论外力打击型动力模式与海底辅助排水系统

摘要：外力打击型动力模式与跳水打击型动力模式都可归类到重力打击型排水模式当中，“钢铁侠”排水模式和塑胶水库排水模式是另外一种原理和类型的排水样式，本文重点论述这几种排水模式的特点、排水功效和优缺点，这几种排水模式对于完成海滨水电城排水任务都显绰绰有余。这几种排水模式，作为千斤顶入海模式的辅助排水系统，足够排水之用，在本文中，千斤顶原理的巨大作用几乎不作为主要论述对象来探讨，事实上，已经可以忽略不计了。

本文重点介绍了重力打击型动力模式、跳水打击型动力模式、巨型“球拍”单向阀水库、“钢铁侠”排水模式……笔者条分缕析，通过摆事实讲道理，把前篇论文《论千斤顶入海模式改造潮汐能电站》一文中曾经讲过的外力打击型动力模式与海底辅助排水系统作专文重点论述，以便让读者明确理解千斤顶入海发电模式必定能够成功的原因……

关键词：重力打击型，钢铁侠，高压气室，气体压缩，辅助排水系统

海滨威尼斯水电城发电模式有四大核心系统：一、千斤顶原理入海系统；二、形态各异的海底巨型单向阀水库系统；三、独具特色的外力打击气室系统；四、伸缩自如的大力排水系统。

本文所讲的重力打击型排水模式就是指的四大核心系统中的第三，即：独具特色的外力打击气室系统，其中包括外物打击型和跳水打击型。海底单向阀排水系统指的是几种主要的单向阀水库，它们与动力打击系统一起，共同形成海滨水电城发电模式的排水系统。还有四大核心系统中的第四——伸缩自如的大力排水系统，主要指的是“钢铁侠”排水模式，以及由它衍生的两种类似排水模式。它们的动力源不是来自打击系统本身，而是来自电动力，这个详见文中解释。

图一 海滨威尼斯水电城发电模式

千斤顶原理入海系统是本文所论述的外力打击排水系统的基础

前篇论文《论千斤顶入海发电模式改造潮汐能电站》主要是向读者介绍了千斤顶入海发电模式的重大意义，本文将千斤顶入海发电模式的作用暂且不论，转而以辅助排水模式为中心论题，探讨这几种排水模式的巨大前景。这样单从理论上，就能够具有完全的说服力，证明单以辅助模式就足够海滨水电城排水之用，完全可以证明在现实实践层面以千斤顶入海模式和辅助排水模式共同参与的综合排水系统是必定成功的，从科学角度上讲，这可以说是毫无疑问的了。

关于千斤顶入海发电模式，我这里仅用几百字作一简单介绍，以便没有读过上篇论文的读者能够理解。如下图所示。

图二 液压千斤顶原理

什么是千斤顶入海发电模式？千斤顶入海发电模式，就是整个海滨威尼斯水电城发电系统的主要组成部分。因其排水系统是按千斤顶原理设计（如图二），该排水系统本身就是一个人造液压千斤顶样式，施加的压力正是通过水的重力和高低水位的持续冲击力所形成的有节奏性地打击，如同长江后流推前浪一般，借助帕斯卡原理所揭示的力的传递与扩大效应，将发完电的巨大水流顺利排入到海洋当中，完成发电程序。本文所说的辅助排水模式在整个发电流程中所起的作用，一是大幅度提高排水效率。随着技术的不断提高和完善，使排水效益达到更加完美和理想化的程度；二是一旦常规排水模式达不到预定标准和理想程度，便立即启用这些辅助系统，使海滨水电城排水模式日趋成熟、完美和理想。图二是液压千斤顶原理图，即帕斯卡定律。图三为海滨威尼斯水电城的鸟瞰平面图；图四是海滨威尼斯水电城夜景；图五是海滨威尼斯水电城纵向切面图。以前的论文中提到了外力打击型排水模式和跳水打击型排水模式，但没有作为重点内容来介绍。因为千斤顶入海发电模式主要是根据液压千斤顶原理和水道增压手段来达成目标的，这个模式的可行性，必须要有水底实验数据来支撑，光靠理论还是不够的，不具有十足的说服力，万一实验失败了，便辅以辅助排水系统来帮助完成入海程序。有这些辅助排水模式，便如虎添翼，完成排水入海的任务无有难关可言了。千斤顶入海发电模式的排水系统分主系统与辅助系统，笔者条分缕析，通过摆事实讲道理，把以前论文中所提到的外力打击型排水模式和跳水打击型排水模式作专文重点论述，以便让读者明确理解千斤顶入海发电模式必定能够成功的原因。下面我就依次论述。

图三 海滨威尼斯水电城鸟瞰图

图四 海滨威尼斯水电城夜景图

图五 海滨威尼斯水电城纵向切面图

外力打击型动力模式（注射器排水模式）
 

图六 外力打击型动力模式

外力打击型动力模式中所讲的动力，除了施加外力外（如图六所示），还有一个就是利用帕斯卡原理制造的千斤顶传递扩力气室，它是一个巨大的传递扩力高压系统，这个高压气室到底有多大，可以根据完成水库排水任务的需要进行科学计算。关于利用空气压缩制造家用小型发电设备，国外已经有了实例。美国一科学家就发明了这样的一个空气压缩发电机。见图七美国科学家利用空气压缩原理制造的家用小型发电设备。

据中国储能网2015年消息，欧盟已经同意向Gaelectric公司位于北爱尔兰的压缩空气储能(CAES)项目提供647万欧元(约合700万美元)的资金。该可再生能源公司早在2013年就制定出能源基础设施建设计划，建成后将成为欧洲唯一的压缩空气储能工程。该压缩空气储能项目位于拉尔内，向输变电运营商提供330兆瓦的电力，可持续长达6小时。

我国也已经有了利用导弹驱动空气动力学原理来帮助风力发电的成功实例。应该说，世界上的科学家越来越多地开始重视利用压缩气体作为动力源，比如近些年陆续有了以压缩气体作为动力的汽车、轮船、甚至飞机，这里讨论的便是用压缩气体作为传递动力，将气体的压缩内能和外来的打击力瞬间转变成为巨大的机械能，推动工作活塞和工作介质（气体或液体）做功，瞬间撑开水库内的巨型气囊（软气库）做功，顺利完成排水任务。它就像一个注射器或者像一个重力型气泵，我们索性就叫它“注射器排水模式”吧。大家都知道，注射器的针筒都是密闭的，看了注射器以后，再来理解重力型打击，就顺理成章了。其工作情形如下：当打击命令下达时，高压气室在外力（F1）作用下瞬间通过上活塞将压缩气体内能依据帕斯卡定律传递和扩大无数倍后猛力推向下活塞和介质（气体或液体），工作介质做功撑开软气库内的气囊，与气囊弹性龙骨一起激力爆发，将水库夹层的存水瞬间挤向大海；顺利完成排水任务后，水库入水口同时注水，夹层水量立增，水压又瞬间增大，系统回收同时工作，像注射器完成注射又拉回针管至原位一样，打击装置复位过程会自动产生内吸力，工作介质在双重力量同时作用下，又缩回至原来的储气通道待命，等候下一轮打击任务。这里大家要注意一个现象：密闭系统的气体返回原位的过程，就像密闭针管将密闭池水（针管口在水位以下）吸进针管一样，没有损耗，大家可以买个针管做一个这个实验，工作介质可以做到反复使用无损耗。

可是这个外力从何而来呢？请看图六外力打击型动力模式。仔细分析过图六以后，我们不难发现，所谓外力，这里是一个巨大的重物，重物的重量，与打击力度正好相配，并且与密闭容器内的活塞成为了一体（注意：重物与上活塞成为一体非常重要，或者本身就是一体，或者将两者捆绑为一体）。重物的上端用钢索悬挂在杠杆的一端，平时待命的时候，杠杆右边便施加一个压力，重物被高高悬挂起来。重物和活塞的底下是压缩气体，都被封锁在密闭容器内。如图。当然，除了选择杠杆，还可以选择滑轮等很多新方式。这里就不一一铺开叙述，留给大家想象余地，大家比较后，看哪一种更好就用哪种。总而言之，上活塞一放一拉，下位水库的气囊就会一扩一缩，从而带动整个系统工作，整个排水工作就有条不紊地进行了。

跳水打击型动力模式

跳水打击型排水模式与上面的重物外力高压气室打击型模式主要有一点不同，就是产生打击力量的来源不同。重力气室打击型模式，其打击力量是来源于外物重力，由外物重力打击高压气室做功，通过千斤顶原理几十倍甚至上百倍扩大打击力度，从而对工作介质产生巨大推动力，推动内部活塞工作。而跳水打击型模式，其打击力量主要来源于高空跳水对工作活塞的巨大重力和其加速度的强大冲击力。如果将跳水的重力也理解成外力重物的话，跳水打击型模式也可以归入重力高压打击型排水模式，二者即可归并为一种类型了。

大家须注意一点，我这里所说的打击系统是专用外力气室打击系统，是专门负责施加巨大外力的打击气室通道。在接到单向阀水库的水满报警信号后，便可对该号水库实施即时外力打击。所以说，单向阀水库可以有很多个，但打击系统常常只有少数几个，呈现少对多的形态。当然，在物质条件充足的情况下，应该实现一对一的最优配置格局。打击系统的外力非常之大，尤其是经过帕斯卡定律（千斤顶原理）扩力无数倍之后，更是势不可挡，一击而空，实现轮流对满水的水库进行外力打击。这个过程运行起来非常具有灵活性，也非常实用。

下面具体介绍一下长侧洞跳水打击系统。先解释一下为什么是长侧洞？长侧洞的好处在于跳水完成打击任务之后，在长洞底部受力下行和上弹返回过程中，都能保证跳水顺利通过长侧洞流出，然后与主流发电海水混合一处，转而执行发电的任务。这种打击模式，基本上有两种样式：一种使用高气压室；一种不使用高气压室。下面我主要讲使用高气压室的。因为使用高气压室的原理明白之后，另外一种不使用高气压室的样式便霍然开朗了。不使用高气压室的，和使用高气压室的，都会用到千斤顶原理，这是二者的一个共同点。我先讲二者不同的方面。不使用高气压室的跳水打击通道，从上至下，依次为：长侧洞跳水空间、承受打击的工作活塞、储气（液）通道和工作介质。使用高气压室的跳水打击通道，从上到下，依次为：长侧洞跳水空间、承受打击的工作活塞（上活塞）、反复压缩过高气压室、推动工作介质的工作活塞（下活塞）、储气（液）通道和工作介质。下面以使用高气压室的为例，重点讲承受打击的工作活塞（上活塞）是怎么一回事。上活塞与长侧洞跳水打击空间坚实的底部紧紧连成一体，大家注意，这一点非常重要。长侧洞跳水打击空间的坚实底部是由钢铁或比钢铁更重更实的物质铸成，形成侧洞打击系统的坚实底部，与工作活塞（上活塞）结成一体。上面再以海水重力、加速度冲击力，比如十几吨重的水，或几十吨重的水来进行跳水打击，这个是根据打击力度的实际需要来施加的，就像汽车的档位一样，给长侧洞底的工作活塞施加设定的压力（一般来说，跳水打击模式需要势能发电海水从上垂落的高度稍高一些，假设发电水流高度设计为150米，跳水打击高度50米，特种物质活塞10米，工作介质（液体或气体）储藏通道的竖直高度便为80米左右。这里除去了海平面与大坝底部之间的深度。当然储气通道可以如前面所说的那样设计成150度左右的弯洞状）。在跳水落到空间底部后，从侧洞流出，与飞流直下的发电水流汇聚一起，还能下行80米左右，与主流发电海水混合涌入大型水轮机。这个跳水施加的水压重力便是千斤顶模式当中施加的力F1（见图二液压千斤顶原理图），并且是完全根据力度需要来设计打击力度的F1，其势汹汹，一击而空，是非常容易做到的。再结合千斤顶入海图，大家看出什么门道来了？真正的泄水通道力度是非常之大的，不会像这个图示一样，这里只是解释一下道理罢了。另外，在具体方案当中一定会比这有更加详细的标注与解释，比如设计一定体积计量、一定频率的跳水打击力，比如有调控地控制水量大小施加打击？专用工作介质选择的是气体，还是液体？如果液体较为理想，需要多少量才合适？如果气体较为理想，需要多少量才合适？可以选择一种粘度好，不挥发，有重量，难融于水的气体，这种气体一旦冲入精心设计的固定于海底单向阀水库中的与水库形状相匹配的伸缩性极好的软气库当中，便会将水库中的水挤入大海。关于软气库的形状，本人认为与单向阀水库形状相一致最好，肯定有像支撑雨伞一样的伸缩弹性极好的硬骨骨架了（民间好象叫龙骨），当巨量气体迅速涌入软气室后会立即撑开龙骨，硬鼓鼓的，势不可挡，将水库的水排到海中。实际上，硬水库与软气库（伸缩水库）的巨大夹层空间，便是单向阀水库的储水空间。软气库未充气时，几乎不占多少空间，充气之后便起到排挤水库存水的巨大作用。将水库的水排入海中后，在系统内吸力和再注水水压双重作用力之下，它又会自动缩回原状，返回原位，气体回到储气管道中备用，等待下一次打击。这种软气库有点像今天我们看到的热气球。这些都是具体问题了，对工程师来说，他们更有经验，很多比这更复杂的工程都不在话下，这些细节问题当然不成问题了。

上面讲的都是关于高气压室的，关于高气压室需要强调一下。高气压室并不一定非用空气，可以利用风能和各种气体，甚至可以利用工业废气实现再回收利用。比如，大型工厂排放的滚滚烟气都不必排到大气中了，完全可以收集起来，作为气体压缩之用，起到变废为宝的作用。这里首先声明一点，气体收集是不成问题的，空气压缩技术早就有了，并且日趋成熟和先进，只是在实现大型作业方面，可能还没有先例。历史上之所以少见这样大型的高气压室，主要还是没有这种大型作业的需求，并不是缺少这方面的技术。

下面介绍一下高压气室中千斤顶原理的利用。关于千斤顶原理（本文图一是一个液压千斤顶示意图），这里再作一简单描述：密闭气（液）室当中，小活塞处所受的力F1与大活塞处所承受的力F2之间有一个比例关系，F1/F2=P1/P2，也就是说，小活塞受力与大活塞受力是成正比例关系的，这个关系与活塞的面积之比成正比例，即面积扩大多少倍其力就扩大多少倍。按照这个原理，事情就变得相当简单了，只要扩大密闭系统另一端的面积，便会得到相对应比例的巨力，这就是千斤顶原理。气体与液体都属于流体，都同样遵循帕斯卡定律，千斤顶原理正是帕斯卡定律的主要内容。高压气室内主要由两个可移动的打击活塞、反复压缩过的气体组成，下端大活塞处紧紧连接着工作介质储存通道，即气体或者液体储存通道。打击活塞与储气通道连成一体，与高塔形成一个比较合理的角度。高压气室上端活塞一受外力，下端活塞便将巨力转嫁给工作介质，从而推动工作介质做功，瞬间冲向海底水库的皮囊（软气室），皮囊将库中的海水挤压到海中。这里可以总结为三个步骤：1，以高压气室作为动力进行重力打击。2，下端大活塞撞击储气道内的工作介质做功眨眼之间进入单向阀水库的软气室（气囊），引发气囊龙骨弹力的集体迸发，然后与工作介质一起，形成巨大的排水合力，将水库中的巨量海水挤压入海中。3，完成任务后，水库注水开始，夹层水量立增，水压不断增大，系统回收同时工作，像注射器拉回针管一样，打击动力装置复位过程产生内吸力（关于内吸力，类似注射器针筒，大家可以做实验认真体会一下），工作介质在系统回收力和再注水压力双重力量作用下，又缩回至原来的储气通道待命，等候一下轮打击任务。下图是储气通道位于地下的一种情形，称为“地下埋藏储气室”。

图八 地下埋藏储气室

海底单向阀水库排水系统

外力打击模式与不同类型的单向阀水库形成一个统一的排水系统是至关重要的，下面介绍几种外力打击模式（包括重物打击和跳水打击）与各种单向阀水库的结合。基本上分两大类：一类是不用电力的；一类是使用电力的。不使用电力的单向阀水库，其工作动力来源是外力打击气室动力模式，使用电力排水的单向阀水库，不与外力打击系统连接，自成一体，其工作动力是电力，主要有“钢铁侠”大力排水单向阀水库、“机械手”单向阀水库、布袋型单向阀水库和塑胶单向阀水库几种类型。下面一一介绍。

一，外力打击型动力模式与巨型“球拍”单向阀水库

外力打击型动力模式（图九）与巨型“球拍”单向阀水库（详见后文）的结合，会产生怎样的效能？我们来简要分析一下。“球拍”单向阀水库形体巨大，容纳巨量海水，在外力打击型动力模式驱动之下，水库内的软气库瞬间将库内巨水推出库外，达到发电模式排水的目的。请看下列组图说明外力打击型动力模式与“球拍”单向阀水库的工作组合。

第一组图：外力打击型动力来源之一——重物打击：

图九 外力打击动力图

第二组图：外力打击型动力来源之二——跳水打击：左图是跳水与上活塞图示；右图是高压气室在跳水打击力下上位活塞下行图示。

图十 跳水打击动力模式图

第三组图：外力打击型动力模式（千斤顶原理示意图）

图十一 外力打击型动力模式原理图

第四组图：夹层弹缩打击型软气库

图十二 夹层弹缩软气库

夹层弹缩打击型软气库说明：这种水库，分硬库与软库，软库打击气口朝上最佳，因为这样就更加方便了。其实，只要对水库实施打击方便，在哪个方向都可以，大不了增加一个单向气阀就可以。总的看，气口朝上更加方便。水库水满后，接通负责打击的高气压室，眨眼间就能完成打击任务。打击气口上面有预留的储气通道，待水库水满后，便又在水压和系统回收力的作用下，回缩至储气通道当中。

关于水库内软气室的形状，本人认为与单向阀水库形状大体一致最好，应该有像支撑雨伞一样的伸缩硬骨骨架（民间好象叫龙骨，这个骨架，具有强大的弹性），当巨量气体在数秒迅速涌入后会瞬间撑开，硬鼓鼓的，将水库的水排到海中。实际上，硬水库与软气库（伸缩水库）的夹层空间，便是单向阀水库的存水空间。在软气库未充气时，便几乎不占多少空间，充气之后便起到排挤水库存水的巨大作用。将水库的水排入海中后，它又自动缩回原状，气体回到储气管道中备用下一次打击。这种气室有点像今天我们看到的热气球。

这种高压气体（或其它介质）的排水方式,肯定是可行的,并且会形成巨大规模,将来发展起来改进成熟之后，其速度之快,难以想象（1-2秒完成排水任务，确实是可以轻松完成的）。有一点儿像下面两个图片。大家可以结合前后文和第三组图片好好思考一番。

第五组图：巨型“球拍”排水口单向阀水库

图十三 “球拍”单向阀水库出水口

巨型“球拍”单向阀水库说明：这种类型的单向阀水库，设计简单精巧，原理浅显易懂。单向阀室的底部有一巨型圆球，是测量压力的装置，如图为单向阀水库的一个出水口，一个单向阀水库布满了这样的大型出水口。本水库的排水原理是平衡压差液压自动控制原理，具体说明如下：这是一个开口非常大的排水闸，一旦水库内压超过海水外压，排水闸口便会自动开缝排水，压差大小与打开的缝隙成正比。当外力打击进行时，排水闸口便会完全打开，像拉起泄洪的千斤闸门一样，形同三峡泄洪一样壮观。反之，便会紧紧关闭。这个平衡压差背压阀与其它部件共同组成一个液压自动控制系统。当然，这种排水闸的样式可以有很多种，那只是形式问题了。“球拍”是一种形象的说法，假设水库对“球拍”的作用力为Ｆ１,海底海水对“球拍”的反作用力是Ｆ２，如果F1>F2,那么，水库的水的冲击力便会将“球拍”冲开，水库的水直接入海，开口的大小与压力差成正比；反之，如果F2>F1，也就是海底的水对“球拍”的作用力较大的话，“球拍”便会止于原处不动，紧紧关闭开关。下图是三峡水电站泄洪场面。

图十四 三峡水电站泄洪场面

第五组图：钢球弹缩单向阀水库

图十五 钢球弹缩单向阀出水口

钢球弹缩单向阀水库说明：上面的钢球弹缩图示也是一个出水口，其原理与“球拍”出水口大致相同。海底巨型水库周身也可以装满这种单向阀出水口，从具体实践层面上说，也未必一定是钢球（钢球式单向阀早已经存在），也可以是其它隔水设备，但作用其实都一样。这种类型的单向阀水库既可以像前面两种一样，先建一个大型的水库，然后以此作为排水入海的关口，又可以直接安装在与海底海水相连接的水道口。这样一来，便也可以不建水库，但需要多修水道，其实与前面的模式各有优缺点，这种设备排水力度到底多大，不好估计，但一定是可行的。这种单向阀关口，有下面几处可圈可赞之处：第一，结构简单，一目了然。第二，牢固性好，不易损坏。第三，可用防蚀不锈精钢材质制造，不易腐蚀生锈。第四，即使部件坏了，相比其它方式来，可能比较容易维修。第五，中间的钢球也可以换作其它形状与材质，不拘一格，只要好用便可。缺点主要是排水量可能不如其它样式的出水口，但是它的坚固耐用是其它方式所无法相比的。

第六组图：巨型塑胶布袋单向阀水库

图十六 巨型塑胶单向阀水库

图十七 塑胶水库出水口像“海带”

巨型塑胶（布袋）单向阀水库说明：巨型塑胶（布袋）单向阀水库，因其外形像一个大布袋而得名。这个布袋水库是借鉴了小说里神奇宝贝布袋的形象。无论什么巨大的东西，只要布袋的主人一声咒语，便可以完全将之吸到神奇布袋里面。我这里点明这一点，意在说明科幻小说与科学发明之间的密切关系：一个梦境或者一个科幻形象，都能成为科学家灵感的源泉。巨型塑胶（布袋）单向阀水库的出水口是最简单的一种，道理也浅显易懂，可行性非常大。材质非常好的塑胶做成像大布袋一样的水库，周身布满出水口，这种出水口就像漂浮在它身上的“海带”（如图十七），有适宜的长度，平时是缩瘪的，就像塑料袋油纸一样粘在一起（有点儿像气门芯皮），大海的水难以进入。而待打击开始后，水库中的压力超过海底压力，它身上千千万万的“海带”出水口，就真正成了喷水口，景象非常壮观，这种喷水口也可以做得非常大。这样的出水口，可以有很多种样式。

二，电力排水单向阀水库

前面介绍的几组图示，外形样式各不相同，但原理基本一致，大家也可以受以上类型启发构思其它的样式。上面介绍的几种，都是不用电力就能达到排水的目的，下面介绍的就相反了，是用电力才能达到排水的目的。

第一组图：“钢铁侠”排水模式

图十八 钢铁侠

“钢铁侠”单向阀水库排水模式说明：“钢铁侠”单向阀水库排水模式，正是除外力打击类型之外的一种依靠电力完成任务的大力排水系统。这种“钢铁侠”巨型单向阀水库，真可称得上是钢筋铁骨，全身都是由精钢做成，铁骨铮铮，容量巨大，排水力度自是非同一般。它有一个特点，全身的钢铁部件组成一个有机的整体，能上下、左右、前后地做升降、推拉、伸展、收缩等全身运动，既可全身舒展大方容纳巨量海水，又可瞬间收缩于一处，像刺猬蜷缩身体那样，顺势将海水“吐”向大海。可能朋友要问：为什么要搞一个全方位的扩展升降压缩水库呢？答案是借电力和海水外力完成排水工作。因为海底的情形可能比较复杂——洋流、热流，冷流……像这样综合性能的水库有利于顺势而为，能适应海底不同环境的工作。任何时候，都可以借巨大的海水流动能量完成排水任务。尤其是有洋流的时候，选择与洋流方向相一致的运动，而不是逆流工作。当然了，如果海底工作环境比较稳定，也可以将“钢铁侠”的工作方向固定下来。这话就不必多说了。“钢铁侠”单向阀水库的骨架都是伸缩自如的钢铁骨架，当需要注水时，便可以随着注水的涌入，自动支撑起来，待注满水库之后，去掉钢铁骨架的支撑力，并且也同时依靠电力收缩，立即像一个撒气的皮球，转眼之间将水库内的巨水排入到海洋当中。这种巨型钢铁机械手，可以有多种形状，其实是一个巨型伸缩机，只须按动开关，便能任意伸缩。伸展时灌水，缩瘪时排水，可以用机器人操作，也可以人工操作，从当今世界现有的机械技术来说，其难度并不大，它是可以替代气室打击系统完成顺利入海的。下图是由“钢铁侠”水库衍生出来的“机械手”单向阀水库，既像伸掌握拳，又像鱼网收缩，力量奇大无比。“钢铁侠”水库还可以衍生出布袋型单向阀水库和巨型塑胶单向阀水库两种类型。关于布袋型和塑胶型水库，上面我都讲过了，大家可以根据这几种单向阀水库联想生发出更多的样式出来，但总之一句话，都是“万变不离其宗”，换枪不换药罢了。

第二组图：巨型“机械手”单向阀水库

图十九 “机械手”单向阀水库

各种模式的优势对比

以上列出来的各种模式，各有优点。从单向阀水库的类型来说，可以归类为两种：夹层弹缩单向阀水库模式和自动伸缩型吐水模式。第一种类型的单向阀水库排水量巨大，排水时间极短，技术难度稍高一些。第二种类型的单向阀水库模式动力来源于电力，排水量大，排水时间稍长一些。从动力来源上分类，可以分为重力打击型、跳水打击型、电动型、档位调控型几类。其中前两种不用电力，可谓是一劳永逸；“钢铁侠”是电动型，电动型需要电力；档位调控型技术上要求高一些，本文暂不作讨论。

以三峡电站为例解释为什么能源会用不完

能源用不完模式中的“用不完”，应该作如何理解？下面，我援引三峡电站为例，以2014年我国全年用电总量数据，结合三峡电站年发电量来具体算一笔账，然后再做更进一步的分析。三峡工程是目前世界上最大的河川发电工程，也是陆上河流发电的伟大创举，至今世界上再无第二个发电工程可与之相比。它的功能，除了发电之外，还有防洪、防旱、防涝、航运、灌溉等综合功能，它和伊泰普电站每年都在争夺发电总量世界第一的宝座。海滨水电城模式在正常排水状态下，排水速度是远远超过入水速度的，因此水库无论多大，都可以做到连排连注（下图是单库连排连注之一种，当水库水满以后，自动关闭水库的入水口，进行外力打击型排水，瞬间即成，再打开入口闸门，继续注水。可以有很多种样式，也可以多建水库，顺序打击排水，但较麻烦些，不如这种好），最终挑战的是人类社会的制造能力。当然整个电站只有一个水轮机和一个水库的情形是难以存在的，也没必要。在人类制造能力还很有限的时候，可以用数量来弥补制造能力的缺陷。但因其空前强大的排水能力，能源用不完是必定无疑的。单向阀水库的排水力度之所以空前强大，其原因，一个是连排连注模式，另一个是向海的排水闸门巨大，如前面提到的“球拍”出水口，有的达几十米高，并且每天每时都在排水，是全天候的排水水库模式。图二十是一个单库“连排连注”模式示意图，这个图示还可以在以上基础上稍稍改进一下，比如进气方向（红色箭头）可以与注水方向保持大体一致，顺流而击，这样一来，就可以不关进水口，只要保持一定节奏感和频率的打击就行了。（水库一满立即打击，基本上不耽误连续注水）

图二十 单库“连排连注”模式示意图

2014年我国全年用电总量达到55233亿度，按全国13亿人口计算，平均每人每年用电量达到4249度，平均每人每月用电量达到354度。当然这里面包括了工业用电，如果只按生活用电，肯定达不到这个数字。再看一看能源生产情况。依我国能源生产而论，一个三峡电站就能照亮半个中国，因此三峡电站素有“照亮半个中国”的美誉，这个也应该只是指居民生活用电而言。据能源网站报道，2014年三峡一年生产电量高达1000亿度，位居全球第一。如果我国有55个三峡电站生产电力，就足够全国用电之用，包括了生活用电、工业用电全部在内的用电量。1000亿度*55个=55000亿度。据新闻报道，2014年我国全年生产电量高达55233亿度，正好与55个三峡电站的生产电量大体相当。一个三峡电站共装水轮机32台70万千瓦级别的，1000亿度/32台=31亿度，也就是一台水轮机年产电量达31亿度，照此计算，一个400平方千米的中型海滨威尼斯水电城，需要装多少台70万千瓦级的水轮机才能解决2014年全年用电量？55233亿度/31亿度=1782台。答案就是1782台。也就是说，只要海滨威尼斯水电城装了1782台水轮机，就能解决我国全年所有用电。按一个中型海滨威尼斯水电城周长80千米计算，80000米/1782台=44米。也就是说，平均44米的长度才安装一台水轮机。这样的密度，也太松弛了。按常理来算，可以增加一倍数量，即1782*2=3564台。这样也还显松弛。因为还要平均22米才装一台。但这样的话，像一个400平方千米的中型海滨水电城，一年就能生产10万亿度以上（确切地说，达到110466亿度，这还是按三峡全年并不是全时段发电来计算的）的电量还显绰绰有余。大家说，是不是这样？世界统一使用清洁能源，离我们人类社会还很远吗？一座单向阀水库能同时接受多少台水轮机的排水量？单座单向阀水库的连排连注之表现到底有多潇洒，多从容？海底巨型单向阀水库的排水能力到底有多强大？连排连注能使巨型水库的利用率达到多少？使用频率达到多么密集的程度？远远超过注水的排水速度，在同时面对多台水轮机排水时，能做到从容应对吗？这些，当然都能得到非常肯定的回答。能源用不完模式在向整个人类社会发出挑战：人类的制造能力到底有多强大？我都能随时挑战，直至达到你们制造能力的极限……无论怎么说，能源用不完模式，就是挑战人类制造能力的极限！有多大本事，就使多大本事。能源用不完模式，需要制造业专家的通力合作，直到达到最理想的程度……

众所周知，我国是一个能源大国，既是能源消费大国，更是能源生产大国，并且是积极倡导和使用清洁能源的能源大国。据中国能源研究会能源专家周大地先生说，我国目前已经成为世界上能源第一大消费国，比第二大能源消费国美国大约已经多了20%以上的能源消费。他又说：“我国现在能源最主要的是靠煤炭，67%左右，最多的时候达到了70%多，现在全世界的煤炭大约一半在中国生产和消费，能源消费太多、能源质量较差导致了雾霾的出现。只要排放总量在增加，雾霾就没有治理的可能性。”目前清洁能源主要有水电，风电，太阳能和核能，核能发电还是有后顾之忧，日本的核能电站受灾就是一例。风电和太阳能发电其实并不容易，造价高不说，技术难度也比较大，比较依赖于天气条件，还有致命的一点是能源密度相对较低，虽然理论上总资源数量比较庞大，但可利用性并不强。我国搞了20年风电，至2014年年底，一共发了7500万千瓦的风电，大约相当于不到5000万吨标准煤。太阳能发电风声大，雨点小，去年装机容量达到1400万千瓦，能代替500万吨标准煤。而我国每年煤炭发电量要37亿吨标准煤，要靠风电、太阳能发电来完成清洁能源替代，从目前技术水平来看，不啻是痴人说梦罢了。

说能源用不完，也基于以下事实：第一，海洋水是用不完的，因此，海滨水电城所发的电将是用不完的，电能可以转化成热能、光能、化学能等其它形式的能源，因此，由它转化的能源将是用不完的。本模式又叫能源用不完模式（正规军发电模式）。第二，凭借千斤顶入海发电模式等四大系统，发完电的水实现滚滚入海是必定无疑的，这个道理很浅显，只是入海的方案细节方面可以不断改进，越来越完美。第三，排水量必定是不断扩大的，发电能的多少取决于排水量的大小。当然也可以通过增加数量来加大排水量，但单个水库的排水量大小亦非常重要。这样的海滨水电城，全国建几个，便有用不完的电。

结论：海滨威尼斯水电城模式的基础是千斤顶原理入海系统，本文介绍的外力打击型动力模式和跳水打击型动力模式，以及形态各异的海底巨型单向阀水库、“钢铁侠”大力排水系统等等都是其辅助排水系统。就其效能来说，外力打击型动力模式与海底单向阀水库相结合，共同组成的外力打击排水系统是非常强劲有力的，满库的海水1-2秒钟便能排入大海不难做到的。

可以说，只辅助排水系统，就足成大用，有足够能力完成瞬间排水入海的任务，而主系统千斤顶原理入海的巨大动力，在本文中几乎被忽略不计了。强大的排水力度，连排连注的连轴效益，使海滨威尼斯水电城威力无比！使人类社会能够实现能源用不完！！最终人类社会挑战的不是海底水库的排水能力，而是人类的制造能力——能不能制造更大功率的水轮机？能不能制造更大排水功能的海底单向阀水库？能不能制造出足以完成排水入海任务的高压气室打击系统？这些都成了挑战，挑战人类社会的制造业。当然，在制造能力还很有限的时候，是可以通过增加数量弥补其不足。海滨威尼斯水电城模式是具有普遍适用性的能源生产模式，是可以无限复制的。综上所述，海滨威尼斯水电城，没有江河大坝发电的种种缺点，却有比其大得多的优势和利益，是人类社会光明的未来。

联系方式：李道东，北京大学中文系，居住北京。

邮箱：657811768@qq.com手机：15001004896

著作权归作者所有。本人的所有模式都是公益模式，未经本人同意，以商业买卖、交换赢利为目的的参考或者公开研究都属于侵权行为，搭顺风便车、快车者请务必联系原创者同意，获得授权，非商业性转载也要注明出处。

作者: 李道东

来源：中国能源网

作者邮箱：657811768@qq.com