將潮流能發(fā)電裝置固定于水底的施工方法和潮流發(fā)電裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種海洋能發(fā)電裝置的施工方法，尤其涉及一種將潮流能發(fā)電裝置固定于水底的施工方法和潮流發(fā)電裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]潮流能發(fā)電裝置共有兩種固定方式，一種是通過鋼纜、浮筒等結(jié)構(gòu)固定懸浮在水中，另一種是通過打樁方式固定于水底。這兩種固定方式由于是將發(fā)電裝置固定于水中的不同的位置，因此其施工方法完全不同。
[0003]現(xiàn)有的將潮流能發(fā)電裝置固定于水底的施工方法主要是通過施工人員在水底進行爆破、夯擊預(yù)制混凝土樁進行固定。然而，為了保證潮流能發(fā)電裝置的發(fā)電效率，通常需要將發(fā)電裝置設(shè)置在水流很急的地方。由于水流速度非?？?，水下施工不但可靠性低，施工人員也會非常危險。
[0004]不同于其他領(lǐng)域中樁是施工和使用在較平靜的水域，并且這些樁只起到軸向支撐和固定作用，在潮流能發(fā)電領(lǐng)域中，由于水流會產(chǎn)生非常大的徑向沖擊力，為了保證樁的牢靠度，每根樁的橫截面積必須要得到保證。換言之，橫截面積非常大的樁才能保證潮流能發(fā)電裝置不被湍急的水流干擾，使其完全固定在水底。然而，增加了樁的橫截面積，使得樁的迎水面積也大幅度增加，即增加了每個樁承受水流沖擊力的受力面積。由于迎水面積增大，反而降低甚至抵消了加粗樁帶來的牢固度，并且施工難度也大大增加。因此，現(xiàn)有的固定于水底的潮流能發(fā)電裝置都存在固定不牢靠，施工復(fù)雜、危險、成本太高的問題。
[0005]另外，現(xiàn)有的潮流能發(fā)電裝置通常是將其框架通過浮吊船等工具將其吊入安裝地點的水底。由于潮流能發(fā)電裝置需要長期浸泡在水中并且要承受水流的沖擊，為了增加潮流能發(fā)電裝置在水底的穩(wěn)固度，其框架大部分采用鋼筋和混凝土制成，通常整個裝置會建造的非常重。然而，世界上浮吊船能起吊的最大重量僅有3000噸。換言之，受到浮吊船的限制，潮流能發(fā)電裝置的整個重量都必須控制在3000噸以內(nèi)。為確保浮吊船安全穩(wěn)定的起吊和放下，潮流能發(fā)電裝置的重量最好遠低于3000噸，這極大地制約了潮流能發(fā)電裝置的大型化發(fā)展。
[0006]綜上所述，現(xiàn)有的潮流能發(fā)電裝置由于受到施工方法的制約，無法大型化，成本居高不下，造成了人類無法突破的潮流能發(fā)電裝置商業(yè)化運營的技術(shù)壁壘。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種將潮流能發(fā)電裝置固定于水底的施工方法和潮流發(fā)電裝置。
[0008]為了實現(xiàn)本發(fā)明的一目的，本發(fā)明提供一種將潮流能發(fā)電裝置固定于水底的施工方法，包括如下步驟:制作外框架，將浮體固定于外框架，將多根外套管固定于外框架，分別在多根外套管的迎水側(cè)位置設(shè)置多個減小水流阻力結(jié)構(gòu)；將多根內(nèi)套管對應(yīng)地插入多根外套管內(nèi)；將外框架置入水中，在水中拉動外框架至安裝地點；每根內(nèi)套管的一端沿外套管的軸向沉入水底，另一端伸出于水面；卸掉浮體的浮力使外框架沉入水底，調(diào)整外框架的水平；沿內(nèi)套管軸向?qū)λ走M行錘擊，在內(nèi)套管內(nèi)對水底進行鉆孔，形成樁孔，取出內(nèi)套管，朝外套管內(nèi)置入連接套管，連接套管連接外套管的底端和水底鉆孔的地面上端，朝外套管內(nèi)置入鋼筋籠或者鋼管型材，朝外套管內(nèi)灌注混凝土；將水輪機和發(fā)電機安裝于外框架。
[0009]于本發(fā)明的一實施例中，外框架包括至少一個平臺，平臺的長度方向平行于水流方向，外套管的數(shù)量為至少四個，至少四根外套管分別設(shè)置于平臺的四個頂角。
[0010]于本發(fā)明的一實施例中，浮體為可調(diào)節(jié)浮力的浮箱，卸掉浮體的浮力使外框架沉入水底的步驟包括打開浮體的閥門，使浮體灌水從而卸掉浮力。
[0011 ] 于本發(fā)明的一實施例中，在每根內(nèi)套管的一端沿外套管的軸向沉入水底，另一端伸出于水面的步驟之前，將潮流能發(fā)電裝置固定于水底的施工方法還包括通過浮體調(diào)整外框架的水平。
[0012]于本發(fā)明的一實施例中，將潮流能發(fā)電裝置固定于水底的施工方法還包括設(shè)置多根固定鋼纜，固定鋼纜的一端固定于外框架。
[0013]于本發(fā)明的一實施例中，在水中拉動外框架至安裝地點的步驟之后還包括將固定鋼纜的另一端固定，拉緊固定鋼纜以固定外框架平行于水平面的橫向位置。
[0014]于本發(fā)明的一實施例中，將潮流能發(fā)電裝置固定于水底的施工方法還包括制作內(nèi)框架，將水輪機和發(fā)電機安裝于外框架的步驟包括將水輪機安裝于內(nèi)框架內(nèi)，將內(nèi)框架可分離地固定于外框架內(nèi)。
[0015]于本發(fā)明的一實施例中，內(nèi)套管外壁標識有刻度。
[0016]于本發(fā)明的一實施例中，將潮流能發(fā)電裝置固定于水底的施工方法還包括朝外套管內(nèi)灌注混凝土之后，在混凝土的頂端設(shè)置固定板，將固定板與外套管相焊接。
[0017]為了實現(xiàn)本發(fā)明的另一目的，本發(fā)明還提供一種采用上述施工方法固定的潮流能發(fā)電裝置包括外框架、多根外套管、多根連接套管、浮體、水輪機和發(fā)電機。外框架具有多個減小水流阻力結(jié)構(gòu)。多根外套管固定于外框架，多個減小水流阻力結(jié)構(gòu)位于多根外套管的迎水側(cè)。多根連接套管分別連接外套管的底端和水底鉆孔的地面上端。浮體固定于外框架。水輪機設(shè)置于外框架內(nèi)。發(fā)電機設(shè)置于外框架且連接水輪機。
[0018]為了實現(xiàn)本發(fā)明的另一目的，本發(fā)明提供一種將潮流能發(fā)電裝置固定于水底的施工方法，還包括如下步驟:制作外框架，將浮體固定于外框架，將多根外套管固定于外框架，分別在多根外套管的迎水側(cè)位置設(shè)置多個減小水流阻力結(jié)構(gòu)；將多根內(nèi)套管對應(yīng)地插入多根外套管內(nèi)；將外框架置入水中，在水中拉動外框架至安裝地點；每根內(nèi)套管的一端沿外套管的軸向沉入水底，另一端伸出于水面；卸掉浮體的浮力使外框架沉入水底，調(diào)整外框架的水平；沿內(nèi)套管軸向?qū)λ走M行錘擊，在內(nèi)套管內(nèi)對水底進行鉆孔，形成樁孔，朝內(nèi)套管內(nèi)置入鋼筋籠或者鋼管型材，朝內(nèi)套管內(nèi)灌注混凝土 ；將水輪機和發(fā)電機安裝于外框架。
[0019]于本發(fā)明的一實施例中，將潮流能發(fā)電裝置固定于水底的施工方法還包括在內(nèi)套管的側(cè)壁設(shè)置多個卸漿孔。
[0020]于本發(fā)明的一實施例中，將潮流能發(fā)電裝置固定于水底的施工方法還包括在外套管的內(nèi)壁上設(shè)置止擋件。
[0021 ] 于本發(fā)明的一實施例中，將潮流能發(fā)電裝置固定于水底的施工方法還包括制作內(nèi)框架，將水輪機和發(fā)電機安裝于外框架的步驟包括將水輪機安裝于內(nèi)框架內(nèi)，將內(nèi)框架可分離地固定于外框架內(nèi)。
[0022]綜上所述，本發(fā)明的外框架和外套管，形成了 “天然的打樁平臺”，無需額外設(shè)置樁的固定結(jié)構(gòu)，即可有效且牢靠地將潮流能發(fā)電裝置固定于水底。本發(fā)明的內(nèi)套管既起到調(diào)節(jié)水平的作用又能輔助打樁。通過在外框架設(shè)置浮體，克服了現(xiàn)有技術(shù)中必須起吊發(fā)電裝置導(dǎo)致發(fā)電裝置無法大型化的弊端，創(chuàng)新地在水中移動發(fā)電裝置至安裝點，大幅度降低施工成本。所有的施工方法步驟都在水上進行，杜絕了現(xiàn)有的水下作業(yè)，降低了施工難度，提高了施工人員的安全性，也大幅度減少了施工成本，有效地推廣了潮流能發(fā)電裝置的商業(yè)應(yīng)用。
[0023]為讓本發(fā)明的上述和其它目的、特征和優(yōu)點能更明顯易懂，下文特舉較佳實施例，并配合附圖，作詳細說明如下。
【附圖說明】
[0024]圖1所示為根據(jù)本發(fā)明第一實施例提供的將潮流能發(fā)電裝置固定于水底的施工方法。
[0025]圖2所示為根據(jù)本發(fā)明第二實施例提供的將潮流能發(fā)電裝置固定于水底的施工方法。
[0026]圖3所示為根據(jù)本發(fā)明第二實施例提供的將潮流能發(fā)電裝置固定于水底的施工方法實施過程中的俯視圖。
[0027]圖4所示為根據(jù)本發(fā)明第二實施例提供的潮流能發(fā)電裝置的俯視圖。
[0028]圖5所示為根據(jù)本發(fā)明第二實施例提供的潮流能發(fā)電裝置未打樁時的