一种漂浮式海洋流发电平台的制作方法

1.本发明属于一种海洋流发电平台，尤其是一种漂浮式海洋流发电平台。


背景技术：

2.现阶段潮流能发电的瓶颈在于平台，平台的坚固性，适用性，易维护性以及造价是一个潮流发电平台最重要的四个指标。
3.然而现阶段的所有平台，都只能满足其中一个或多个指标，不能满足四个指标。这也是现阶段潮流能发电不能商业化的原因。
4.现有的潮流发电平台有以下几类，1.船型漂浮式的，国内以浙江大学为主，2.嵌岩桩或震动桩式，国内以联合动力为主。3.一字漂浮式的，以欧洲为主。4.导管架结构形式，以浙江林东为主。
5.以上的这些都已各自的弊端，具体如下：
6.1.船型漂浮式的，主要是制造成本高，不能布置在风浪较大的区域，每个装置只能布置一台发电机组。
7.2.嵌岩桩或震动桩的，对地质要求严格。前期勘探成本高，桩的垂直度会影响整机正常工作，同时维护成本高。
8.3.一字漂浮式的，不能布置在风浪较大的区域，同时维护成本高。
9.4.导管架结构形式，主要制造成本高、需要特殊的海域才能满足装机需求。


技术实现要素：

10.本发明所要解决的技术问题是提供一种海洋流发电平台，用以解决现有技术存在的技术问题。
11.本发明解决上述技术问题所采取的技术方案如下：
12.一种漂浮式海洋流发电平台，包括：
13.锚固系统、能量获取系统和机架；其中，所述锚固系统含有4个重力锚和4个卷扬机以及4条缆绳，并利用卷扬机的收放使整机悬浮于水中或漂浮在水面上；
14.所述能量获取系统包括：叶轮，发电系统，以及主轴密封；
15.所述叶轮从海水中获取能量，通过主轴传递给发电系统；
16.所述机架包括：8个水仓、5个空气仓、2个发电机舱、2个行走舱和一个电气设备舱；
17.其中，所述四台卷扬机固定在机架上端，行走舱上端和电气设备舱上端开有密封盖。
18.优选的是，所述叶轮为为可变桨叶轮，由此不用调头就能获取两个方向的洋流。
19.优选的是，所述发电系统的发电机舱为采用了舰艉的密封系统。
20.优选的是，所述锚固系统，具体包括：
21.第一卷扬机(101)、第二卷扬机(102)、第三卷扬机(103)和第四卷扬机(104)；第一重力锚(201)、第二重力锚(202)、第三重力锚(203)和第四重力锚(204)；第一缆绳(501)、第
二缆绳(502)、第三缆绳(503)、第四缆绳(504)和第五缆绳(505)；
22.所述机架，具体包括：
23.第一水仓(301)、第二水仓(302)、第三水仓(303)、第四水仓(304)、第五水仓(305)、第六水仓(306)、第七水仓(307)和第八水仓(308)；
24.第一空气仓(401)、第二空气仓(402)、第三空气仓(403)、第四空气仓(404)和第五空气仓(405)；
25.第一发电机舱(701)和第二发电机舱(702)；
26.第一行走舱(801)和第二行走舱(802)；
27.电气设备舱(11)；其中，所述第一行走舱(801)和第二行走舱(802)、电气设备舱(11)上分别设置有所述第一密封盖(12)、第二密封盖(13)和第三密封盖(14)；
28.所述叶轮包括：第一叶轮(601)和第二叶轮(602)。
29.优选是，在风浪较小时发电时，第一水仓(301)、第二水仓(302)、第三水仓(303)、第四水仓(304)为空舱，所述第五水仓(305)、第六水仓(306)、第七水仓(307)和第八水仓(308)为半水舱；
30.通过调整4个卷扬机的收放，使叶轮对准任意方向的海流；整机在浮力、缆绳的拉力以及叶轮产生的水平推力下平衡；
31.人员可以通过行走舱上端和电气设备舱上端开的密封盖，进入整机内部，检查整机的工作状况，同时可以进行常规检修。
32.优选的是，每个水仓都具有高压空气快速接头(15)、第一电磁气阀(16)和第二电磁水阀(17)；
33.当水仓需要进水时，第一电磁气阀(16)和第二电磁水阀(17)同时打开，则海水进入水仓，当水仓需要排水时，高压空气快速接头(15)接入外界气源，在气压的作用下水仓向外排水。
34.优选的是，在有台风或者风暴潮时，第一水仓(301)、第二水仓(302)、第三水仓(303)、第四水仓(304)为空舱，所述第五水仓(305)、第六水仓(306)、第七水仓(307)和第八水仓(308)为半水舱；
35.第一密封盖(12)、第二密封盖(13)和第三密封盖(14)完全密封；通过调整4个卷扬机的同时收缆，使整机下沉。整机在浮力、缆绳的拉力以及叶轮产生的水平推力下平衡。在此姿态下人员不能进入整机，但整机可以正常发电。
36.优选的是，在处于维修姿态下，第一缆绳(501)和第四缆绳(504)松开，主轴刹车卡死，第一水仓(301)、第四水仓(304)、第五水仓(305)、第八水仓(308)为空舱；
37.第二水仓(302)、第三水仓(303)、第六水仓(306)、第七水仓(307)为半水舱；
38.第一密封盖(12)、第二密封盖(13)和第三密封盖(14)完全密封。
39.优选的是，第一缆绳(501)、第二缆绳(502)、第三缆绳(503)、第四缆绳(504)和第五缆绳(505)连接到叶轮前后的安装点。
40.优选的是，第一缆绳(501)、第二缆绳(502)、第三缆绳(503)、第四缆绳(504)和第五缆绳(505)连接到各个卷扬机。
41.本发明采取了上述方案后，不仅可以满足近海发电，也可满足远海发电，该平台对地形和地质以及水深没有严格的要求。可以满足绝大多海域安装。同时该平台生产能力强，
维修维护简便。
42.本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
附图说明
43.下面结合附图对本发明进行详细的描述，以使得本发明的上述优点更加明确。其中，
44.图1是本发明漂浮式海洋流发电平台的结构示意图；
45.图2是本发明漂浮式海洋流发电平台的应用状态的示意图；
46.图3是本发明漂浮式海洋流发电平台的应用状态的示意图；
47.图4是本发明漂浮式海洋流发电平台的应用状态的示意图；
48.图5是本发明漂浮式海洋流发电平台的应用状态的示意图；
49.图6是本发明漂浮式海洋流发电平台的应用状态的示意图；
50.图7是本发明漂浮式海洋流发电平台的应用状态的示意图；
51.图8是本发明漂浮式海洋流发电平台的一个实施例的结构示意图。
具体实施方式
52.以下将结合附图及实施例来详细说明本发明的实施方式，借此对本发明如何应用技术手段来解决技术问题，并达成技术效果的实现过程能充分理解并据以实施。需要说明的是，只要不构成冲突，本发明中的各个实施例以及各实施例中的各个特征可以相互结合，所形成的技术方案均在本发明的保护范围之内。
53.如图1所示，本发明专利包含锚固系统，能量获取系统，机架。锚固系统含有4个重力锚和4个卷扬机以及4条缆绳，其目的1.固定整个平台，2.调整叶轮对准洋流，3.利用卷扬机的收放使整机悬浮于水中或漂浮在水面上，4.利用卷扬机和水仓的浮力使整机倾翻于水面上，以便维修。能量获取系统主要含叶轮，发电系统，以及主轴密封。叶轮主要从海水中获取能量，通过主轴传递给发电系统。叶轮为可变桨叶轮，这样整机可以不用调头就能获取两个方向的洋流。同时为了防止海水进入发电机舱，采用了舰艉的密封系统。机架主要由8个水仓、5个空气仓，2个发电机舱，2个行走舱和一个电气设备舱。同时四台卷扬机固定在机架上端，行走舱上端和电气设备舱上端开有密封盖，以供需要时人员进入舱内检查设备。
54.具体来说，一种漂浮式海洋流发电平台，包括：
55.锚固系统、能量获取系统和机架；其中，所述锚固系统含有4个重力锚和4个卷扬机以及4条缆绳，并利用卷扬机的收放使整机悬浮于水中或漂浮在水面上；
56.所述能量获取系统包括：叶轮，发电系统，以及主轴密封；
57.所述叶轮从海水中获取能量，通过主轴传递给发电系统；
58.所述机架包括：8个水仓、5个空气仓、2个发电机舱、2个行走舱和一个电气设备舱；
59.其中，所述四台卷扬机固定在机架上端，行走舱上端和电气设备舱上端开有密封盖。
60.优选的是，所述叶轮为为可变桨叶轮，由此不用调头就能获取两个方向的洋流。
61.优选的是，所述发电系统的发电机舱为采用了舰艉的密封系统。
62.优选的是，所述锚固系统，具体包括：
63.第一卷扬机(101)、第二卷扬机(102)、第三卷扬机(103)和第四卷扬机(104)；第一重力锚(201)、第二重力锚(202)、第三重力锚(203)和第四重力锚(204)；第一缆绳(501)、第二缆绳(502)、第三缆绳(503)、第四缆绳(504)和第五缆绳(505)；
64.所述机架，具体包括：
65.第一水仓(301)、第二水仓(302)、第三水仓(303)、第四水仓(304)、第五水仓(305)、第六水仓(306)、第七水仓(307)和第八水仓(308)；
66.第一空气仓(401)、第二空气仓(402)、第三空气仓(403)、第四空气仓(404)和第五空气仓(405)；
67.第一发电机舱(701)和第二发电机舱(702)；
68.第一行走舱(801)和第二行走舱(802)；
69.电气设备舱(11)；其中，所述第一行走舱(801)和第二行走舱(802)、电气设备舱(11)上分别设置有所述第一密封盖(12)、第二密封盖(13)和第三密封盖(14)；
70.所述叶轮包括：第一叶轮(601)和第二叶轮(602)。
71.优选是，在风浪较小时发电时，第一水仓(301)、第二水仓(302)、第三水仓(303)、第四水仓(304)为空舱，所述第五水仓(305)、第六水仓(306)、第七水仓(307)和第八水仓(308)为半水舱；
72.通过调整4个卷扬机的收放，使叶轮对准任意方向的海流；整机在浮力、缆绳的拉力以及叶轮产生的水平推力下平衡；
73.人员可以通过行走舱上端和电气设备舱上端开的密封盖，进入整机内部，检查整机的工作状况，同时可以进行常规检修。
74.优选的是，每个水仓都具有高压空气快速接头(15)、第一电磁气阀(16)和第二电磁水阀(17)；
75.当水仓需要进水时，第一电磁气阀(16)和第二电磁水阀(17)同时打开，则海水进入水仓，当水仓需要排水时，高压空气快速接头(15)接入外界气源，在气压的作用下水仓向外排水。
76.优选的是，在有台风或者风暴潮时，第一水仓(301)、第二水仓(302)、第三水仓(303)、第四水仓(304)为空舱，所述第五水仓(305)、第六水仓(306)、第七水仓(307)和第八水仓(308)为半水舱；
77.第一密封盖(12)、第二密封盖(13)和第三密封盖(14)完全密封；通过调整4个卷扬机的同时收缆，使整机下沉。整机在浮力、缆绳的拉力以及叶轮产生的水平推力下平衡。在此姿态下人员不能进入整机，但整机可以正常发电。
78.优选的是，在处于维修姿态下，第一缆绳(501)和第四缆绳(504)松开，主轴刹车卡死，第一水仓(301)、第四水仓(304)、第五水仓(305)、第八水仓(308)为空舱；
79.第二水仓(302)、第三水仓(303)、第六水仓(306)、第七水仓(307)为半水舱；
80.第一密封盖(12)、第二密封盖(13)和第三密封盖(14)完全密封。
81.优选的是，第一缆绳(501)、第二缆绳(502)、第三缆绳(503)、第四缆绳(504)和第五缆绳(505)连接到叶轮前后的安装点。
82.优选的是，第一缆绳(501)、第二缆绳(502)、第三缆绳(503)、第四缆绳(504)和第五缆绳(505)连接到各个卷扬机。
83.其中，该平台共有三个姿态，下面分别就三个姿态一一讲解，
84.姿态一：漂浮发电状态。
85.一般在风浪较小时采用该姿态发电。在该姿态下，水仓301
‑
304为空舱，水仓305
‑
308为半水舱。通过调整4个卷扬机101
‑
104的收放，可以使叶轮对准任意方向的海流。整机在浮力、缆绳的拉力以及叶轮产生的水平推力下平衡。在该姿态下，人员可以通过行走舱801
‑
802上端和电气设备舱11上端开有密封盖12
‑
14，进入整机内部，检查整机的工作状况，同时可以进行常规检修。该姿态为主要工作姿态。一般情况下，水面的流速要比海底流速高，所以采用漂浮式的发电状态，要比打桩方案的发电更多。
86.水仓的进水是由压缩空气和电磁球阀决定的，当水仓需要进水时，电磁气阀16和电磁水阀17同时打开，则海水进入水仓。当水仓需要排水时，高压空气快速接头15接入外界气源，在气压的作用下水仓向外排水。
87.姿态二：悬浮发电状态。
88.一般在有台风或者风暴潮时采用此姿态发电，台风或者风暴潮时海面有大浪，巨大的浪花会严重冲击整机机架，所以整机下潜，可以避免机架的结构遭到破坏，使整机寿命缩短。在此姿态下，水仓301
‑
304为空舱，水仓305
‑
308为半水舱，密封盖12
‑
14是完全密封的。通过调整4个卷扬机101
‑
104的同时收缆，使整机下沉。整机在浮力、缆绳的拉力以及叶轮产生的水平推力下平衡。在此姿态下人员不能进入整机，但整机可以正常发电。一般台风或者风暴潮时蕴含的洋流能是平时的几倍，但是采用船型漂浮式的机架在此时只能停机，以保证整机安全。
89.姿态三：倾翻维修状态。
90.一般在大的故障下，才采用此种姿态维修。此种姿态下，叶轮、发电机组以及主轴密封可以更换或者维修。在此姿态下，缆绳501、504是松开的，主轴是刹车卡死的，水仓301、304、305、308为空舱，水仓302、303、306、307为半水舱，密封盖12
‑
14是完全密封的。采用此种姿态维修要比采用一字漂浮式结构更为简单，不需要大型吊船，也不需哟拖回船坞维修。
91.该漂浮式可半潜可倾翻的海洋流发电平台不仅可以满足近海发电，也可满足远海发电，该平台对地形和地质以及水深没有严格的要求。可以满足绝大多海域安装。同时该平台生产能力强，维修维护简便。
92.本发明与现有技术相比的优点、所产生的效果：
93.1.可以半潜式发电，提高整机的生存能力，2.可以漂浮式发电，可以进入机舱内部在线监测维修，3.对地形和地质以及水深没有严格的要求，可以提高整机的适应性。4.整机成本相较于其他更为便宜。5.相较于其他方案，发电量更多。
94.其中，该平台的锚固系统也可以采用以下代替方案，即缆绳不连接叶轮前后的安装点，如旋转吊环60112，直接连接与卷扬机。
95.此外，该平台的机架也可以采用以下代替方案，即水仓305
‑
308，空气舱401
‑
405由水仓9代替，其余结构不变。
96.只是在倾翻维修状态下，水仓9为全排空。从倾翻维修状态恢复到漂浮状态时，水仓9的水需要缓慢加入。
97.最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。