龙宫竖管旋流通道切向喷射推水动力轮发电厂

摘要

一种龙宫竖管旋流通道切向喷射推水动力轮发电厂系由沉底龙宫，封水底盘，稳定桩，引水虹吸管，竖管，移动筒体，传动机匣，机壳，旋流通道切向喷射推水动力轮(或称动力轮)，封水底盘，启动机和发电机组成，本发明将利用标准化浮箱组装成方框形浮动平台，浮动平台将利用施工平台在承建平台上建造沉底龙宫，在沉底龙宫的底层底板上安装竖管旋流通道切向喷射推水动力轮发电装置，利用水柱的势能，流体通过竖管旋流通道切向喷射推水动力轮，使旋转流体的离心力推开同水位的静水而持续流动，利用静水具有的势能通过动力轮将沿管流动的流体转变为以切向喷射速度流动，用流体的切向喷射速度的反作用力，使动力轮驱动发电机而发电。

主权项

一种龙宫竖管旋流通道切向喷射推水动力轮发电厂系由沉底龙宫，封水底盘，稳定桩，引水虹吸管，竖管，移动筒体，传动机匣，机壳，旋流通道切向喷射推水动力轮(或称动力轮)，封水底盘，启动机和发电机组成，其特征是：本发明所要解决技术问题的技术方案是：将利用标准化浮箱组装成方框形或方格形浮动平台，浮动平台分为施工平台和承建平台，施工平台用于搭建脚手架，承建平台用于承载要建龙宫的基础底板层，承建平台所形成的水平面面积等于要建龙宫的宫底面面积，在近海组装浮动平台时，使施工平台的回字形水平面面积能满足建设龙宫施工所需的场地，使施工平台的内方框垂直面与承建平台的外方框垂直面贴近而不能贴合，选定一块建设沉底龙宫的水底基地并进平整，在基地对应于安装旋流通道切向喷射推水动力轮的部位挖一个能容纳动力轮的深坑，将标准化浮箱组装成的浮动平台拖到选定的水域，就于该水域用施工平台的场地，在承建平台上建设龙宫的基础底层，当沉底龙宫的基础底层建造到其排水量大于自重时，撤去承建平台，让龙宫的基础底层自动下沉，继续利用施工平台的场地，在沉底龙宫的基础底层上进行建造，使其一边建造一边下沉，直至龙宫沉于水底，用稳定桩固定，在高出水面的上层建设其自重大于排水量所需要的高层，龙宫是一种钢筋水泥梁柱框架结构的水下建筑物，是安装一个或多个竖管旋流通道切向喷射推水动力轮发电装置的水下发电厂，一个或多个竖管旋流通道切向喷射推水动力轮发电装置按纵向、横向等面积排列布局，引水虹吸管跨过龙宫的水面上层底板，用一个弯头连接一段直管将进水口伸至设定深度水位，在该弯头前安装一个进水阀门，其另一弯头端口与竖管连通，并在该弯头的上方安装一根带阀门的放气管，竖管在与移动筒体连通前于其管段上前安装一个止水阀门，移动筒体与竖管下段外径表面宻封配合，移动筒体可用于安装或拆卸传动机匣，下移与传动机匣宻封连接，传动机匣和机壳宻封连接，机壳内表面与旋流通道切向喷射推水动力轮的轮廓表面动配合，机壳用上反筒体和法兰盘支撑于封水底盘的桶口法兰盘上，旋流通道切向喷射推水动力轮用轮廓表面与机壳、封水底盘的对应表面动配合，用其动力轴穿过机壳内的套筒轴承，以吊挂方式支撑于传动机匣的中心宻封室内的止推轴承上，用其水平底盘下方的中心半球面孔与封水底盘对应的半球体相配合作为辅助支撑，与动力轮的水平底盘相配合的桶形封水底盘是一个可移动的钢筋水泥预制件，其上设有与动力轮切向射流相适配的流线型叶片组成的叶栅，封水底盘用桶壁内径与机壳的上反筒体外径相配合，用其桶壁外径与龙宫底层底板对应孔径表面相配合，下移用其桶口法兰盘支撑在龙宫底层底板的对应表面上，龙宫底层底板、封水底盘、机壳和传动机匣，构成旋流通道切向喷射推水动力轮发电装置的承力骨架，引水虹吸管、竖管、移动筒体、传动机匣、机壳、旋流通道切向喷射推水动力轮、封水底盘和龙宫底层底板的板间排水通道，构成旋流通道切向喷射推水动力轮发电装置的流体循环流动路线图，安装在龙宫底层底板上的旋流通道切向喷射推水动力轮发电装置，每一个竖管旋流通道切向喷射推水动力轮发电装置将驱动四至六台发电机，由于竖管旋流通道切向喷射推水动力轮发电装置是直立式的，故发电机呈辐射式布局安装，占用空间大，龙宫的底层底板上除安装竖管旋流通道切向喷射推水动力轮发电装置处留有可开关的封水底盘外，底层底板和四周墙面体全与水体隔断，不得渗漏，且与水面接触的表面不得有钢筋外露，在底层内绕封水底盘的周围设有底层底板的板间排水通道，排水通道按纵向横向布局，排水通道的截面面积与竖管的过流量相适配，安装在底层底板某空间中心部位的封水底盘、动力轮、机壳及其上的动力输出传动机匣等与电厂有关的设备设施是事先准备好的，按工程的进程安装就位，在竖管旋流通道切向喷射推水动力轮发电装置的动力输出传动机匣的周围安装发电机和相关设备与设施，在龙宫底层四周及以上各层建设生活工作区，在封水底盘的孔口外的底板上设有用于固定龙宫发电厂的稳定桩，每一座龙宫发电厂根据规模的大小，设置一部或多部升降电梯，设置一条或多条安全通道，旋流通道切向喷射推水动力轮发电装置的竖管从龙宫发电厂高出水面处，用引水虹吸管将水面下的水体导入竖管，经进、止水阀门，过传动机匣的环形通道导入旋流通道切向喷射推水动力轮，进、止水阀门用于龙宫发电厂的启动与大修，止水阀门用于龙宫发电厂的维护与保養，动力输出传动机匣是用两对或三对空心流线型辐条支板连接外筒体与中心密室形成的承力构件，是用不锈钢压铸、精加工而成重要部件，其外筒体与中心密室构成含有辐条支板的环形通道，其外筒体的上端面通过一段设有密封构造的移动筒体与竖管连通，移动筒体的下端面与机壳上端面密封连接，移动筒体的上段内径表面用几圈篦齿和多圈嵌入式石墨宻封环与竖管对应管段的外径表面宻封配合，移动筒体用其喇叭口法兰盘与传动机匣密封连接，传动机匣的外筒体下端面与旋流通道切向喷射推水动力轮的机壳上端面密封连接，其中心密室中段内对应于空心流线型辐条支板部位，设有安装动力轮动力轴连接的主传动轴、传动轴和伞齿轮等构件的空间和构造，每一根空心流线型辐条支板内安装一根传动轴，传动轴的内端段穿过设于中心密室中段的套筒轴承孔，用其末段外花键与小径伞齿轮的内花键相配合，伸出传动机匣的外筒体的外段轴与设于安装在其对应部位的推力轴承相配合，分别用其外端处的连轴器与发电机的电磁离合器相连接，一组传动轴中有一根伸出传动机匣的外筒体外段轴长，在其连轴器与外筒体之间设有一只大径皮带轮，通过设有张紧器的皮带与启动机输出轴上的小径皮带轮连接，当安装小径皮带轮的转轴两端都配置有电磁离合器，一侧的电磁离合器与启动机连接，另一侧的电磁离合器与辅助发电机连接，每根传动轴内端的小径伞齿轮分别与安装在主传动轴上的主伞齿轮啮合，主传动轴用外花键与主伞齿轮的内花键相配合，主传动轴用外花键的轴向长度大于主伞齿轮内花键的轴向长度，用下伸段的外花键的键槽与安装在动力轴上的吊挂支承盘径向拧进的螺钉头相配合，使动力轴与吊挂支承盘不致产生周向位移，主传动轴用内花键与动力轴上端段的外花键相配合，中心密室下段为带中心孔的截锥体，中心孔上段设有止推轴承，止推轴承的下座圈外径与对应孔径表面过盈配合，下座圈下方的孔径表面与动力轴对应轴径表面上的嵌入式石墨密封环与篦齿的宻封构造相配合，止推轴承的上座圈上段与其孔径表面段动配合，在对应于止推轴承的滾珠部位从传动机匣的外筒体外的适宜部位加工一个回油径向孔，一根头部带宻封环的润滑油回油管穿过传动机匣的外筒体和环形空间与回油径向孔连通，并把回油管在外筒体的孔口处焊死宻封，回油管外段与回油箱连通，中心密室的上端段设有安装整流锥体的止口环面，止口环面上安装有石墨宻封垫圈，整流锥体下段内设有主传动轴的支撑盘，支撑盘的外径表面与整流锥体的对应内径表面过盈配合，其中心处设有支撑主传动轴的滾珠轴承，滾珠轴承的外座圈与其对应孔径表面过盈配合，其内座圈与主传动轴的对应轴径表面过盈配合，整流锥体下段对应于支撑盘部位设有向下凸出的短筒体，短筒体的高度和环端面与中心密室上端段的止口环面相适配，环端面上设有压入石墨宻封垫圈的环齿，短筒体的外径表面与其对应表面过盈配合，短筒体外的环平面与中心密室的上端环平面紧宻贴合，以保证环端面上的环齿压入石墨宻封垫圈的设计深度，以免压坏石墨宻封垫圈，短筒体外的环平面外径等于中心密室上端面的外径，在对应于滚珠轴承上端面部位从传动机匣的外筒体外的适宜部位加工一个穿过整流锥体锥面的进油径向孔，一根头部带宻封构件的润滑油进油管穿过传动机匣的外筒体上的孔口，伸过径向孔直抵滚珠轴承保持架位置，带管接嘴的进油管用其法兰盘与传动机匣的外筒体上对应的径向孔口焊接封死，该管接嘴通过管件与管道和润滑油泵连通，旋流通道切向喷射推水动力轮装置的机壳是一个不锈钢压力铸造构件，其过动力轴轴线的截面为凡字形的双筒双盘体结构，经精加工后的内筒体上端法兰面与传动机匣的下端法兰面用石墨宻封垫圈密封连接，两者的相对环面上都设有压入宻封垫圈的环齿，在对应于旋流通道上方的同径段内设有辐条式流线型连接支板，连接支板的柱体的中心孔，设有与动力轴对应轴面相配合的套筒轴承，套筒轴承是动力轴的中间支撑表面，在其上下孔径面段上设有与动力轴轴面相配合的上下嵌入式石墨宻封环，石墨宻封环的上下段孔径面与动力轴轴面上的对应箆齿相配合，机壳中间支撑表面下方的内筒体有一喇叭段与外筒体连接，喇叭段内表面与旋流通道切向喷射推水动力轮轮廓面相配合，其喇叭段末端处的上反外筒体段上方的法兰面下表面与封水底盘桶口法兰盘上表面用石墨宻封垫圈密封连接，与机壳喇叭段内表面动配合的旋流通道切向喷射推水动力轮是一个不锈钢模锻件，是一个带旋流通道切向喷射喷口的动力轴、盘体结构件，位于水平盘体上表面中心的动力轴，其轴向截面为⊥字形，旋流通道切向喷射喷口由若干个叶片组成，每一叶片的由一段内弧形叶片段和外弧形叶片段构成，内外弧形叶片段的自由端面与机壳的几何形状内表面相配合，并制作有刮向机壳表面的刀刃，即刀刃向着推水动力轮的旋转方向，每一片叶的内端面与动力轴和水平盘体的对应表面连结成一体，每一叶片的内外弧形叶面平滑过渡连结，内弧段的外弧面曲率半径小于外弧段的内弧面曲率半径，外弧段的外弧面曲率半径等于动力轮盘体的半径，四个或六个叶片平分水平盘体上方的空间，每两个叶片就构成一条旋流切向喷射通道，动力轮上设有几个叶片就有几条旋流切向喷射通道，外弧段的弧长大于内弧段的弧长，因此，每一叶片的外弧段出口端面包含与之相邻叶片内弧段的一段叶面，过外弧段出口端面与动力轴轴线作一个垂直平面和内弧段对应叶面相切割，就形成旋流通道切向喷射喷口，由外弧段出口端面内侧垂直线h1、内弧段外侧垂直线h2、且h2大于h1，两垂直线的垂足在水平盘体上表面的连线b与其对应于机壳内表面上的斜线或弧线所组成的各喷口的总面积S2，与流体流过竖管横截面面积S1滿足流量恒等定律，即Q=S1·V1=S2·U2，V1是垂直于S1的流体的速度，U2是垂直于喷口截面S2的流体的切向喷射速度，即过垂足连线的中点作喷口的垂直平面，以流体流过被喷口限定的垂直平面的流速作为旋流通道切向喷射的平均速度U2，以喷口的中心点至动力轴轴线的距离作为旋流出口时流体重心的离心力半径Ro，旋流通道切向喷射推水动力轮的水平盘体的半径等于外弧段外弧面的半径，水平盘体的上表面与封水底盘的叶栅底边的环平面齐平，水平盘体的厚度与封水底盘的园凹坑相适配，其下表面中心设有与封水底盘的支承柱半球体相配合的半球面孔，旋流通道切向喷射推水动力轮的动力轴于旋流叶片上端面上方的中轴段上，设有与机壳中支撑套筒轴承和上下嵌入式石墨宻封环面相配合的中段轴轴面，设有与机壳中支撑石墨宻封环面上下孔径面相配合的箆齿，以此构成动力轴中支点的上下宻封构造，中段轴上方的上段轴部位依次设有与传动机匣中心宻室下段截锥体中心孔径面相配合的几圈径箆齿、与其嵌入式石墨宻封环面和止推轴承孔径面相配合的柱面，设有与吊挂支承盘内花键的键齿内径面相配合环槽，环槽上方的末段轴上设有与主传动轴内花键相配合的外花键，末段轴伸入传动机匣的中心密室内其环槽的下环面与止推轴承上座圈上表面齐平，环槽的宽度与吊挂支承承盘的厚度相适配，吊挂支承盘是一个不锈钢模锻件，加工有与主传动轴外花键滑动配合的内花键，其内花键上方设有与主传动轴的外花键伸长段的键齿外径面相配合的内径面段，在其内径面段部位设有和主传动轴外花键的键槽相对应的一圈径向螺钉孔，当吊挂支承盘内花键滑过主传动轴的外花键后，转过一个键齿，使其内花键上端面与主传动轴的对应外花键下端面在环槽内贴合而轴向止动，用一圈螺钉拧进主传动轴外花键的键槽内而周向制动，使吊挂支承盘与动力轴和主传动轴连接成一体，使旋流通道切向喷射推水动力轮以吊挂的方式被中心密室内的止推轴承所支撑，末段轴上的外花键与主传动轴的内花键相的配合，将旋流通道切向喷射推水动力轮获得的动力通过动力轴传给主传动轴，主传动轴将动力传给主伞齿轮，主伞齿轮再将动力分配给小径伞齿轮，与小径伞齿轮连接的传动轴将动力传给各发电机，这就构成了旋流通道切向喷射推水动力轮的动力传送路线图，与动力轮的水平底盘相配套的封水底盘是一个钢筋水泥桶形预制构件，是一个带叶栅的可上下移动的桶形构件，是建造龙宫通海孔道的模具，封水底盘由四部分构成，底部设有用于容纳和支撑动力轮的水平底盘的凹坑段，凹坑段上方设有与动力轮的切向喷口相配合的由一圈流线形叶片组成的用于导出流体的叶栅段，叶栅段上方的桶壁段的内径表面与机壳的上反筒体段的外径紧宻配合，桶壁段上方是用于安装机壳的桶口法兰盘，桶口法兰盘设有使其可在龙宫底层底板的通海孔道内上下移动的结构，当封水底盘的底表面与龙宫底层底板下表面同水平面时，龙宫的通海孔道被封水底盘的桶柱面宻封而关闭，当封水底盘的桶口法兰盘的下环面与龙宫的通海孔道的上环面贴合而宻封时，龙宫的通海孔道就开启，叶栅段每一片流线型叶片的前缘形成的内径与动力轮的旋流通道外弧段的外径相适配，其后缘形成的外径与其桶柱面的外径相等，流线型叶片的安装角与从动力轮喷射出来的流体速度方向相适配，封水底盘的凹坑中心的⊥形支撑柱上方的半球体与动力轮的水平底盘下表面的中心半球面孔相配合，带半球体的⊥形支撑柱是用炭/炭复合材料制成的构件，是在建造封水底盘时用水平底盘的实体模具相配而预埋的，其伸出封水底盘凹坑表面的半球体在预埋前是经过与半球面孔研磨而相配的，封水底盘桶底的厚度由设计強度决定，桶壁外径由叶栅设计強度决定，桶口法兰盘的上下环面处分别设有一块与龙宫底板上的嵌装环板相配合，都是用高强度不锈钢经精加工而成的，封水底盘的桶口法兰盘上下环面处预埋的环板上设有内、中、外三圈孔，其内、中圈孔口处，分别在其各自相对孔口处焊接有带内螺纹的不锈钢管，内圈相对孔口处的带内螺纹不锈钢管用于安装动力轮的机壳，其与内螺纹相配的螺钉长度小于封水底盘桶口法兰盘的厚度，用机壳法兰盘下表面处的环齿与封水底盘桶口法兰盘上表面处的环齿压住其间的石墨宻封环而宻封，中圈孔口处的带内螺纹不锈钢管用于推动封水底盘下移，其与内螺纹相配的螺钉长度大于封水底盘的移动距离，在用螺钉推动封水底盘下移到一定距离时，反转螺钉，对着螺钉位置在嵌装环板对应部位分别放置一只盲孔止推轴承，再顺转螺钉，推动封水底盘下移，使封水底盘桶口法兰盘上的环齿和嵌装环板上的环齿压住置于中圈孔口内侧的石墨宻封垫而宻封，桶口法兰盘两环板的外圈每两相对孔口处分别焊接有一段不锈钢管，该圈不锈钢管的孔口与龙宫底板上的通海孔道外的嵌装环板上的孔口相对应，在嵌装环板的一圈孔口处，分别套装一根带一段内螺纹的不锈钢管，在建造龙宫底层底板时，这圈套带一段内螺纹的不锈钢管分别与嵌装环板对应孔口焊接，内螺纹的长度须滿足能吊起封水底盘的拉力，其不锈钢管的长度须大于封水底盘的移动距离，且其没有内螺纹段的内径大于与螺钉的外径，在吊起封水底盘时，先在与其内螺纹相配的螺钉上分别套装一只止推轴承，以减小转动螺钉的平面摩擦力矩，凡与环板焊接的不锈钢管的中心线与其对应孔口同轴线，在两环板相对表面于孔口内外侧的板面上，都分别制作有压入石墨宻封垫的环齿，不锈钢管与不锈钢环板和水泥接触的表面都与其对应钢筋网焊接，封水底盘桶的高度等于桶底厚度+水平底盘的厚度+2倍动力轮切向喷口高度+桶口法兰盘的厚度+各层石墨宻封环被压住后的实际厚度，在承建平台上开始建设龙宫底层底板时，先将用于压入稳定桩的塑料桶放置在承建平台的设定位置上，将石墨宻封垫套装到封水底盘桶口法兰盘的下表面处，将焊接有带一段内螺纹不锈钢管的嵌装环板套装到该石墨宻封垫的下表面处，转动石墨宻封垫和嵌装环板，使其孔口与封水底盘桶口法兰盘上外圈孔口对正，用施工螺钉穿过封水底盘桶口法兰外圈孔口处的不锈钢管，将螺钉拧进内螺纹不锈钢管内，将其暂时吊在封水底盘桶口法兰盘的下表面处，将炭/炭复合材料制成的几个密封垫圈(以下简称炭/炭密封垫圈)紧贴封水底盘桶壁上段外径表面套装，将带石墨宻封垫圈、嵌装环板和几个炭/炭密封垫圈的封水底盘放置在承建平台的设定位置上，即塑料桶和封水底盘的下表面与龙宫底层底板下表面在同一水平面上，在向龙宫底层底板浇灌水泥沙漿前，封水底盘桶底段外径的设定高度上涂上一层脫模剂，当水泥沙漿浇灌这一设定高度时，将一个炭/炭密封垫圈水平移至刚浇灌的水泥沙漿水平面上，并编织一层钢筋网，随后再在封水底盘桶底段外径的设定高度上涂上一层脫模剂，再将水泥沙漿浇灌这一设定高度，再将一个炭/炭密封垫圈水平移至刚浇灌的水泥沙漿水平面上，并编织一层钢筋网，依此程序直至将水泥沙漿浇灌到石臘模块的底面水平面时，对着封水底盘处的石臘模块的外径面放置四个塑料板制成的方形弧面喇叭形导流管，将弧面喇叭形导流管口用其弧面口围绕封水底盘嵌有石臘模块的叶栅外径面放置，弧面喇叭形导流管口的对称中心垂直平面按纵向、横向布置，其出口转接塑料直管与水体相通而构成龙宫底层底板间的排水通道，四根塑料直管的内径截面面积之和与竖管内径截面面积滿足流量连续方程，若龙宫设有多排旋流通道切向喷射推水动力轮发电装置，在塑料直管对接处再构建龙宫底层底板的板间排水通道，与此同时，当龙宫底层底板上浇灌第一层时，将带有一段内螺纹不锈钢管的嵌装环板放置到水泥面上，且带一段内螺纹不锈钢管管口不得碰到弧面喇叭形导流管表面，这在设计和放置封水底盘时已被考慮到的，在第一层水泥沙浆上就要编织钢筋网，并将钢筋网的主钢筋与带一段内螺纹不锈钢管表面焊接，每浇灌一层水泥沙浆就设置一层钢筋网，除在封水底盘嵌有石臘模块段不放置炭/炭密封垫圈外，即在弧面喇叭形导流管的第一层上方，就要在封水底盘的桶壁外径表面上涂一层脫模剂，每浇灌一层水泥沙浆就要放置一个炭/炭密封垫圈，设置一层钢筋网，直至水泥沙浆浇灌到龙宫底层底板的设定厚度，使嵌装环板嵌在龙宫底层底板的水泥层内，并使嵌装环板内径面处的水泥表面与嵌装环板的水平环面齐平，这时，嵌装环板的上表面至封水底盘桶口法兰盘下方石墨宻封垫圈下表面的距离等于封水底盘需要下移的尺寸，这一尺寸是在封水底盘下移后，使通过动力轮旋流通道切向喷射出来的流体被离心力甩出而顺畅地流出叶栅通道，继而通过弧面喇叭形导流管、塑料直管而流出龙宫底层底板，推动底层水体与其周围的水体汇聚，当龙宫底层底板在承建平台上建造好后，在其底层完工和承建平台撤离前，将封水底盘上的石臘模块撤除干净，将旋流通道切向喷射推水动力轮安装到封水底盘上，将套石墨宻封垫圈的机壳安装到动力轮上，将螺钉穿过机壳法兰盘的孔拧进封水底盘的桶口法兰盘带内螺纹的不锈钢管内，使相对两法兰盘的环齿压住石墨宻封垫圈而宻封，将带有密封件、组装好的传动机匣安装到机壳的相配位置上，调整到位后，在龙宫底层底板的设定位置上建造发电机和启动机的安装基础，将所有稳定桩安放到装有油膏和沙子的塑料桶内，将发电机和启动机就位，将移动筒体安装到传动机匣的相配位置上，将已就位好的机器用油布保护起来，在承建平台撤离后，接续建造龙宫底层以上各层，直至整座龙宫沉降到水底，并用爆压法将稳定桩压入海床深处，将整座龙宫定位于设定海域的水平海床位置上，在竖管及引水虹吸管、阀门与移动筒体安装连通后，就可进行空载运转，开启阀门，水体从引水虹吸管的进口流入竖管，经传动机匣的环形通道，使水体充满旋流通道切向喷射推水动力轮，张紧器工作，启动机运转，通过皮带传动机构，带动旋流通道切向喷射推水动力轮发电装置在封闭状态下空载运转，待动力轮的转速达到设定要求后，将螺钉分别拧进封水底盘桶口法兰盘外圈带内螺纹的不锈钢管内，在对着嵌装环板的螺纹管口部位分别放置一个盲孔止推轴承，同时旋转螺钉顶住嵌装环板，推动封水底盘下移，开启封水底盘的叶栅出水通道，各传动轴上的电磁离合器与发电机接通，流体通过旋流通道的切向喷口喷出，从切向喷口喷射出去的流体以其反作用力推动水动力轮旋转，动力轮的旋转驱动动力轴和与其连接的主传动轴同步旋转，安装在主传动轴上的主伞齿轮带动小径伞齿轮，各小径伞齿轮驱动传动轴加速转动，通过电磁离合器将竖管旋流通道切向喷射推水动力轮发电装置获得的动力输送给各发电机而发电，在流体从切向喷口喷射出去的同时，高速旋转的流体被离心力径向甩出，其径向甩出速度与切向速度的合成速度流向封水底盘的叶栅通道，流体在流经叶栅通道、弧面喇叭形导流管的过程中将流体的动能转变为动压头后，从龙宫底层底板间的排水通道排出，待旋流通道切向喷射推水动力轮发电装置运转稳定后，将与启动机连接的电磁离合器断开，旋流通道切向喷射推水动力轮发电装置进入稳定发电运转阶段，当需要维修时，先关闭移动筒体上方的下水阀门，依次对称地关闭发电机，同时在螺钉上套装一个止推轴承，分别将套有止推轴承的螺钉穿过封水底盘桶口法兰上的不锈钢管管孔，拧进嵌装环板带一段内螺纹的不锈钢管内，将封水底盘吊起至原先的封水状态，动力轮也随着流体的减少而减小转速的同时，关闭全部发电机，将移动筒体上移，就可将需要维修保养的另部件卸下，进行修理或更换，维修好后，将所有零、部件复原，开启移筒体上方的止水阀门，按上述方法和程序，重新起动竖管旋流通道切向喷射推水动力轮发电装置，本发明以经典流体力学理论为依据，结合常见的自然现象：旋转的涡流、旋转的台风、旋转的龙卷风等旋转运动具有巨大的能量的事实，来创建人造龙转水理论——旋转流体力学理论，旋转流体力学理论是经典流体力学理论与流体旋转运动相结合的理论，旋转流体力学理论的本质是在流管出口处制造一个小的反压环境，使流体能推开流管出口外的静水阻力而顺利流出，这是旋转流体力学理论所要说明的问题，经典流体力学理论指出：平静水体对外做功的条件是1、进水侧和出水侧必须具有一定压差，压差越大对外做功的能力就越大，2、必须有一套能量转换的装置，筑坝发电装置就是这种经典流体力学理论的应用，这是不可压缩理想流体在重力作用下作定常流动时的伯努利方程所决定的沿流管流动理论，这是一种直流理论，即流体是沿管线直线进出的，旋转流体力学理论研究的是不可压缩理想流体在重力作用下流体作旋流运动的理论，即流体从管线直线进入由旋流通道切向喷射出去的理论，既然平静的水体具有一定的位能，那么，把水体具有一定的位能转变为电能是能量转换装置所要解决的问题，由于水体是可以改变流动方向的，还可以被隔断和推动的，上述龙宫竖管旋流通道切向喷射推水动力轮发电装置，它就是利用水体可以改变流动方向、可以被隔断和推动的公理，它就是将具有一定位能的静水转变为电能的装置，它利用引水虹吸管插入水体的设定深度，使流体向上流动再向下流动以提高其入口速度，从而增加其流量或减小竖管的管径，它使其有限流体沿引水虹吸管、竖管管线流动改变为按旋流通道的流动，它把沿管线流出的流体改变为按切向喷射流动，利用流体的位能变为切向喷射的动能，它是利用喷射流体的反作用力来做功的，它利用旋转离心力甩出流体的动能，在流线型叶栅通道转变为动压头，再利用龙宫板间排水通道的方形塑料导流管作进一步扩压，使龙宫板间排水通道的塑料直管出口处流体的压强远大于同水位静水的压强，而且被离心力甩出流体的速度方向是径向的，与流体的切向速度成直角关系，其合成速度指向流线型叶栅通道叶片的安装角，因而被离心力甩出流体的径向速度并不影响流体的切向速度，流体的切向速度是由水位压强差所决定，而离开动力轮切向喷口的流体所受到离心力却与流体从切向喷口喷射切向速度的平方成正比，即离心力作用于同样质量流体上的力，远大于该流体在切向喷口的切向喷射速度的反作用力，具有巨大离心力的流体从动力轮较小的弧面上径向甩出，使该流体获得较高的径向速度，这就决定了受到离心力作用的流体具有较大的动能，就是说该流体具有将动能转变为较大压强的潜在能力，这里就定义受到离心力作用的流体具有的压强称为旋流压强，该流体的旋流压强远大于同水位的静水压强，因而使其具有推开动力轮外水体的能力，甚至能在动力轮周围形成负压区，下面以龙宫竖管旋流通道切向喷射推水动力轮发电装置这种人工制造龙转水的一个设计数字模型来进行说明，依据不可压缩理想流体在重力作用下作定常流动时的伯努利方程——沿流管流动理论导出的公式是：(以下力的单位用kg)Z1+P1/γ+V1²/2g=Z2+P2/γ+V2²/2g=常数         (1)，式(1)中的Z1、Z2(m)，P1、P2(kg/cm²)，V1(m/s)，γ=1000(kg/m³)，g=9.8(m/s²)，就有：Z1+P1/γ+V1²/2g=常数        (2)，Z2+P2/γ+V2²/2g=常数，       (3)，将式(2)‑式(3)得：(Z1+P1/r+V1²/2g)‑(Z2+P2/r+V2²/2/g)=0      (4)，整理后得：V2²=2g[Z1‑Z2]+2g[P1/γ‑P2/γ]+V1²     (5)，由于本模型将基准水平线设在切向喷口射流中心水平面处，所以上述式中的Z1=Z2=0，又由于本模型的流体在喷口的出口处是切向喷射出去的，而不是沿管线直线喷射出去的，故将式(5)中的V2改为切向速度U2，因为本模型的取水口不是设在总水头线处，故不考慮其机械损失，暂时假设式中式(5)中的P2/r=0，即暂时假设出水口没有反压，本模型在封闭条件下作空载运转时是这种状态，由式(5)得：U2²=2g[Z1‑Z2]+2g[P1/γP2/r]+V1²=2g[0]+2g[P1/γ‑0]+V1²=2g[P1/γ]+V1²，即：U2²=2gP1/γ+V1²       (6)，设P1=10kg/cm²，V1=44.27189m/s(含大气压Pa=1.033kg/cm²的作用)，γ=1000kg/m³，g=9.8m/s²，将其代入式(6)，得：U2²=2gP1/γ+V1²=2x9.8x10x10000/1000+(44.27189)²=3920(m²/s²)，开平方得：U2=√(3920)=62.61(m/s)，若设导入流体的竖管内径D=2m，则其过流截面积S1=3.14m²，求体积流量Q，切向流喷口面积S2，根据流量方程式：Q=S1V1=S2U2         (7)，得：Q=S1V1=3.14m²x44.27189m/s=139.014(m³/s)，S2=Q/U2=139.014/62.61=2.220(m²)，设龙宫竖管旋流通道切向喷射推水动力轮的四个正梯形切向喷口的总截面积等于S2，则每一个正梯形切向喷口的截面积A=S2/4=2.220/4=0.555(m²)，设正梯形切向喷口的外弧段的上底边h1=0.5m，内弧段的下底边h2=0.9m，则其直角腰边长为b(m)，则b=A/(h1+h2)/2=0.555/(0.5+0.9)/2=0.793(m)，设外弧段内半径为R1=2m，则内弧段外半径R2=R1‑b=(2‑0.793)=1.207(m)，取b的中点为喷口切向平均流线面半径R₀=R1‑b/2=2‑0.793/2]=1.604(m)，设动力轮的旋流通道的外弧段内弧面面积占全周长内弧面面积的4/5，用该段弧面面积阻断机外的水体，还有周长内弧面面积的1/5(占72°)将受机外水体的阻力，设机外水体对内弧段外弧面的阻力面积为S3，则S3=2πR2xh2x1/5=2x3.14x1.207x0.9x1/5=1.364(m²)，求动力轮的转速n(r/min)，由U2=2xπ R₀求n：U2=2π R₀ n       (8)，由式(8)得：n=U2/2π R₀=62.61x60/(2x3.14x1.604)=373(r/min)，设动力轮切向喷口切向流线面外面的静态流体对切向喷口的同水位压强为Fr，先将V1²/2g，P1/γ，Pa转換为水的深度H(m)，令H1=V1²/2g，H2=Pa/γ，H3=P1/γ，求切向喷口平均喷射速度处的同水位的深度H，H1=V1²/2g=V1²/2g=(44.27189)²/2/9.8=100(m)，H2=Pa/γ=1.033x10000/1000=10.33(m)，H3=P1/γ=10x10000/1000=100(m)，$▿H=H1-H2=100-10.33=89.7\left(m\right),$$H=H3+▿H=100+89.7=189.7\left(m\right),$则同水位压强Fr=[H/10+Pa](kg/cm²)        (9)，即Fr=H/10+Pa=189.7/10+1.033=20(kg/cm²)现在来计算流体从喷口切向喷射后，在动力轮每转一周流体被离心力甩出，流体对切向喷口外侧处对应内弧面面积S3上的离心力压强F(kg/cm²)，F=MU2²/R₀/S3/n      (10)，式(10)中的M为流经动力轮的流体质量，将M=Qγ/g代入式(10)，F=Q/γgU2²/R₀/S3/n      (11)，=139.014x(1000/9.8)x3920/1.604/1.364/(373/60)/10000)=408.83(kg/cm²)，作用在动力轮切向喷口切向流线面外离心力压强F与同水位压强Fr的差值$▿F=F-\mathrm{Fr}=408.83-20=388.83(\mathrm{kg}/{\mathrm{cm}}^2),$即离心力推开所受外部的同水位压强Fr后，其剩余压強是同水位压强Fr的倍数K，$K=▿F/\mathrm{Fr}---\left(12\right),$这就说明离心力压强F远大于同水位压强Fr，即动力轮切向喷口切向喷射出来的水体产生的离心力足以推开围绕动力轮周围的水体，也就证明这类龙宫竖管旋流通道切向喷射推水动力轮发电装置能连续不断地运转，下面由离心力压强F与阻力压强Fr的差值来求流体沿离心力方向(径向)的速度V3，由于能量可以转变为各种形式，那么，先将压力能形式的转变为位能形式H4，即有：$H4=▿F/\gamma ---\left(13\right),$$H4=▿F/\gamma =388.83\times 10000/1000=3888.3\left(m\right)$再由位能形式H4转变为动能形式V4，就有：V4²=2g H4          (14)，V4²=2g H4=2x9.8x3888.3=76210.68(m²/s²)，开平方得：V4=√(V4²)=√(76210.68)=276.063(m/s)，由此可知径向速度V4是切向速度U2的倍数W：W=V4/U2         (15)，W=V4/U2=276.063/62.61=4.41倍，由切向速度U2与径向速度V4的获得合成速度与径向速度的夹角θθ=arc tg(U2/V4)       (16)，θ=arc tg(U2/V4)=arc tg(62.61/276.063)=12.7783°通过切向速度U2和径向速度V4可以求得合成速度V5V5=√(U2²+V4²)      (17)，V5=√(U2²+V4²)=√(62.61²+276.063²)=283.07(m/s)，由切向喷射速度求动力轮射流的反作用推力Ft(kg)、扭矩Mo(kg m)和轴功率N(HP或kw)Ft=M U2        (18)，Ft=M U2=Q r/g U2=139.014x(1000/9.8)x62.61=888129.24(kg)，Mo=Ft R₀           (19)，Mo=Ft R0=888129.24x1.604=1424559.3(kg m)，N=Mo n/716.2            (20)，N=Mo n/716.2=1424559.3x373/716.2=741917(HP)=545527(k w)，由这一设计数字模型的计算表明：1、揭示了旋转的涡流、旋转的台风、旋转的龙卷风具有巨大能量的机理，即以其小的旋转速度产生巨大的离心力，从而使流体产生破坏性的动能和速度，但是自然界的这种旋流能量最终被周围物体和巨大流体的阻力所消耗而结束，2、人工制造的龙转水所产生旋流能量被限定在设定的空间内，恒定的旋流能以恒定的离心力将有限空间内的水体推开，使其与切向喷口外的水体能保持一定的对外压差，以致龙宫竖管旋流通道切向喷射推水动力轮发电装置能持续稳定地运转，3、揭示了具有一定位能的静水按旋转流体力学理论来开发利用，其价值远大于经典流体力学理论，这将是一种取之不尽，用之不竭的天然能源，4、证明了人工制造龙转水的理论是科学的正确的实用的，5、龙宫竖管旋流通道切向喷射推水动力轮发电装置是利用静水位能的有效发电设备，6、若将龙宫竖管旋流通道切向喷射推水动力轮发电装置用于潜水艇，既可用切向流体的动力来发电，又可用其离心力射流的反作用力来推动潜水艇高速运动，而且潜得越深，发电能力越大，获得的推力更大，航速更快，航程无限，当然还可利用旋转流体力学理论建造无人潜水艇、水下龙虾、龙蟹、龙魚等运动体游弋于海洋之中，还可制造龙飞碟吸附在敌舰敌船上。