CN104099914B - 一种深水潮汐海流发电站 - Google Patents

Abstract

深水潮汐海流发电站，是利用由天体引力产生的潮汐海流发电的深水潮汐海流发电站装置与设施。解决了人类无法利用潮汐海流发电的技术难题。深水潮汐海流发电站(组)、发电站组群，是由防潜消浪浮、漂浮稳流渠、漂浮发电站机组、悬浮消浪堤和单体悬浮消浪器等设施组成；悬浮消浪堤和单体悬浮消浪器，具有能够完全消除风浪和涌浪的功能，使深水潮汐海流发电站组群，能够抵御来自任何方向的台风、巨浪和涌浪的袭击，而保持每天24小时都能正常运转发电。深水潮汐海流发电站(组)、发电站组群，能使每平方公里海域的表层3米水深，发挥百分之三十的利用率，就具有日发电量10亿千瓦时以上的生产能力。

Description

一种深水潮汐海流发电站

技术领域：

本发明是利用由天体引力产生的潮汐海流(包括涨潮流与落潮流)所蕴藏的巨大动能(即天体引力能，习惯上也称潮汐能)发电的深水潮汐海流发电站装置与设施。

背景技术：

天体引力能是引力能的一种，牛顿的万有引力定律给我们解释了引力的由来，所以，由引力产生的能就理所当然的叫做引力能。我们在地球上能够看得见并感受到的引力能，大致分为地球引力能和天体引力能两种存在形式。

地球引力能：由地球引力而产生的能就叫地球引力能。地球上存在的所有势能以及江、河水流都是地球引力能的体现，在古代就被人类所认识，并很早就得到利用，古代的水磨和现代全世界所有的水力发电站，都是对地球引力能的利用。

天体引力能：由宇宙各星球之间的相互引力作用而产生的能就是天体引力能。人类在地球上能够利用的天体引力能，主要是以海洋潮汐的形式存在，所以也称为潮汐能，简称潮能。

海洋潮汐有广义与狭义之分，狭义的潮汐仅指海平面周期性的升高与下降这一现象，即称为潮汐。

而广义的潮汐是指：由天体引力(海洋学上也称为“天体引潮力”，主要指月亮和太阳对地球产生的引力)引起海水有规律的周期性水平运动(即潮汐海流，包括张潮流与落潮流)，并使海平面垂直升高和下降的过程与现象，白天称之为潮，夜间称之为汐，昼、夜合称为潮汐。

由潮汐过程与潮汐现象而产生的能，就是潮汐能，简称潮能。

潮能又因潮汐过程与潮汐现象分为两类：由海平面周期性的升高与下降而产生的势能，称为潮差潮能；由海平面周期性水平运动即潮汐海流(包括涨潮流与落潮流)产生的动能，称为潮流潮能。

潮差潮能的蕴藏量与利用价值是有限的，而潮流潮能的蕴藏量与利用价值是无限的。

潮差潮能的蕴藏量与利用价值是有限的表现在：

一、地域限制，潮差潮能只能在海湾，而且是湾口较小并容易封堵的内湾，人类才能够利用，全世界范围内只有屈指可数的少数几个湾口能够被利用。

二、能量有限，全世界绝大多数海域潮汐的潮差在1.5米上下，一般认为潮差小于3米就没有利用价值。这也是为何世界范围内有关潮汐发电站的数量很少的主要原因。

潮流潮能的蕴藏量与利用价值是无限的表现在：

一、无地域限制，只要是有潮汐海流的水域都可以被人类利用，即几乎全世界所有的海域，包括潮下带、近岸浅海以及深海大洋，都可以被人类利用。

二、潮汐海流蕴藏的动能量是真正的海量，也可以说是天文数字，据推算：每平方公里表层3米深的海域，其日可开发利用的潮汐动能量，部分转化为电能，就可达到10亿千瓦时以上；我国拥有海洋国土约300万平方公里，仅3米水层就拥有不少于3000万亿千瓦时电能的日开发潜力。而我国2012年日总发电量最高纪录为152亿千瓦时。因而，潮流潮能的蕴藏量与利用价值是无限的，人类可以根据需求量以及开发利用能力的大小，而进行有限的利用。

现在，全世界已经建成投入使用的所有潮汐发电站，全部都是潮差潮汐发电站。入网电价一般都高于电网均价，只有个别潮汐发电站的入网电价与电网均 价持平，其经济效益与社会效益大多不是很理想。

利用潮汐海流发电的优势在于：

1、不需要一次性能源消耗，无碳排放，绿色环保。

2、能源稳定、发电量大，可与火电、核电等较好的并网，单一水域日有效工作时间长，稳定在12小时左右。可按潮汐预报，提前制定运行计划，提前做好入网电量计划，不会对整体电网造成冲击(这是风力发电与太阳能发电无法做到的)。

3、可大规模组群建设，并装配大功率发电机，上网电价将显著低于电网均价。

4、不同纬度的海域，其潮汐时间不同，可以在不同纬度的相关海域分别组群建设潮汐海流发电站，我国拥有18000公里海岸线，纵跨南北，潮汐时间多次交错互补，所以，我国可以保证全年每天24小时全天候的潮汐发电供应。而不会像水库发电站那样受枯水期的制约。

5、建设潮汐海流发电站不存在移民、拆迁等社会问题，不会出现陆地水库发电站的发生泥、沙冲於问题，不改变生态环境，不会影响生态平衡。

6、一次投资建设，世代受益。

利用潮汐海流发电，由于潮汐海流蕴藏的动能巨大，在利用技术上具有很大的难度，而且受海上风浪的制约，安全生产无法得到保障，以至于难到无法突破的程度，因此全世界范围内至今也没有一个利用潮汐海流发电的实例。

本人于2011年，发明了利用潮汐海流发电的“潮汐、江河发电站”。但实施该发明需要巨大的投资，而且，只适用于6米以内水深的岸边浅海水域，不能在较深海域实施，因而，无法利用在深水海域所蕴藏的巨大潮汐动能。

发明内容：

本发明是一种深水潮汐海流发电站，其特征是：由防潜消浪浮、漂浮稳流渠、漂浮发电站机组、悬浮消浪堤和单体悬浮消浪器等设施组成；漂浮发电站机组由发电站机房、发电站机组的稳流渠和水车动力机组成；漂浮稳流渠的进水口安装有防潜消浪浮；漂浮发电站机房内有发电机；悬浮消浪堤由消浪堤、三角消浪器、防沉控制浮、固定缆环、平衡稳定器、重力龙骨和自重调节仓組成。

本发明是这样实现的：

在漂浮发电站机组的稳流渠两端口，对接组合一定规格的漂浮稳流渠，漂浮稳流渠的进水口组合安装好防潜消浪浮，即是一个机组的深水潮汐海流发电站。把组合好的深水潮汐海流发电站，顺向潮汐海流的方向固定设置于海域，在有潮汐海流时，漂浮稳流渠内立即进入潮流，水车动力机就会被潮汐海流带动做功而产生动能，并通过传动轴传递给发电机，这样发电机的转子就会随水车动力机转动而发出电来。

在一个漂浮稳流渠上，按一定间距，串联组合N个漂浮发电站机组，就是一个深水潮汐海流发电站组。由N个深水潮汐海流发电站组并联组合在一起，就形成一个深水潮汐海流发电站组群。在深水潮汐海流发电站组群的两侧，顺向潮汐海流的方向，各设置一道或几道悬浮消浪堤，组群内深水潮汐海流发电站组的漂浮稳流渠进水口之间，组装有单体悬浮消浪器，使深水潮汐海流发电站组群，能够抵御来自任何方向的风浪和涌浪的袭击，以保证在任何恶劣天气下，都能正常安全的运转发电。

本发明深水潮汐海流发电站，可根据需要建造各种大、中、小型号的潮汐海流发电站，不需要巨额投资就可实施，而且，可以设置在水深、流大的海域，因而，可以使在水流较深海域所蕴藏的巨大潮汐动能得到利用成为现实。

附图说明：

图1是漂浮发电站机组结构示意图

图中：a是漂浮发电站机组正视剖面图

b是三角形机房的漂浮发电站机组俯视剖面图

c是半圆形机房的漂浮发电站机组俯视剖面图

d是漂浮发电站机组侧视图

图2是漂浮稳流渠结构示意图

图中：a是漂浮稳流渠俯视图

b是漂浮稳流渠俯视剖面图

c是漂浮稳流渠侧视图

d是漂浮稳流渠侧视剖面图

e是全封闭式漂浮稳流渠正视剖面图

f是上口封闭式漂浮稳流渠正视剖面图

g是底部封闭式漂浮稳流渠正视剖面图

h是敞开式漂浮稳流渠正视剖面图

i是与防潜消浪浮对接的漂浮稳流渠进水口正视图

j是与漂浮发电站机组的稳流渠端口对接的漂浮稳流渠出水口正视图

图3是防潜消浪浮的结构示意图

图中：a是防潜消浪浮的俯视图

b是防潜消浪浮的侧视图

c是防潜消浪浮的正视剖面图

d是防潜消浪浮的侧视剖面图

图4是深水潮汐海流发电站的结构示意图

图中：a是游离式深水潮汐海流发电站俯视图

b是固定式深水潮汐海流发电站俯视图

c是设置在海区的游离式深水潮汐海流发电站侧视图

d是设置在海区的固定式深水潮汐海流发电站侧视图

图5是深水潮汐海流发电站组的俯视图

图6是深水潮汐海流发电站组群的俯视图

图7是悬浮消浪堤的结构示意图

图中：a是悬浮消浪堤的俯视图

b是悬浮消浪堤的侧视图

c是悬浮消浪堤的仰视图

d是悬浮消浪堤的正视剖面图

e是悬浮消浪堤的三角消浪器正视剖面图

图8是单体悬浮消浪器的结构示意图

图中：a是单体悬浮消浪器的俯视图

b是单体悬浮消浪器的侧视图

图9是平板式三角消浪器和消浪堤的悬浮消浪堤正视剖面图

图中：a是半圆形重量调节仓的悬浮消浪堤

b是三角形重量调节仓的悬浮消浪堤

具体实施方式：

深水潮汐海流发电站，在实施中根据在海域的设置方式不同可分为：游离式深水潮汐海流发电站和固定式深水潮汐海流发电站。

所有类型的深水潮汐海流发电站，都是由漂浮发电站机组、漂浮稳流渠、防 潜消浪浮、悬浮消浪堤和单体悬浮消浪器以及固定缆绳、固定桩橛和固定坠等组成。

漂浮发电站机组如图1中a、b、c所示，主要由发电站机房1、漂浮发电站机组的稳流渠2和水车动力机3组成。

发电站机房如图1中b、c所示，最好是半圆形或三角形，因为，半圆形与三角形可以有效的化解和低抗风浪的袭击，增加安全系数。在主风浪方向比较固定的海域，让三角形的一角迎向主风浪，可有效的化解风浪的袭击，半圆形的房体也能很好的化解海浪的袭击。发电站机房的底部，如图1中d所示，在靠近稳流渠两端端口的底部11处，要建造成像船头一样的坡形，这样可以最大限度的减少发电站机房对潮流的阻力。发电站机房分别对称组合在漂浮发电站机组的稳流渠渠坝墙两侧，也可以是稳流渠与两个发电机房是一体的。每个机房内各安装有一台发电机4；水车动力机对应两个漂浮发电机房，安装在漂浮发电站机组的稳流渠渠坝墙上的水车动力机机座5上。

与发电站机房对称组合的漂浮发电站机组的稳流渠渠坝墙6，要有一定的宽度，一般不少于1米宽，不仅要达到能够绝对支撑起水车动力机，还要作为水车动力机日常维护工作的活动走廊，漂浮发电站机组的稳流渠渠坝墙露出海平面的高度，要根据深水潮汐海流发电站设置的海域，可能发生的最大浪高而确定，一般认为设置海域可能发生的最大浪高，加上1.5米，就是漂浮发电站机组的稳流渠渠坝墙露出海平面的理想安全高度，以使水车动力机拥有足够的抗风浪袭击能力。漂浮发电站机组的稳流渠渠坝墙没入海平面的深度，要和漂浮稳流渠出水口的规格一致，由于稳流渠渠坝墙的高度较大，就造成水车动力机与发电机之间的传动轴9也处于较高的位置，因而发电机就要设置在与传动轴高度一致的位置，所以，发电站机房就有了双层机房底7。

在漂浮发电站机组的稳流渠渠上口，横跨稳流渠的渠坝墙，在水车动力机的前、后分别加装有加固横梁8(加固横梁也可以是封闭的稳流渠盖顶)，起到控制稳流渠的宽度、加强稳流渠强度的作用。漂浮发电站机组稳流渠上的加固横梁(或稳流渠盖顶)离水车动力机要尽可能近一些，一般在20-50cm之间，这样有利于工作人员对水车动力机的日常维护。漂浮发电站机组的稳流渠底部，最好是全封闭的，因为全封闭的结构更坚固。当然不封闭而采用加固横梁连接加固也是可行的。

在漂浮发电站机组的底部，靠近漂浮发电站机组的稳流渠两端的渠口，并对称于稳流渠，如图1中a、d所示，设置有n个固定缆环10(n不小于2，且必须为偶数)，用于漂浮发电站机组在设置海域与设置在海底的固定缆绳连接固定。

漂浮稳流渠是深水潮汐海流发电站的重要组成部分之一，其作用是：控制漂浮稳流渠内潮汐海流的方向不受外力而改变，并供给深水潮汐海流发电站足够的动能量。不仅能保证潮汐海流在受到水车动力机的阻力时，不能改变潮汐海流的流动方向，而且，一定规格的漂浮稳流渠，能保证水车动力机获得足够的动能量，使水车动力机能够正常的运转，带动发电机运转发电。

漂浮稳流渠就是横截面为方形或矩形的渠道，漂浮稳流渠可以分为：全封闭式漂浮稳流渠、渠上口封闭式漂浮稳流渠、底部封闭式漂浮稳流渠和敞开式漂浮稳流渠。

全封闭式漂浮稳流渠的构造，如图2中a、b、c、d、e所示，由漂浮稳流渠盖板1、漂浮稳流渠渠坝墙板2和漂浮稳流渠底板3组成。

漂浮稳流渠的盖板、坝墙板和底板最好是塑料制品或是玻璃钢制品(尽量不采用铁制品)，这样既可有效的避免海水的腐蚀，也可最大限度的降低稳流渠 自身的重量。

如图2中b、d、e所示，漂浮稳流渠的盖板、坝墙板和底板内，纵、横交错分布有加强筋4，以增强稳流渠盖板、渠坝墙板和底板的强度。加强筋可以是一定规格的钢管、角铁和螺纹钢等铁制品。

如图2中a、b、c、d、i、j所示，在漂浮稳流渠的两端口有法兰边5，法兰边上有丝孔6，用于漂浮稳流渠与漂浮发电站机组、防潜消浪浮在组合时连接紧固。且漂浮稳流渠的两端口中只有与漂浮发电站机组对接组合的端口即出水口，四圈都有法兰边，而与防潜消浪浮组合对接的稳流渠端口也就是进水口，只有盖板处有法兰边。

如图2中c、i所示，在漂浮稳流渠进水口的两面漂浮稳流渠渠坝墙板的底部有固定缆环7，和用于与防潜消浪浮连接固定的连接座盘8。固定缆环是用于在海域设置深水潮汐海流发电站时，与固定于海底的缆绳连接固定。

如图4中c、d所示，连接座盘是用于在稳流渠与防潜消浪浮对接组合后，

在稳流渠进水口的底部与防潜消浪浮之间安装不锈钢拉杆10，以保证防潜消浪浮始终保持与漂浮稳流渠一直的水平状态。

如图2中e所示，在漂浮稳流渠两面坝墙板的上部各有一个通长组合在坝墙板上的浮体11，其作用是：在漂浮稳流渠设置于海域时，能保证漂浮稳流渠的盖板能浮于水面。

渠上口封闭式漂浮稳流渠的结构，如图2中a、、b、c、f所示，由漂浮稳流渠的盖板1、漂浮稳流渠渠坝墙板2和底部固定横梁10组成。

底部固定横梁应是不锈钢矩形管制成，并把不锈钢矩形管加工成横截面为两头尖的子弹头型，这样可以有效减轻漂浮稳流渠对潮汐海流的阻力。

如图2中b、f所示，渠上口封闭式漂浮稳流渠的盖板、渠坝墙板内，纵、横 交错分布有加强筋4，以增强稳流渠盖板、渠坝墙板的强度。

如图2中a、b、c、i、j所示，在渠上口封闭式漂浮稳流渠的两端口有法兰边5，法兰边上有丝孔6，用于漂浮稳流渠与漂浮发电站机组和防潜消浪浮在组合时连接紧固。且漂浮稳流渠的两端口中只有与漂浮发电站机组对接组合的端口，即稳流渠的出水口，四圈都有法兰边，而与防潜消浪浮组合对接的稳流渠端口，也就是稳流渠进水口，只有盖板上有法兰边。

如图2中c、i所示，在渠上口封闭式漂浮稳流渠进水口两面坝墙板的底部分别有固定缆环7，和用于与防潜消浪浮连接固定的连接座盘8。固定缆环是用于在海域设置深水潮汐海流发电站时，与固定于海底的缆绳连接固定。

如图4中c、d所示，连接座盘是用于在稳流渠与防潜消浪浮对接组合后，在稳流渠进水口的底部与防潜消浪浮之间安装不锈钢拉杆10，以保证防潜消浪浮始终保持与漂浮稳流渠一直的水平状态。

如图2中f所示，在渠上口封闭式漂浮稳流渠两面坝墙板的上部各有一个通长组合在坝墙板上的浮体11，其作用是：在稳流渠设置于海域时，能保证稳流渠的盖板能浮于水面。

浮体一般为方型或半圆形柱体，其具体的规格应该为：浮体在海水中的的总浮力，正好使稳流渠的盖板下面浮没于水面，即稳流渠内不存在空气的浮于水面，而使稳流渠内的潮汐水流聚集最大的潮流动能。

底部封闭式漂浮稳流渠的结构，如图2中b、c、g所示，由漂浮稳流渠的底板3、漂浮稳流渠渠坝墙板2和漂浮稳流渠上口加固安装的固定横梁9组成。

如图2中b、g所示，底部封闭式漂浮稳流渠的底板、渠坝墙板内，纵、横交错分布有加强筋4，以增强漂浮稳流渠的底板、渠坝墙板的强度。

如图2中g所示，在底部封闭式漂浮稳流渠两面坝墙板的上部各有一个通长 组合在坝墙板上的浮体11，其作用是：在漂浮稳流渠设置于海域时，能保证漂浮稳流渠的两面坝墙板的顶部能浮于水面。

敞开式漂浮稳流渠的结构示意图，如图2中b、c、h所示，由稳流渠的渠坝墙板2和稳流渠上口固定横梁9以及底部固定横梁10组成。

稳流渠的渠坝墙板内如图2中b、h所示，纵、横交错分布有加强筋4，以增强稳流渠盖板、渠坝墙板的强度。

不论何种形式的漂浮稳流渠的两端端口，都如图2中i、j所示，都有法兰边5，法兰边上有丝孔6，用于漂浮稳流渠与发电站机组和防潜消浪浮在组合时连接紧固。且漂浮稳流渠的两端口中只有与漂浮发电站机组对接组合的出水口一端的端口，四圈都有法兰边，而与防潜消浪浮组合对接的稳流渠进水口一端的端口，只有盖板上有法兰边。

在与防潜消浪浮组合对接的漂浮稳流渠进水口两面坝墙板的底部分别有固定缆环7，和用于与防潜消浪浮连接固定的连接座盘8。固定缆环是用于在海域设置深水潮汐海流发电站时，与固定于海底的钢丝缆绳连接固定。连接座盘是用于在漂浮稳流渠与防潜消浪浮对接组合后，在漂浮稳流渠进水口的底部与防潜消浪浮之间安装不锈钢拉杆，以保证防潜消浪浮始终保持与稳流渠一直的水平状态。

漂浮稳流渠进水口底板的外端，要制成船头形状的坡面，这样可以最大限度的减少稳流渠对潮汐海流造成的阻力。

防潜消浪浮是组合在稳流渠进水口盖板上的浮体，是在汹涌的潮汐海流产生时，能防止漂浮稳流渠及漂浮发电站机组潜入水下，而且能把迎面而来的海浪破碎、消解。因为，深水海域的潮流一般都很急，蕴藏的动能巨大，事实上在沿海的筏式海带养殖中生产中，凡在水深流大的海区开展养殖的，在平流时 (无潮汐海流)筏架是浮于水面的，在汹流时(即有潮汐海流时，包括涨潮流与落潮流)筏架就会潜入水下，几乎贴近海底。所以，防潜消浪浮是深水潮汐海流发电站必须装备的重要装置之一。

防潜消浪浮的形状可以是多种多样的，但以下部箱型、上部半个炮弹形最为有效。

防潜消浪浮的构造如图3中a、b、c、d所示，是由不同规格的玻璃钢板(或塑料板)3制成的：防潜消浪浮的下部5，前部是船头形、后部是方形或矩形的箱体；防潜消浪浮的上部6，是前端呈一定坡度的锥体造型，后部为半圆柱体或三角形柱体的消浪器。箱体和消浪器内最好填充满泡沫，以增强防潜消浪浮的坚实度，使防潜消浪浮具有较强的浮力和消浪能力。

如图3中c、d所示，组成防潜消浪浮的所有不同规格的玻璃钢板内，以一定间距纵、横分布有加强筋4，以加强组成防潜消浪浮的玻璃钢板的强度。加强筋可以是一定规格的钢管、角铁和螺纹钢等铁制品。

如图3中b、d所示，防潜消浪浮前端的上、下部，即迎向潮汐海流一端的上、下部，分别向上后方和下后方，呈一定角度的坡形，坡度一般小于或等于30度为好，其作用是：下部一定坡度的船头造型，能在有潮汐海流时，有效减少防潜消浪浮对潮汐海流造成的阻力。上部一定坡度的造型，能有效消减海浪的撞击力。

如图3中a、b、c、d所示，防潜消浪浮上部前端呈一定坡度的锥体造型，后部半圆柱体或三角形柱体，这样的构造形状，能以承受最小的撞击力而破碎来袭的海浪。使迎面来袭的海浪在漂浮稳流渠的渠口，形成开花浪，海浪的破坏力就随着海浪的开花、破碎而减小和消逝。

如图3中b所示，在防潜消浪浮前部的坡底处，有用于与漂浮稳流渠进水 口底部的连接座盘安装不锈钢拉杆用的连接座盘2。在防潜消浪浮的后部，有与漂浮稳流渠进水口盖板组合安装时连接固定用的法兰边1，法兰边上有与漂浮稳流渠进水口盖板法兰边螺孔相对应的螺孔。

悬浮消浪堤的具体结构，如图7中a、b、c、d、e所示，由消浪堤1，三角消浪器2，防沉控制浮3，固定缆环4、平衡稳定器5、重力龙骨6和自重调节仓7組成。

消浪堤与三角消浪器，左、右对称组成悬浮消浪堤的主体，三角消浪器迎向海浪的顶角与消浪堤的垂直距离，等于消浪堤的宽度(如图7中a所示，消浪堤的宽度是指：三角形三角消浪器2的虚线边到消浪堤外边的垂直距离，三角消浪器的虚线边与消浪堤外边是平行的)。消浪堤与三角消浪器组成的悬浮消浪堤一般为玻璃钢制品，内部中空，可根据自重与自身所产生的浮力，注入适量的海水，使自重比自身所产生的浮力等大，以使悬浮消浪堤在海水中处于悬浮状态。

消浪堤的具体宽度，是由设置悬浮消浪堤海域可能出现的最大浪的规格决定的。原则上，消浪堤的具体宽度，要不小于本海域可能发生的最大浪高(浪高是指浪峰到浪凹的一半高度)的2倍，即悬浮消浪堤的总宽度是不小于本海域最大浪高的4倍。这样才不会发生过堤浪的现象，而达到完全的消浪效果。

三角消浪器，如图7中a、c、e所示，呈锯齿状密布在消浪堤的内侧，三角消浪器迎浪角的两个边等长，即三角消浪器是等腰三角形。三角消浪器迎浪角的两个棱边，如图7中e所示，要对称制造成具有一定坡度的飞机机翼造型，这样可以有效减轻三角消浪器对潮汐海流产生的阻力，

如图7中d所示，各个三角消浪器与其所连接对应的消浪堤，要对称建造成飞机机翼造型，这样可以有效减轻三角消浪器对潮汐海流产生的阻力。在悬 浮消浪堤的重心位置，有自重调节仓7，其作用是：通过向自重调节仓内注水，调节悬浮消浪堤的自重与与自身的浮力相当，以保证悬浮消浪堤在一定的水层，保持悬浮状态。

如图7中a、b、d、e所示，在各个三角消浪器与其所连接对应的消浪堤上，分别对称设有防沉控制浮，一般为玻璃钢制品，内充满泡沫；防沉控制浮可以是直接固定在三角消浪器与其所连接对应的消浪堤上，也可以是通过缆绳间接固定在三角消浪器与其所连接对应的消浪堤上；防沉控制浮可以是圆柱体的，也可以是圆球体的；其作用是：使处于悬浮状态的整个悬浮消浪堤，始终保持在离海平面一定位置的平衡状态。直接固定在三角消浪器与其所连接对应的消浪堤上的防沉控制浮的高度应该是：整个悬浮消浪堤计划设置水层的深度，再加0.5-1米。直接固定在三角消浪器与其所连接对应的消浪堤上的防沉控制浮的直径，是由在海水中处于悬浮状态的整个悬浮消浪堤，要保持在一定水层所需要浮力大小决定的，可以根据具体数据计算得出。间接固定在三角消浪器与其所连接对应的消浪堤上的防沉控制浮的大小，应控制在：使悬浮消浪堤在一定水层保持平衡状态时，防沉控制浮要露出水面三分之一到二分之一的体积。

如图7中b所示，悬浮消浪堤两端的底部是分别呈一定坡度(5-15度)的飞机机翼的横截面造型，这样可以有效减轻悬浮消浪堤对潮汐海流产生的阻力，还可以产生一定的升力，以避免悬浮消浪堤，在潮汐海流的冲击下沉入海底。

如图7中b、c、d所示，在悬浮消浪堤两端的底部重心位置，靠近坡底一定距离分别设置有固定缆环4，用于与固定于海底桩橛上的钢丝缆绳连接固定。在悬浮消浪堤的底部重心位置，纵贯两端的固定缆环，并垂直于悬浮消浪堤顶部平面(或海平面)，设置有平衡稳定器5，平衡稳定器的宽度必须是悬浮消浪堤宽度的一半以上，才能在遭到海浪袭击时，拥有足够的平衡能力，使悬浮消 浪堤相对保持在稳定的平衡状态。平衡稳定器可以是玻璃钢或塑料板制成，平衡稳定器的底部，要配置有一定重量的重力龙骨6，重力龙骨一般是圆钢或其他具有一定重量的金属制成，以保证在遭到风浪或涌浪袭击时，设置在海域中的悬浮消浪堤的平衡稳定器，始终保持与海平面的垂直状态，以实现平衡稳定器的平衡稳定作用。

悬浮消浪堤，事实上就是在深海，人工设置一个近岸浅滩，产生岸边效应，迫使海浪破碎消逝的设施。一般设置在海平面下1米左右的位置，在有大浪来袭时，平行于海平面的三角消浪器，首先将海浪分解弱化(像大禹治水那样，采用疏导、分散的办法，将海浪分解)，分解弱化后的海浪，运动到消浪堤后，由于平行于海平面的消浪堤，阻止了海浪的周期性震动，而使海浪破碎，即俗称的开花浪，海浪破碎后，动能随即减弱、消失。由于悬浮消浪堤设置在海平面下一定的位置，在来袭海浪破碎时，对悬浮消浪堤产生的撞击力，几乎完全被悬浮消浪堤与海平面之间的海水接受，所以，海浪对悬浮消浪堤产生的撞击力很微弱。这就是为什么漂浮于海面上的木船，在遭到较大风浪袭击后一般能被击破碎。而沉入海中的木船在遭到较大风浪袭击后，一般都完好无损的主要原因。

悬浮消浪堤的三角消浪器和消浪堤，如图9中a、b所示，也可以直接是玻璃钢平板或塑料平板制成，在平衡稳定器与悬浮消浪堤垂直连接的重心位置，设置有横截面为半圆形或等腰三角形的重量调节仓，防沉控制浮采用缆绳间接对称固定在三角消浪器与消浪堤上即可，图9中：1是防沉控制浮，2是重量调节仓，3是平板式三角消浪器和消浪堤，4是平衡稳定器。

单体悬浮消浪器，如图8所示，是组成悬浮消浪堤的三角消浪器与其所对应的消浪堤的单体结构。图中：1是单体悬浮消浪器，2是单体悬浮消浪器上的 防沉控制浮。

在海域中完全组合设置好的深水潮汐海流发电站的具体结构，如图4中a、b、c、d所示，图中1是漂浮发电站机组的发电站机房，2是漂浮稳流渠，3是水车动力机，4是发电机，5是发电机与水车动力机之间连接的传动轴，6是漂浮稳流渠的坝墙板，7是防潜消浪浮，8是漂浮发电站机组的稳流渠渠坝墙，10是稳流渠进水口坝墙板的底部与防潜消浪浮之间安装的不锈钢拉杆，11是钢丝缆绳，12是固定于海底的桩撅，13是海底，14是捆绑于固定在海底桩撅上所连接的钢丝缆绳上的固定坠。

游离式深水潮汐海流发电站，如图4中a、c所示，是将漂浮发电站机组的一个稳流渠端口对接一组漂浮稳流渠和防潜消浪浮，并在稳流渠进水口的底部与防潜消浪浮之间安装不锈钢拉杆。将固定于海底的桩橛和固定坠上的钢丝缆绳，与漂浮稳流渠进水口底部的固定缆环连接固定。因为，游离式深水潮汐海流发电站本身就是一个标准的潮汐海流流向标，所以，在有潮汐海流时，游离式深水潮汐海流发电站的漂浮稳流渠进水口，就会立即自动迎向潮流，并使整个潮汐海流发电站的稳流渠与潮流的方向保持一致。这样从漂浮稳流渠进水口进入稳流渠的潮汐海流水体，就会保持原有流速而在稳流渠内流动运行，当潮流水体遭遇水车动力机时，就会带动水车动力机随潮汐海流转动做功，水车动力机将获得的动能，通过传动轴传递给发电机的转子轴，从而使发电机运转发电。

游离式深水潮汐海流发电站的优点是：相对投资较小。缺点是在海区内只能单个设置，不宜相互并联组合在一起组群设置，单位海域的潮能利用率低。

固定式深水潮汐海流发电站，如图4中b、d所示，是将漂浮发电站机组的两个稳流渠端口，各对接一组漂浮稳流渠和防潜消浪浮，并在漂浮稳流渠进水 口的底部与防潜消浪浮之间安装不锈钢拉杆。将组合好的深水潮汐海流发电站的漂浮稳流渠，顺向潮汐海流的方向，在离两个稳流渠进水口及发电站机组底部固定缆环一定距离的海底，分别打入连接有钢丝缆绳的桩橛，在离打入海底桩橛一定距离的钢丝缆绳上绑有一定重量的固定坠，以加强桩橛在海底的固定能力，将相对应打入海底桩橛上的钢丝缆绳，与两个漂浮稳流渠进水口及发电站机组底部的固定缆环连接固定。这样，固定式深水潮汐海流发电站，就顺向潮汐海流的方向固定设置在海域。当有潮汐海流时，进入固定式深水潮汐海流发电站漂浮稳流渠内的潮汐海流，就会带动漂浮发电站机组稳流渠上的水车动力机做功而产生动能，并将动能通过传动轴传递给发电机的转子轴，发电机就会随水车动力机转动而发出电来。

固定式深水潮汐海流发电站的优点是：能将多个固定式深水潮汐海流发电站相互并联组合在一起组群设置，所以单位海域的潮能利用率高。

深水潮汐海流发电站组，如图5所示，是在固定式深水潮汐海流发电站的漂浮稳流渠上按一定间距，串联式组合安装多个漂浮发电站机组，即是深水潮汐海流发电站组。图中1是发电站机房，2是漂浮稳流渠，3是水车动力机，4是防潜消浪浮。

深水潮汐海流发电站组群，如图6所示，就是由多个深水潮汐海流发电站组1，并联组合在一起，群落化共同设置在同一海域，并且在深水潮汐海流发电站组群之间并联组合的深水潮汐海流发电站组上的漂浮稳流渠进水口之间，横向连接有单体悬浮消浪器2，以消除顺向潮汐海流方向而来的海浪对深水潮汐海流发电站组的危害。在深水潮汐海流发电站组群的两侧，按一定间距，平行于深水潮汐海流发电站组群的稳流渠，分别设置有一道或几道悬浮消浪堤3，以消除从深水潮汐海流发电站组群两侧来袭的海浪，从而保证深水潮汐海流发电站 组群在遭受台风、巨浪袭击时，能够正常的安全生产发电。

Claims (1)

1.一种深水潮汐海流发电站，其特征是：包括如下设施：防潜消浪浮、漂浮稳流渠、漂浮发电站机组、悬浮消浪堤和单体悬浮消浪器；漂浮发电站机组由发电站机房、漂浮发电站机组的稳流渠和水车动力机组成；发电站机房对称组合在漂浮发电站机组的稳流渠渠坝墙两侧，发电站机房内有发电机；水车动力机对应两个漂浮发电站机房，安装在漂浮发电站机组的稳流渠渠坝墙上的水车动力机机座上；在漂浮发电站机组的稳流渠两端口，对接组合一定规格的漂浮稳流渠，漂浮稳流渠的进水口安装有防潜消浪浮，即是一个机组的深水潮汐海流发电站；

悬浮消浪堤由消浪堤、三角消浪器、防沉控制浮、固定缆环、平衡稳定器、重力龙骨和自重调节仓组成；消浪堤与三角消浪器，左、右对称组成悬浮消浪堤的主体；各个三角消浪器与其所连接对应的消浪堤上，分别对称设有防沉控制浮；在悬浮消浪堤两端的底部重心位置，靠近坡底一定距离分别设置有固定缆环；在悬浮消浪堤的重心位置，有自重调节仓；在悬浮消浪堤的底部重心位置，纵贯两端的固定缆环，并垂直于悬浮消浪堤顶部平面，设置有平衡稳定器；平衡稳定器的底部，配置有一定重量的重力龙骨。