筆者前面文章說了,水機安裝的結構與密度對本模式來說是一個優化問題,這需要體現出高效與恰到好處這兩個特征出來。筆者前面有專文介紹過軸流式方案,下面,我將自己研究心得也給大家介紹一下。當然,最完美的方案需要經過長時間的實踐后,通過不斷比較不斷優化才能達到的。《一條水道能解決全世界的用電需求嗎》一文,雖然以問句的形式為題,但不是虛妄之談,讀罷本文后,大家更會有一個比較明確的答案。
第一種:軸流式水機,順流而成
《能源用不完模式中的分枝發明》之二十八是筆者設計的一種葉輪密度緊密適度的樣式(參閱前面總結文章),這種結構樣式的一個顯著特點,就是水流從四周而入(也可根據需要選擇左右、前后兩側面或者四面環流涌入),水輪機結構能簡就簡,不必復雜,只帶必要配件即可。進入方向是上方,出水方向是下方,各部件大小質量都根據需要和當時條件按最高規格配制。主軸所在位置應該是一個洞穴,內裝配套發電機組設備和電流輸入設備,這個洞穴且能與外面相通。工作技術人員是可以隨時進入到這里,通過科學設備觀察和監督該水輪機的運行情況。如下左圖。下圖右側圖指的是相鄰兩臺水機之間應該有一小段間距,每臺水機的配置和工程結構都基本一樣,都有洞穴和通道與外部相通。但是也有不同。因為串聯水機模式隨著深度的增加,水頭不斷增大,不同深度位置水機的結構也應有所不同。另外,軸流式水機還分轉槳式與定槳式,筆者目前認為,轉槳軸流式水機還是比較好的選擇。
第二種:充分利用一條水道的價值——每個臺階并聯N臺(橫向)+臺階式串聯X臺(縱向),水道按“總——分(臺階)——總”樣式
臺階式,我很早時候就講到過。臺階式安裝水機的優點很多:
第一, 臺階垂直高度。臺階式可以有一個適當的臺階垂直高度。這個高度用來增加水重力的強大程度。起初的幾百米完全可以閑置,不安裝任何東西。
第二, 每個臺階可以并聯多臺水機。單個臺階可以并聯數臺水機(同時通過分水管接入),比如10臺-20臺水機吧(相當于半個三峽電站),這些并聯水機可以組合成各種幾何圖案,就像前面所說的管扎結構圖案,如直線、圓形、菱形、正方形、長方形……下圖所示就是管扎結構,圖片有圓形結構,菱形結構等。
第三, 蝸殼很短或沒有蝸殼。我們這個模式可以不用蝸殼或可以蝸殼很短就行。一臺水機就用那蝸殼粗細的進水量就可以了。如下圖就是一個蝸殼。主要考慮到本模式排水量巨大,希望工程專家們把這個因素一定要分析清楚。
第四, 水道形態的總-分-總結構。這里需要注意的一點是,臺階上幾個分水管道的容積與垂直總管道的容積應該是對等的、大體相當的。從水道形態上來講,就是總-分-總結構,也就是化整為零,又化零為整。這樣可以安裝比較理想的盡可能多的水機,下圖所示,一個臺階并聯的數量當然也太多了,僅供工程專家開拓思維之用。事實上這可以根據需要確定適當的數量就行,因為數量太多并非是一件好事,這就意味著一條水道的水量非常大,并且對工程管道都是一個嚴峻的考驗,因此選擇適當的數量是必須的。這種臺階式分布結構的好處確實很多,在分析具體問題的時候就能體現出來。
第五, 水頭規律充分利用。可以按水頭大小規律來安裝水機,盡量做到物盡其用。下圖是一個臺階圖案,其實是一個總水道,每個臺階分管接入,分管容量之和與總水道容積相當。總水道都埋藏在臺階內部,各水機由分管連接,組成一個多邊形圖案,非常美觀。
第六, 立體結構。這種既重視縱向結構,又重視橫向發展的立體結構,可以為其它相對緊張的環節解壓。比如,因為立體結構不只是重視縱向結構,也重視橫向結構,那么,在保證總數量不變的前提下,可以稍微減一下深度,比如原來挖7000米才能完成預定任務,現在可以改成挖5000米了,是不是輕松了很多呢?
第七, 能源技術也要提高啊。還有一點,在單臺水機功率技術上還做不到的情況下,比如說500萬千瓦,那么,我們可以用這種橫向結構并聯5臺100萬千瓦的來實現,對不對?如果并聯10臺呢,那就變成1000萬千瓦的了。而單臺1000萬千瓦的水機恐怕要很多很多年后還難實現呢。關于這方面的研究,大家可以參閱筆者前面的總結文章《能源用不完模式的分枝發明》之二十七、二十八。
第三種:如果我們對每條水道的形態結構感興趣,可以設計很多造型圖案,比如下面這種方案就是其一。這個方案供給工程專家開拓思路之用。當然,這個設計方案的主旨,就是為了把一條水道更好地延長,把一條水道的水量用得恰到好處,體現的也是物盡其用的道理。水道延長可以有很多種方法,這是其中一種方法。
新的能源革命,主要是原動力革命!除了節能,更重要的是開源
中國工程院副院長杜祥琬曾經在全球頂尖級科學家大會給世界算了一筆賬,他說:“美國人口是世界人口的5%,消耗了世界總能耗的25%,中國人口是美國的4.3倍,中國人均能耗(如果)達到美國的人均能耗水平,也就是25%×4.3,全世界的能源給中國都不夠。”【1】杜祥琬院長這筆賬意在告訴世界,我們中國必須要走節能環保、綠色發展的道路,是基于人口問題這一根本國情。杜先生這一回答,還是基于化石能源與可再生能源都有限的前提和背景下講的。
筆者認為,新的能源革命,除了能源技術提高外,主要還是原動力的革命!是驅動源革命。除了節能,更為重要的,是開源。在能源問題上,人類面臨著共同的可持續發展的問題。斯米爾曾對《華爾街日報》記者說過,要想增加能源總量,同時減少碳排放,這個難題沒有什么捷徑,沒有什么一勞永逸的全球解決方案。【2】很多專家也認為,目前我們所使用的可再生能源形式,像風能、太陽能、生物質能、水能,都不具有成為單一主導能源的潛質。海夫納先生在《能源大轉型》一書中,也特別強調了這一點“沒有任何一種解決辦法或如人們所說的多種辦法能夠解決這些能源問題,根本沒有什么良方。”【3】他強調了天然氣將成為漫長過渡時期的橋梁燃料。
筆者認為,人造骨新能源模式正是斯米爾教授所說的“根本沒有什么全球性解決方案”的解決方案,也正是海夫納先生所說的“根本沒有什么良方”的良方。
能源環保模式給世界揭示了一個真理:讓無效能變成有效能,或者說讓無序能變成有序能,就是在制造驅動源,就是在制造世界愈來愈有序的原動力(請參閱《世界愈來愈有序的能量從哪里來》一文),在本模式里,驅動源就是人造骨高度能。人造骨是能動、主動的,水是被動的。我相信前面文章已經講得非常清楚了,這個問題是理論層面的一個大問題。當然,在人類追求高效清潔能源的道路上,原動力和能源技術都很重要,但其重要性根本不在同一個層面上,這是需要注意的地方。歷史上的工業革命,既有驅動源的革命,也有能源技術的革命,驅動源革命的有效期比較長,比如人類歷史上以生物能作為驅動源的歷史就非常漫長。能源技術的作用相對就小得多,其有效期相對也較短,有時會非常短。這個需要大家好好理解。新的能源革命,主要是原動力的革命,驅動源的革命。把這個原動機原理理解好了,制造好了,新的能源革命就真正到來了!!
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注釋:
【1】中國或在2030年使煤炭退出主導能源行列,2010、9、14,搜狐綠色。鏈接:http://www.dampscompany.com/news/news-128469-1.html
【2】環球網評論,斯米爾:中國可模仿但永遠達不到美國水平,2014、4、11。鏈接:http://opinion.huanqiu.com/dialogue/2014-04/4968618.html
【3】《能源大轉型》,氣體能源時代,美國與中國的相遇,2013、8、1,中信出版社。
責任編輯: 李穎