專(zhuān)利名稱(chēng)：一種螃蟹式的海洋潮流能發(fā)電海底固定裝置及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種仿造螃蟹外形結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的海洋潮流能發(fā)電海底固定裝置及方法， 具體是能適用于不同海底地質(zhì)條件，并能保證該裝置水下穩(wěn)定性的一種螃蟹式的海洋潮流 能發(fā)電海底固定裝置及方法。屬于海洋能開(kāi)發(fā)技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
潮流能發(fā)電作為一種可行的，具有開(kāi)發(fā)潛力的海洋能開(kāi)發(fā)技術(shù)得到了國(guó)際性關(guān) 注，為全球電力需求的急劇增加、能源短缺和環(huán)境污染等問(wèn)題提供解決方案，并且符合可持 續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略要求。潮流發(fā)電的原理是直接利用漲落潮水的水流沖擊潮流水輪機(jī)的葉片， 將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能。這就要求水輪機(jī)固定在水下進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)。目前，國(guó)內(nèi)外采用的固定方式有如下幾種重力固定、樁基固定、浮動(dòng)安裝和舵板 動(dòng)力固定等。下面是這幾種方式的特點(diǎn)
一是重力固定。即利用裝置本身的重力，直接將發(fā)電機(jī)組固定在海床上的安裝方式。采 用重力固定方式可以有效躲避風(fēng)浪等海洋惡劣環(huán)境，且可以不影響水上交通，因此可放置 于潮流資源豐富但為交通樞紐的海峽、海道內(nèi)。但是重力基底座自身重量大，與海底接觸面 積大，因此對(duì)海底地貌要求很高，容易受到海底地理?xiàng)l件的影響。二是樁基固定。即采用類(lèi)似于風(fēng)電機(jī)組的安裝方式，在海床上打樁，將潮流發(fā)電裝 置與樁基相連的安裝方式。這種方式常用于軸流水輪機(jī)組的安裝，更易于機(jī)組就地檢修。但 這種方式成本較高，對(duì)海底生態(tài)環(huán)境有一定的破壞。三是浮動(dòng)安裝。這種安裝方式有3種方案。第一種柔性系泊，即通過(guò)一根纜繩(或 鏈條)，將漂浮的設(shè)備系泊在海床上，這種固定方式使設(shè)備可以在一定范圍內(nèi)隨著潮流流向 的變化漂動(dòng)，從而使設(shè)備在漲潮和落潮時(shí)均可以最佳工況投入運(yùn)行。第二種剛性系泊。通 過(guò)一組纜繩(或鏈條)，將漂浮的設(shè)備系泊在海床上，僅允許設(shè)備在固定點(diǎn)附近輕微移動(dòng)。第 三種浮動(dòng)平臺(tái)。將多個(gè)渦輪設(shè)備集中安裝在一個(gè)漂浮的平臺(tái)上，整個(gè)平臺(tái)可隨水位的變化 而浮動(dòng)。四是舵板動(dòng)力固定。這一裝置的原理類(lèi)似于Fl賽車(chē)翼板的作用，它通過(guò)在設(shè)備框 架上安裝多個(gè)舵板，使潮流對(duì)舵板產(chǎn)生向下的壓力，抵消裝置受潮流的傾覆力矩，從而固定
直ο總之，在海洋潮流能發(fā)電的工程應(yīng)用中，可以有效躲避風(fēng)浪等海洋惡劣環(huán)境并放 置于潮流資源豐富但為交通樞紐的海峽、海道內(nèi)的海底重力固定方式，得到了廣泛的應(yīng)用。 重力固定有個(gè)顯著的缺點(diǎn)就是容易受海底地貌及地質(zhì)條件影響，對(duì)海底地貌要求高。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服重力固定方式容易受海底地貌及地質(zhì)條件影響，對(duì)海底地貌要求高的不 足，本發(fā)明提供一種螃蟹式的海洋潮流能發(fā)電海底固定裝置及方法，該裝置能適用于不同 海底地質(zhì)條件，并能保證裝置的水下穩(wěn)定性。
本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是本發(fā)明是仿螃蟹外形結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的。 這種螃蟹式的海洋潮流能發(fā)電海底固定裝置包括支撐平臺(tái)，固定在支撐平臺(tái)上的固定腿， 能相對(duì)于固定腿旋轉(zhuǎn)的調(diào)節(jié)腿，固定腿和調(diào)節(jié)腿通過(guò)連軸聯(lián)接，支腳通過(guò)圓柱銷(xiāo)與調(diào)節(jié)腿 所聯(lián)接。所述固定腿和調(diào)節(jié)腿通過(guò)連軸聯(lián)接后稱(chēng)為支腿，本發(fā)明共有八條支腿，這八條支 腿分布在支撐平臺(tái)兩側(cè)，每側(cè)有四條支腿，由于本發(fā)明所支撐的聚流罩、水輪機(jī)、傳動(dòng)以及 配電裝置重量大，因此由八條支腿分配所支撐的重量，減輕了每條支腿的受力，增加裝置的 承重能力，兩側(cè)支腿張開(kāi)后形成的平面遠(yuǎn)大于支撐平臺(tái)，增加了裝置的穩(wěn)定性；所述固定腿 和調(diào)節(jié)腿上均有七個(gè)調(diào)節(jié)孔，調(diào)節(jié)腿通過(guò)插銷(xiāo)聯(lián)接不同位置的調(diào)節(jié)孔實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)；所述支腳 由腳盤(pán)和腳釘組成，本發(fā)明由八個(gè)支腳與海底接觸，每個(gè)支腳與海底的接觸面積減小，這就 降低了對(duì)海底地貌的要求，通過(guò)支腿的調(diào)節(jié)，可以實(shí)現(xiàn)支撐平臺(tái)的調(diào)平，而毛刺狀的腳釘增 大了支腳與海底的摩擦，能夠使裝置更穩(wěn)定的固定在海底。一種螃蟹式的海洋潮流能發(fā)電海底固定方法，其特征在于，具體步驟如下 一是放入海底前使所有支腿處于伸直狀態(tài)，也就是使整個(gè)裝置處于最低狀態(tài)。二是調(diào)節(jié)每條支腿插銷(xiāo)所連接的調(diào)節(jié)孔1和調(diào)節(jié)孔2的位置，使每條支腿都與海 底接觸。本發(fā)明的有益效果是適用于不同的海底地質(zhì)條件，并且能保證裝置的水下穩(wěn)定 性。


下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說(shuō)明。圖1是本發(fā)明的示意圖。圖2是固定腿與調(diào)節(jié)腿連接處的放大圖。圖3是調(diào)節(jié)腿與支腳連接處的放大圖。圖4是支腳的示意圖。圖中1.支撐平臺(tái)，2.固定腿，3.調(diào)節(jié)腿，4.連軸，5.調(diào)節(jié)孔1，6.調(diào)節(jié)孔2， 7.插銷(xiāo)，8.圓柱銷(xiāo)，9.支腳，10.腳盤(pán)，11.腳釘。
具體實(shí)施例方式這種仿造螃蟹外形結(jié)構(gòu)的海洋潮流能發(fā)電海底固定裝置，包括支撐平臺(tái)(1)，固定 在支撐平臺(tái)(1)上的固定腿O)，能相對(duì)于固定腿( 旋轉(zhuǎn)的調(diào)節(jié)腿(3)，固定腿( 和調(diào) 節(jié)腿C3)通過(guò)連軸(4)聯(lián)接，支腳(9)通過(guò)圓柱銷(xiāo)(8)與調(diào)節(jié)腿C3)所聯(lián)接。所述固定腿 (2)和調(diào)節(jié)腿C3)通過(guò)連軸(4)聯(lián)接后稱(chēng)為支腿，本發(fā)明共有八條支腿，這八條支腿分布在 支撐平臺(tái)兩側(cè)，每側(cè)有四條支腿；所述固定腿( 和調(diào)節(jié)腿C3)上均有七個(gè)調(diào)節(jié)孔1(5)和 調(diào)節(jié)孔2 (6)，通過(guò)插銷(xiāo)(7)聯(lián)接不同位置的調(diào)節(jié)孔實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)；所述支腳(9)由腳盤(pán)(10)和 腳釘(11)組成。具體調(diào)節(jié)方法為初始狀態(tài)時(shí)，所有的支腿都處于完全伸直狀態(tài)，也就是說(shuō)，整個(gè) 裝置處于最低的狀態(tài)。由于海底不平整，裝置落到海底時(shí)至少有三個(gè)支腳(9)與海底接觸， 三角形具有穩(wěn)定性，裝置就穩(wěn)定在海底。調(diào)節(jié)其他支腿使相應(yīng)的支腳(9)與海底接觸，這樣就會(huì)使裝置更加穩(wěn)定的固定在海底。
權(quán)利要求
1.一種仿造螃蟹外形設(shè)計(jì)的海洋潮流能發(fā)電海底固定裝置，包括支撐平臺(tái)(1)，固定 在支撐平臺(tái)(1)上的固定腿O)，能相對(duì)于固定腿( 旋轉(zhuǎn)的調(diào)節(jié)腿(3)，固定腿( 和調(diào) 節(jié)腿C3)通過(guò)連軸(4)聯(lián)接，支腳(9)通過(guò)圓柱銷(xiāo)(8)與調(diào)節(jié)腿C3)所聯(lián)接。所述固定腿 (2)和調(diào)節(jié)腿( 通過(guò)連軸(4)聯(lián)接后稱(chēng)為支腿。所述固定腿( 和調(diào)節(jié)腿( 上均有七 個(gè)調(diào)節(jié)孔1(5)和調(diào)節(jié)腿2(6)，調(diào)節(jié)腿(3)通過(guò)插銷(xiāo)(7)聯(lián)接不同位置的調(diào)節(jié)孔實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種螃蟹式海洋潮流能發(fā)電海底固定裝置，其特征在于固定 腿( 和調(diào)節(jié)腿C3)組成的支腿共有八個(gè)，分布在支撐平臺(tái)的兩側(cè)，每側(cè)有四個(gè)，由八條支 腿分配所支撐的重量。
3.據(jù)權(quán)利要求1所述的一種螃蟹式海洋潮流能發(fā)電海底固定裝置，其特征在于固定腿 (2)和調(diào)節(jié)腿C3)上均有七個(gè)調(diào)節(jié)孔1 和調(diào)節(jié)腿2 (6)，調(diào)節(jié)腿(3)通過(guò)插銷(xiāo)(7)聯(lián)接不 同的調(diào)節(jié)孔實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)。
4.據(jù)權(quán)利要求1所述的螃蟹式海洋潮流能發(fā)電海底固定裝置，其特征在于支腳(9)由 腳盤(pán)(10)和腳釘(11)組成。
5.一種螃蟹式的海洋潮流能發(fā)電海底固定方法，其特征在于，具體步驟如下 一是放入海底前使所有支腿處于伸直狀態(tài)，也就是使整個(gè)裝置處于最低狀態(tài)。二是調(diào)節(jié)每條支腿插銷(xiāo)所連接的調(diào)節(jié)孔1和調(diào)節(jié)孔2的位置，使每條支腿都與海底接觸。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種仿螃蟹外形結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的海洋潮流能發(fā)電海底固定裝置及方法，屬于海洋能開(kāi)發(fā)技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域。本發(fā)明的螃蟹式海洋潮流能發(fā)電海底固定裝置主要由支撐平臺(tái)、固定腿、調(diào)節(jié)腿、支腳以及各種連接件等組成。與現(xiàn)有的重力固定方式相比，本發(fā)明對(duì)海底地貌要求低，本發(fā)明適用于不同海底地質(zhì)條件，并能很好的保證裝置的水下穩(wěn)定性。
文檔編號(hào)F03B13/26GK102146682SQ20111005196
公開(kāi)日2011年8月10日 申請(qǐng)日期2011年3月4日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月4日
發(fā)明者喬娟娟, 單忠德, 張敏, 戰(zhàn)麗, 戴軍, 李希文 申請(qǐng)人:機(jī)械科學(xué)研究總院先進(jìn)制造技術(shù)研究中心