一種層疊式模塊組成的海上水電站平臺單元的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于海洋平臺結(jié)構(gòu)領(lǐng)域，具體涉及一種層疊式模塊組成的海上水電站平臺單元。
【背景技術(shù)】
[0002]波浪能發(fā)電(wave power generat1n)是以波浪的能量為動(dòng)力生產(chǎn)電能。海洋波浪蘊(yùn)藏著巨大的能量，隨著世界經(jīng)濟(jì)的發(fā)展、人口的激增、社會的進(jìn)步，人們對能源的需求日益增長。占地球表面積70%的廣闊海洋，集中了 97%的水量，蘊(yùn)藏著大量的能源，其中包括波浪能、潮汐能、海流能等。其中，波浪能由于在開發(fā)過程中對環(huán)境影響最小，且以機(jī)械能的形式存在，是品味最尚的海洋能。
[0003]波浪能的轉(zhuǎn)換一般有三級。第一級為波浪能的收集，通常采用聚波和共振的方法把分散的波浪能聚集起來。第二級為中間轉(zhuǎn)換，即能量的傳遞過程，包括機(jī)械傳動(dòng)、低壓水力傳動(dòng)、高壓液壓傳動(dòng)、氣動(dòng)傳動(dòng)，從而使波浪能轉(zhuǎn)換為有用的機(jī)械能。第三級轉(zhuǎn)換又稱為最終轉(zhuǎn)換，即由機(jī)械能通過發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)換為電能。
[0004]目前波浪發(fā)電方案有很多種，但現(xiàn)實(shí)中卻少有規(guī)?；蛏虡I(yè)化的波浪發(fā)電廠?，F(xiàn)有的波浪發(fā)電大都是小型裝置，用于航標(biāo)燈照明等諸如此類，無法作為海島鎮(zhèn)村級別的主要電力來源更不具備向大陸電網(wǎng)供電的能力。原有的方案不夠成熟，且無法在工業(yè)上批量生產(chǎn)。
[0005]目前在市面上還沒有一種成本較低，可在海上快速吊裝組合的模塊化平臺能夠提供穩(wěn)定的電力輸出。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0006]根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實(shí)用新型提供一種安裝方便、成本較低的井字形層疊式模塊組成的海上水電站平臺單元，應(yīng)用海域水深達(dá)當(dāng)?shù)乩碚摶鶞?zhǔn)海面下5-30米，能夠?qū)⒁烟嵘胶０?0-30米之上的海水，引到對應(yīng)的水輪發(fā)電機(jī)中，從而生產(chǎn)符合現(xiàn)代工業(yè)化電網(wǎng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的電力產(chǎn)品，并將產(chǎn)生的電能輸送到海島或大陸上。
[0007]本實(shí)用新型所公開的一種層疊式模塊組成的海上水電站平臺單元，由下向上依次安裝有四角支撐粧、尾水管平臺、水輪發(fā)電機(jī)組平臺、井字形支架和蓄水池；在平臺的中心處安裝有中軸支撐粧，四角支撐粧與豎直方向存在的角度為5-15度；所述的水輪發(fā)電機(jī)組平臺上安裝有水輪發(fā)電機(jī)，水輪發(fā)電機(jī)頭部的引水管的入水口與蓄水池底部的出水口相連通，水輪發(fā)電機(jī)尾部的尾水管的末端伸入到實(shí)際海域的最低水位下2-5米；所述的井字形支架包括由四條主支架構(gòu)成的方形支架及其外部延伸的輔助支架；四條主支架相連的交點(diǎn)處通過鋼結(jié)構(gòu)與中軸支撐粧焊接相連；所述的主支架的外側(cè)和輔助支架之間通過預(yù)留法蘭與浮筒支架相連；所述的浮筒支架上固定安裝有海浪提水裝置。
[0008]優(yōu)選方案如下:
[0009]水輪發(fā)電機(jī)為混流式水輪發(fā)電機(jī)?；炝魇浇Y(jié)構(gòu)緊湊，運(yùn)行可靠，效率高，能適應(yīng)很寬的水頭范圍，是目前應(yīng)用最廣泛的水輪發(fā)電機(jī)之一。
[0010]尾水管通過鋼構(gòu)架與水輪發(fā)電機(jī)組平臺和四角支撐粧之間固定相連，防止尾水管隨海浪波動(dòng)而發(fā)生劇烈晃動(dòng)。
[0011]相鄰的平臺單元安裝組成系統(tǒng)時(shí)，通過中部有柔性管段的鋼管相連接，保證了本實(shí)用新型組合成更大系統(tǒng)時(shí)能在海浪的隨機(jī)大小變化狀態(tài)下實(shí)現(xiàn)各蓄水池海水的統(tǒng)一調(diào)度發(fā)電。
[0012]其中，中軸支撐粧與海上平臺安裝粧均按國家海工作業(yè)規(guī)范設(shè)計(jì)施工，按國家強(qiáng)制規(guī)定的海工安全要求進(jìn)行設(shè)計(jì)穿過海底泥沙層、風(fēng)化巖層、半風(fēng)化巖層入基巖2.5米左右，或者，根據(jù)實(shí)際地質(zhì)實(shí)際情況使用摩擦粧。采用符合國家水電站引水流速設(shè)計(jì)規(guī)范且耐腐蝕的管路，將該平臺周邊及附近的海浪提水裝置所采集到的壓力達(dá)2至3公斤左右的低壓海水送至蓄水池的水面上。
[0013]在當(dāng)?shù)乩碚摳叱袒鶞?zhǔn)海面為基準(zhǔn)的水深5-30米的海中，用粧基礎(chǔ)支撐尾水管平臺和水輪發(fā)電機(jī)組平臺，用來控制浮筒式海浪提水裝置，且該平臺中心上置放有含變電站和控制柜的集裝箱的井字形鋼構(gòu)平臺和蓄水池，以模塊化的方式安裝組合，形成抗風(fēng)浪的剛性整體，能夠承載水輪發(fā)電機(jī)組平臺和高位蓄水池以及10千伏或35千伏變電站，將波浪能轉(zhuǎn)換成10千伏或35千伏的交流電，并以相應(yīng)電壓等級的電纜外送電力。
[0014]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn):結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、操作方便、能實(shí)現(xiàn)工業(yè)化的流水作業(yè)并制造安裝，平臺耐用且經(jīng)濟(jì)而高效，只是重復(fù)一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)化的水電站單元的制造安裝，但卻能把海洋波浪傳來的無窮無盡的能量集中于一處用于大規(guī)模發(fā)電，可以工業(yè)化推廣投產(chǎn)使用。
【附圖說明】
[0015]為了更清楚地說明本實(shí)用新型實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作一簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本實(shí)用新型的一些實(shí)施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0016]圖1為本實(shí)用新型井字形支架的俯視圖；
[0017]圖2為本實(shí)用新型整體結(jié)構(gòu)的主視圖；
[0018]圖中，1、井字形支架，2、水輪發(fā)電機(jī)組平臺，3、水輪發(fā)電機(jī)，4、海浪提水裝置，5、蓄水池，6、尾水管，7、中軸支撐粧，8、四角支撐粧，9、輔助支架，10、引水管，11、主支架，12、浮筒支架，A、當(dāng)?shù)睾Ｓ蚶碚摳叱袒鶞?zhǔn)海面，B、實(shí)際海域的最低潮位。
【具體實(shí)施方式】
[0019]下面結(jié)合具體實(shí)施例對本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)的描述，但本實(shí)用新型并不局限于具體的實(shí)施例。
[0020]實(shí)施例1:
[0021]—種層疊式模塊組成的海上水電站平臺單元，由下向上依次安裝有四角支撐粧8、尾水管平臺、水輪發(fā)電機(jī)組平臺2、井字形支架I和蓄水池5 ；在平臺的中心處安裝有中軸支撐粧7，四角支撐粧8與豎直方向存在的角度為5-15度；所述的水輪發(fā)電機(jī)組平臺2上安裝有水輪發(fā)電機(jī)3，水輪發(fā)電機(jī)3頭部的引水管10的入水口與蓄水池5底部的出水口相連通，水輪發(fā)電機(jī)尾部的尾水管6的末端伸入到實(shí)際海域的最低水位下2-5米；所述的井字形支架I包括由四條主支架11構(gòu)成的方形支架及其外部延伸的輔助支架9 ;四條主支架11相連的交點(diǎn)處通過鋼結(jié)構(gòu)與中軸支撐粧7焊接相連；所述的主支架11的外側(cè)和輔助支架9之間通過預(yù)留法蘭與浮筒支架12相連；所述的浮筒支架12上固定安裝有海浪提水裝置4。
[0022]水輪發(fā)電機(jī)3為混流式水輪發(fā)電機(jī)。混流式結(jié)構(gòu)緊湊，運(yùn)行可靠，效率高，能適應(yīng)很寬的水頭范圍，是目前應(yīng)用最廣泛的水輪發(fā)電機(jī)之一。
[0023]尾水管6通過鋼構(gòu)架與水輪發(fā)電機(jī)組平臺2和四角支撐粧8之間固定相連，防止尾水管6隨海浪波動(dòng)而發(fā)生劇烈晃動(dòng)。
[0024]相鄰的平臺單元安裝組成系統(tǒng)時(shí)，通過中部有柔性管段的鋼管相連接，保證了本實(shí)用新型組合成更大系統(tǒng)時(shí)能在海浪的隨機(jī)大小變化狀態(tài)下實(shí)現(xiàn)各蓄水池5海水的統(tǒng)一調(diào)度發(fā)電。
[0025]其中，中軸支撐粧7與海上平臺安裝粧均按國家海工作業(yè)規(guī)范設(shè)計(jì)施工，按國家強(qiáng)制規(guī)定的海工安全要求進(jìn)行設(shè)計(jì)穿過海底泥沙層、風(fēng)化巖層、半風(fēng)化巖層入基巖2.5米左右，或者，根據(jù)實(shí)際地質(zhì)實(shí)際情況使用摩擦粧。采用符合國家水電站引水流速設(shè)計(jì)規(guī)范且耐腐蝕的管路，將該平臺周邊及附近的海浪提水裝置4所采集到的壓力達(dá)2至3公斤左右的低壓海水送至蓄水池5的水面上。
[0026]其中，當(dāng)?shù)睾Ｓ蚶碚摳叱淌怯僧?dāng)?shù)卣?guī)定實(shí)施的。
[0027]海浪提水裝置4的種類較多，本實(shí)用新型可配用英國牡蠣海浪提水裝置，并可同時(shí)配用青島威展海洋能源科技有限公司的浮筒式海浪提水裝置。在具體海域安裝時(shí)，應(yīng)考慮本實(shí)用新型中的井字形支架I爭取在盡可能多的時(shí)間段中有三個(gè)浮筒迎向主浪向，以爭取最大面積地迎受主浪向的波動(dòng)，提尚波浪能的米集量。
[0028]在當(dāng)?shù)乩碚摳叱袒鶞?zhǔn)海面為基準(zhǔn)的水深達(dá)5-30米的海中，用粧基礎(chǔ)支撐尾水管6、水輪發(fā)電機(jī)組平臺2、用來抓牢浮筒式海浪提水裝置且中心方塊上放置有含變電站和控制柜的集裝箱的“井”字形鋼構(gòu)支架1、蓄水池5，以及擬選用的海浪提水裝置4，以模塊化的方式安裝組合，形成抗風(fēng)浪的剛性整體，能夠承載水輪發(fā)電機(jī)組平臺2和高位蓄水池5以及10千伏或35千伏變電站，將波浪能轉(zhuǎn)換成10千伏或35千伏的交流電，并以相應(yīng)電壓等級的電纜外送電力。
[0029]以上已將本實(shí)用新型做一詳細(xì)說明，以上所述，僅為本實(shí)用新型之較佳實(shí)施例而已，當(dāng)不能限定本實(shí)用新型實(shí)施范圍，即凡依本申請范圍所作均等變化與修飾，皆應(yīng)仍屬本實(shí)用新型涵蓋范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種層疊式模塊組成的海上水電站平臺單元，其特征在于:由下向上依次安裝有四角支撐粧、尾水管平臺、水輪發(fā)電機(jī)組平臺、井字形支架和蓄水池；在平臺的中心處安裝有中軸支撐粧；四角支撐粧與豎直方向存在的角度為5-15度；所述的水輪發(fā)電機(jī)組平臺上安裝有水輪發(fā)電機(jī)，水輪發(fā)電機(jī)頭部的引水管的入水口與蓄水池底部的出水口相連通，水輪發(fā)電機(jī)尾部的尾水管的末端伸入到實(shí)際海域的最低水位下2-5米；所述的井字形支架包括由四條主支架構(gòu)成的方形支架及其外部延伸的輔助支架；四條主支架相連的交點(diǎn)處通過鋼結(jié)構(gòu)與中軸支撐粧焊接相連；所述的主支架的外側(cè)和輔助支架之間通過預(yù)留法蘭與浮筒支架相連；所述的浮筒支架上固定安裝有海浪提水裝置。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種層疊式模塊組成的海上水電站平臺單元，其特征在于:所述的水輪發(fā)電機(jī)為混流式水輪發(fā)電機(jī)。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種層疊式模塊組成的海上水電站平臺單元，其特征在于:所述的尾水管通過鋼構(gòu)架與水輪發(fā)電機(jī)組平臺和四角支撐粧之間固定相連。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種層疊式模塊組成的海上水電站平臺單元，其特征在于:所述的相鄰的平臺單元安裝組成系統(tǒng)時(shí)，通過中部有柔性管段的鋼管相連接。
【專利摘要】本實(shí)用新型屬于海洋平臺結(jié)構(gòu)領(lǐng)域，具體涉及一種層疊式模塊組成的海上水電站平臺單元，由下向上依次安裝有四角支撐樁、尾水管平臺、水輪發(fā)電機(jī)組平臺、井字形支架和蓄水池；在平臺的中心處安裝有中軸支撐樁；四角支撐樁與豎直方向存在的角度為5-15度；所述的水輪發(fā)電機(jī)組平臺上安裝有水輪發(fā)電機(jī)，水輪發(fā)電機(jī)尾部的尾水管的末端伸入到實(shí)際海域的最低水位下2-5米；所述的井字形支架包括由四條主支架構(gòu)成的方形支架及其外部延伸的輔助支架；四條主支架相連的交點(diǎn)處通過鋼結(jié)構(gòu)與中軸支撐樁焊接相連；所述的主支架的外側(cè)和輔助支架之間通過預(yù)留法蘭與浮筒支架相連；所述的浮筒支架上固定安裝有海浪提水裝置。
【IPC分類】B63B35/44, F03B13/14
【公開號】CN204750508
【申請?zhí)枴緾N201520476681
【發(fā)明人】徐柏文, 柳紅民
【申請人】青島中海電裝備制造有限公司
【公開日】2015年11月11日
【申請日】2015年7月3日