节还是在泄洪时，发电量都是不变的都是最多：区别是泄洪时管道内流的都是水，枯水季节管道内流的是水与空气。也就是新式电站是不存在枯水季节的。第四种新式电站的发电量只与管道的多少成正比。
          以往内湖的水，如果冬天雪大或雨水多，第二年春天要排积以后才能露出农田，如果水管经过内湖，则可用水管吸水。与长江毫不相关的河流，在抗洪时，三峡大坝是无能为力的，但是，只要水管经过这条河流，水管就能调节这条与长江毫不相关的河流的水：也就是说，可以将前面的阀门关了，让整个水管全力吸取这条河流里的水。如果这条河处于枯水期，水少了，则可以给这条河注水。——前提条件是内湖与河流要低于上游的水且高于入海口处的排水口（在水缸导水试验中，用剪刀剪开的小孔如果放到地上，与水管排水口处于水平位置，则水会从小孔里流出来。将小孔提高，空气会从小孔处涌入。将小孔高于水缸里的水的水面，则水从小孔处开始分开，前面的水存于小孔与水缸之间的水管里，后面的水全流到地上。将小孔又低于水缸里的水的水面，导流再次开始。将小孔再剪大，接近水管的一半大小时，不再进入空气，而是流水出来）。所以，管道所经之处，无论那里有多余的水，都可用来抗旱、用来发电。便是第1段的进水口关闭了，入海口处最后一段的排水管也关闭了，中间第3段的水仍可以吸到第9996段去，因为第3段的地势高于第9996段。从此不再是南水北调，而是在一定的范围内无需移民便可以做到将水任意调，山下的水还能调到山上去，也就是水管穿过某座山时首先经过山下的河流。因为大气压只支持10米高的水柱，所以在理论上，连通山下的河流的水面与主水管之间的支管的长度不能超过10米：比如山下的河流的水面与山顶的距离是1000米，支管长度是10米，河里的水经支管吸到主管里后，主管里的水则是利用与三峡上游的水的水位差而向上爬990米跑到山上去。如果山下不是河流而是水库（或深湖、深沟、峡谷、洼地），且水库里的水的深度为800米，则可在主管道上并联U形管道，U形管道的深度为800米。开启U形管道前后阀门，关闭与U形管道并联的上面的短管道前后阀门（也可只关闭上面的短管道的前阀门或者只关闭后阀门），让三峡大坝上游的水从U形管道内经过，再开启U形管道底部与山下水库里的水相通的阀门，则可将山下水库里的水全吸到山上水库里去（也就是山下水库里的水与三峡大坝上游的水一起跑到山上水库里）。将山下水库里的大鱼捞起来后，再放三峡大坝上游的水或山上水库里的水到山下水库里养小鱼。U形管道前后阀门与上面的短管道前后阀门可以合并，也就是阀门手柄向右，三峡大坝上游的水从U形管道里过，阀门手柄向左，三峡大坝上游的水从上面的短管道里过；或者阀门手柄向左，三峡大坝上游的水从U形管道里过，阀门手柄向右，三峡大坝上游的水从上面的短管道里过。阀门手柄的长度大于或等于水库里水的深度。也可省略与U形管道并联的上面的短管道，也就是只有U形管道。
          第四种新式电站可以从三峡大坝的n形管道的前门直接进水；也可从三峡大坝的上面，远离三峡大坝的地方进水；也可从三峡大坝的后面进水：无论是从那里进水，都以用n形管道吸水为佳。因为虽然可以象自来水公司那样直接将水注入管道内，但自来水有二个弊端，一是水管有个小孔都会漏水（喷水出来），二是只能放水不能吸水，所以不能直接将上游河里的水当水塔使用，仍要采用前面所述的第二种新式电站的方式，也就是n形水电站的方式，用n形管从河里吸水，让水在大气压的压力作用下自己爬上几米高后，再向下游导流。这样，所有的管道通过开关后面的阀门，可以放水也可以吸水；所有的管道（包括蜗壳、阀门等处）都不会漏水，便是管道有破损也无所谓，因为漏进去的气体同样能推动后面的蜗壳内的叶轮。
          第四种新式电站非常适合治理地上河，比如在黄河河床抬高处将河水改道（这样河水中的泥沙就会在下一个用做鱼塘的低洼处堆积）。在河水改道后，河床晒干时，可将河道掘深。也可将掘起来的泥巴堆成很宽的堤坝，将河床抬高处改成一连串的鱼塘，堤坝上设阐门，要泄洪时这一连串的鱼塘仍可用于泄洪（与管道同时泄洪）。最佳的方式是用水流清理河中的泥沙，也就是将活动管道前面的n形管道罩在河堤上后（因为大气压只支持10米高的水柱，所以在理论上，n形上面的一横离河水的距离不能超过10米），搅动活动管道的管道口前面的河水，让河水将泥巴带到下一个用做鱼塘的山谷或深沟里（同时用管道将山谷里的水吸往固定管道）。采用这种方式，原来“堆成很宽的堤坝”则可用拦网替代，这样仍然会有一连串的鱼塘。只吸入没有泥沙的水的固定管道设在河床抬高处的末段。活动管道吸不到前面河中的泥沙后，吸没有泥沙的水并将水存于管道，然后增加活动管道，吸泥沙；吸不到前面河中的泥沙后，又吸没有泥沙的水并将水存于管道，然后再增加活动管道，吸泥沙。无论吸那一段的泥沙，都用不着阻挡河中的水流。无论n形管道罩在河堤的那个部位，都可用长长的固定管道吸取增加的活动管道（包括活动管道前面的n形管道）里面的空气引水。河道清理畅通后，固定管道吸河床抬高处的末段的河内的水；所有的活动管道，则直接用做接下来叙述的第五种新式电站（分段式水电站）的管道。
          治理地上河时，是将河里的泥巴用水 

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