CN103935478B - 六边形半潜式潮流能风能发电平台 - Google Patents
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Abstract
本发明的目的在于提供六边形半潜式潮流能风能发电平台,包括六边形平台结构、主浮体,六边形平台结构包括六边形边框,六边形边框的六个顶点逆时针依次为第一-第六顶点,第一-第六顶点之间安装第一-第三箱型梁,第一-第六顶点下方分别安装第一-第六变截面浮筒,第一变截面浮筒和第四变截面浮筒之间设置主浮体,第一箱型梁和第二箱型梁交叉处与主浮体之间设置第一立柱,第一箱型梁和第三箱型梁交叉处与主浮体之间设置第二立柱,第一箱型梁与主浮体之间安装第一-第三水轮机提升装置。本发明可保证其优良的稳性,大大提升了其耐波性能;另外,六个浮筒内设有压载水舱,可用过调节内部水量保证平台的浮态。
Description
技术领域
本发明涉及的是一种发电装置,具体地说是潮流、风力发电装置。
背景技术
风能、潮流能等新型能源的开发和利用已成为各国能源利用的趋势。海上风能、潮流能资源相当丰富,但由于技术限制,目前的海上风机、潮流能发电装置等大都以海底打桩固定的方式安装,海底作业难度大、维修不便。近年来,也出现了一些漂浮式、半潜式的单机发电装置及潮流发电船(平台)的形式,但还是存在诸如耐波性差等问题。
发明内容
本发明的目的在于提供便于海上风能、潮流能发电装置安装和维护的六边形半潜式潮流能风能发电平台。
本发明的目的是这样实现的:
本发明六边形半潜式潮流能风能发电平台,其特征是:包括六边形平台结构、主浮体,六边形平台结构包括六边形边框,六边形边框的六个顶点逆时针依次为第一-第六顶点,第一顶点与第四顶点之间安装第一箱型梁,第二顶点与第六顶点之间安装第二箱型梁,第三顶点和第五顶点之间安装第三箱型梁,第一-第六顶点下方分别安装第一-第六变截面浮筒,第一变截面浮筒和第四变截面浮筒之间设置主浮体,第一箱型梁和第二箱型梁交叉处与主浮体之间设置第一立柱,第一箱型梁和第三箱型梁交叉处与主浮体之间设置第二立柱,第一箱型梁与主浮体之间安装第一-第三水轮机提升装置,第一水轮机提升装置位于第一变截面浮筒和第二箱型梁之间,第二水轮机提升装置位于第二箱型梁和第三箱型梁之间,第三水轮机提升装置位于第三箱型梁和第四变截面浮筒之间,第一水轮机提升装置上安装第一水轮机,第二水轮机提升装置上安装第二水轮机和第三水轮机,第三水轮机提升装置上安装第四水轮机。
本发明还可以包括:
1、所述的第一水轮机提升装置包括提升筒体、提升齿条、提升齿轮、提升电机,提升齿条与提升筒体内壁相连,提升齿轮与提升齿条啮合,提升电机连接并驱动提升齿轮从而带动提升筒体上下移动,提升齿条上安装锁紧装置,锁紧装置包括相连的锁紧电机、锁紧齿条,锁紧齿条在锁紧电机控制下与提升齿条啮合或断开;第一水轮机安装在第一水轮机提升装置提升筒体的端部;第一-第三水轮机提升装置结构相同,第四水轮机安装在第三水轮机提升装置提升筒体的端部,第二-第三水轮机安装在横轴上,横轴安装在第二水轮机提升装置提升筒体的端部。
2、第一变截面浮筒和第四变截面浮筒上方分别安装第一-第二风力机;六边形边框上分别安装第一-第二吊车;第二变截面浮筒、第三变截面浮筒、第五变截面浮筒、第六变截面浮筒上方分别设置第一-第四锚泊装置;第一-第四水轮机上方设置水轮机维护平台。
本发明的优势在于:平台的六边形对称设计,可保证其优良的稳性;主浮体完全浸没于水下,只有六个浮筒和支柱的截面作为水线面,该小水线面的设计大大提升了其耐波性能;另外,六个浮筒内设有压载水舱,可用过调节内部水量保证平台的浮态。
附图说明
图1为本发明的结构示意图;
图2为本发明的主浮体等部分结构图;
图3a为提升装置结构图a,图3b为局部放大图b,图3c为提升装置结构图c,图3d为局部放大图d。
具体实施方式
下面结合附图举例对本发明做更详细地描述:
结合图1~3,本发明包括如下结构:
1.平台的详细构成包括六边形平台结构1,主浮体2,平台1与主浮体2之间支撑的支柱3,六个变截面浮筒4,浮筒4水下连接的圆柱形支撑结构5,圆柱形支撑结构上的肘板6,水轮机提升装置7,四组水平轴式水轮机8,风机9,吊车10,以及水轮机维护作业区11、控制室12和锚泊装置13。
2.半潜式平台的六边形平台结构1的六个顶点处连接六个变截面浮筒4,中部浮筒4上布置风力发电机9,前后四个浮筒4上布置对称的八组锚泊装置13,六边形结构的中部箱型梁连接控制室12。
3.平台主要靠主浮体2和六个浮筒4的排水量来平衡其重量。主浮体2连接中部两浮筒4,并通过支柱3与六边形中部箱型梁连接。
4.水下部分六根圆柱形支撑结构5将前后浮筒以及中部两根支柱3连接,并在连接处有不同种类的肘板6加强。
5.六个浮筒4内设有压载水舱,可通过调节水量来保证平台保持优良的浮态。
6.平台水下在一排同时布置四组水轮机8,中部提升装置7带有两组水轮机8,两侧提升装置7分别带有一组水轮机8。提升装置7与平台的三根立柱结合,可通过齿轮齿条方式提升,水轮机8提升后,维修人员可在维修作业区11处进行装置的更换维修。
7、提升装置7为齿轮齿条立柱式提升紧锁装置,结构主要包括一根提升筒体14,一对提升齿条15,四个提升齿轮16,四套电机+齿轮箱17,四个锁紧齿条18,四套锁紧电机19,四套锁紧装置20,一套便携式控制装置,一个发电机舱21,两对导轨22。
发电机舱下降到预定位置时提升装置及锁紧齿条操作顺序
1)电控箱电源通电,通过便携式装置控制电机17使其驱动提升齿轮16,提升齿轮16带动提升齿条15进而使提升筒体14向上微动,力由锁紧齿条18转移到提升齿轮16上;
2)目测锁紧齿条18处于自由状态时,关闭电机17;
3)手动操作锁紧装置20,将锁紧齿条18拉出到位;依次操作,拉出所有锁紧齿条18;
4)再次开动电机17,驱动提升齿轮16使提升筒体14沿着导向轨道22向下运动,直至将发电机舱21放到预定水位后,关闭电机17;
5)目测锁紧齿条18和桩腿齿条15之间的位置,如不合适,则驱动电机17使提升筒体14向上或向下微调,使锁紧齿条18和桩腿齿条15之间处于最佳位置;
6)通过便携式装置操纵锁紧装置20推动锁紧齿条18与桩腿齿条15啮合;
7)依次操纵锁紧装置20使所有的锁紧齿条18与桩腿齿条15啮合;
8)一个完整的“解锁——提升或下降——锁定”过程完成;
发电机舱提升到预定位置时提升装置及锁紧齿条操作顺序
按照上述第二条完全相反的操作过程,即可实现发电机舱从预定的水位提升出水到维修保养的位置。
本发明采用如下技术方案:六边形的钢结构平台主体,具有六个变截面浮筒,中部两浮筒间连接有平台主浮体,其与上部平台间连接有五根支撑立柱,其中三根立柱上安装水轮机升降装置,在中部相距较远的两浮筒上安装风力机,在提升装置上安装水平轴式水轮机。
水下部分除主浮体外,前后浮筒两两之间均有圆柱形支撑结构连接固定,连接处有肘板加强,该设计既保证了强度又不至于增加过多的排水量。
平台上部设有控制室和水轮机维护作业区,水轮机维护作业区平台包括中部和两侧三角形区域共三部分,该平台结构设计保证水轮机提升后有充足的空间,即使叶片平展也不会碰撞到两侧平台结构。
平台的六边形对称设计,可保证其优良的稳性;主浮体完全浸没于水下,只有六个浮筒和支柱的截面作为水线面,该小水线面的设计大大提升了其耐波性能;另外,六个浮筒内设有压载水舱,可用过调节内部水量保证平台的浮态。
前后四个浮筒上八套对称锚泊***设计使平台更加安全。
本发明提供的平台,其功能和用途还可拓展,如可在宽敞的平台上部铺设太阳能板,进行太阳能的利用;也可通过改进下部结构,增设水轮机数量,提高发电功率;另外,平台通过改装也可作为其他项目的海上试验基地等等。这一系列的开发均可通过结构的加强、设计实现,而且增加的重量也可通过浮筒变截面的设计改变排水量来平衡。
该平台设计在潮流发电领域内作为大型装置,具有稳定性好,功能多样,维护方便的优点。
Claims (2)
1.六边形半潜式潮流能风能发电平台,其特征是:包括六边形平台结构、主浮体,六边形平台结构包括六边形边框,六边形边框的六个顶点逆时针依次为第一-第六顶点,第一顶点与第四顶点之间安装第一箱型梁,第二顶点与第六顶点之间安装第二箱型梁,第三顶点和第五顶点之间安装第三箱型梁,第一-第六顶点下方分别安装第一-第六变截面浮筒,第一变截面浮筒和第四变截面浮筒之间设置主浮体,第一箱型梁和第二箱型梁交叉处与主浮体之间设置第一立柱,第一箱型梁和第三箱型梁交叉处与主浮体之间设置第二立柱,第一箱型梁与主浮体之间安装第一-第三水轮机提升装置,第一水轮机提升装置位于第一变截面浮筒和第二箱型梁之间,第二水轮机提升装置位于第二箱型梁和第三箱型梁之间,第三水轮机提升装置位于第三箱型梁和第四变截面浮筒之间,第一水轮机提升装置上安装第一水轮机,第二水轮机提升装置上安装第二水轮机和第三水轮机,第三水轮机提升装置上安装第四水轮机;
所述的第一水轮机提升装置包括提升筒体、提升齿条、提升齿轮、提升电机,提升齿条与提升筒体内壁相连,提升齿轮与提升齿条啮合,提升电机连接并驱动提升齿轮从而带动提升筒体上下移动,提升齿条上安装锁紧装置,锁紧装置包括相连的锁紧电机、锁紧齿条,锁紧齿条在锁紧电机控制下与提升齿条啮合或断开;第一水轮机安装在第一水轮机提升装置提升筒体的端部;第一-第三水轮机提升装置结构相同,第四水轮机安装在第三水轮机提升装置提升筒体的端部,第二-第三水轮机安装在横轴上,横轴安装在第二水轮机提升装置提升筒体的端部;
第一变截面浮筒和第四变截面浮筒上方分别安装第一-第二风力机。
2.根据权利要求1所述的六边形半潜式潮流能风能发电平台,其特征是:六边形边框上分别安装第一-第二吊车;第二变截面浮筒、第三变截面浮筒、第五变截面浮筒、第六变截面浮筒上方分别设置第一-第四锚泊装置;第一-第四水轮机上方设置水轮机维护平台。
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