風(fēng)力驅(qū)動(dòng)低能耗海洋平臺(tái)動(dòng)力定位裝置的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種風(fēng)力驅(qū)動(dòng)低能耗海洋平臺(tái)動(dòng)力定位裝置，包括風(fēng)力發(fā)電裝置、液壓發(fā)電裝置、用于儲(chǔ)蓄電能的蓄能裝置、螺旋推進(jìn)裝置和半潛式支撐平臺(tái),風(fēng)力發(fā)電裝置、液壓發(fā)電裝置和蓄能裝置分別固定在半潛式支撐平臺(tái)伸出海平面的上部，風(fēng)力發(fā)電裝置、蓄能裝置分別和液壓發(fā)電裝置之間電連接；螺旋推進(jìn)裝置安裝在半潛式支撐平臺(tái)伸入海中的底部，螺旋推薦裝置與液壓發(fā)電裝置電連接。本實(shí)用新型將海洋風(fēng)電技術(shù)與動(dòng)力定位半潛平臺(tái)相結(jié)合，將平臺(tái)作為風(fēng)力發(fā)電裝置的載體。在半潛平臺(tái)進(jìn)行動(dòng)力定位的時(shí)候，可以同時(shí)進(jìn)行風(fēng)力發(fā)電，為螺旋槳的工作提供能量支持，當(dāng)風(fēng)電能量富足時(shí)，也可以為人員生活提供電力，有效減少化石能源消耗。
【專利說明】
風(fēng)力驅(qū)動(dòng)低能耗海洋平臺(tái)動(dòng)力定位裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及海洋可再生能源綜合開發(fā)利用領(lǐng)域，屬于海洋工程海洋可再生能源領(lǐng)域，尤其涉及一種風(fēng)力驅(qū)動(dòng)低能耗海洋平臺(tái)動(dòng)力定位裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]半潛式平臺(tái)在海洋中作業(yè)時(shí)，通過動(dòng)力定位技術(shù)，可以保持自身在海洋中的相對(duì)位置不變，但需要消耗大量的能量，與此同時(shí)，平臺(tái)上的儀器、電器、人員生活都將消耗能量。
[0003]傳統(tǒng)的海洋平臺(tái)采用錨泊定位的方式，即系纜以一定的角度(一般為30°?40°)到達(dá)海底，拖拽海洋平臺(tái)向拋錨點(diǎn)處前進(jìn)、在拋錨點(diǎn)處既要受到水平力，又要承受豎直向上的力，對(duì)材料剛度要求很高。通常只適用于100m內(nèi)的水深，水深超過100m后，不僅經(jīng)濟(jì)性差，而且結(jié)構(gòu)重量過大，導(dǎo)致平臺(tái)產(chǎn)生較大的水平偏離，在工程應(yīng)用中不滿足條件定位已不再適用。
[0004]依靠海洋平臺(tái)的自身動(dòng)力(推進(jìn)器系統(tǒng))在深水區(qū)域進(jìn)行作業(yè)是必要選擇。推進(jìn)器系統(tǒng)作為動(dòng)力定為系統(tǒng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，其性能直接影響著海洋平臺(tái)的性能和穩(wěn)定性，又決定著能源的消耗。因此半潛式海洋平臺(tái)動(dòng)力定位系統(tǒng)的設(shè)計(jì)至關(guān)重要。
[0005]現(xiàn)階段國(guó)內(nèi)外許多專家學(xué)者研究海洋平臺(tái)動(dòng)力定位系統(tǒng)(DPS)，海洋平臺(tái)動(dòng)力定位系統(tǒng)僅僅是一個(gè)簡(jiǎn)單的閉環(huán)系統(tǒng)，利用GIS信息得到與船舶的實(shí)際位置與目標(biāo)位置的偏差，進(jìn)而在中央控制器計(jì)算出到達(dá)目標(biāo)位置給各螺旋槳推進(jìn)器的動(dòng)力分配，使海洋平臺(tái)到達(dá)目標(biāo)位置。但僅僅一個(gè)位置信息的閉環(huán)反饋一方面很難保證控制的精度(目標(biāo)位置與實(shí)際位置偏差)，另一方面系統(tǒng)的魯棒性、穩(wěn)定性相對(duì)較差，難以在深海區(qū)域這種復(fù)雜環(huán)境干擾下保持持續(xù)穩(wěn)定。而一旦動(dòng)力定位系統(tǒng)出現(xiàn)故障，對(duì)于海洋平臺(tái)是顛覆性的傷害。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種風(fēng)力驅(qū)動(dòng)低能耗海洋平臺(tái)動(dòng)力定位裝置，可有效滿足平臺(tái)工作消耗的能源，并通過裝置將風(fēng)力轉(zhuǎn)換成電能，清潔高效，同時(shí)保證風(fēng)力不足時(shí)平臺(tái)仍可繼續(xù)工作。
[0007]本發(fā)明解決上述技術(shù)問題的技術(shù)方案如下:一種風(fēng)力驅(qū)動(dòng)低能耗海洋平臺(tái)動(dòng)力定位裝置，包括風(fēng)力發(fā)電裝置、液壓發(fā)電裝置、用于儲(chǔ)蓄電能的蓄能裝置、螺旋推進(jìn)裝置和半潛式支撐平臺(tái)，所述風(fēng)力發(fā)電裝置、所述液壓發(fā)電裝置和蓄能裝置分別固定在所述半潛式支撐平臺(tái)伸出海平面的上部，所述風(fēng)力發(fā)電裝置、所述蓄能裝置分別和所述液壓發(fā)電裝置之間電連接;所述螺旋推進(jìn)裝置安裝在所述半潛式支撐平臺(tái)伸入海中的底部，所述螺旋推薦裝置與所述液壓發(fā)電裝置電連接。
[0008]本發(fā)明的有益效果是:本設(shè)計(jì)創(chuàng)新性的將海洋風(fēng)電技術(shù)與動(dòng)力定位半潛平臺(tái)相結(jié)合，將平臺(tái)作為風(fēng)力發(fā)電裝置的載體。在半潛平臺(tái)進(jìn)行動(dòng)力定位的時(shí)候，可以同時(shí)進(jìn)行風(fēng)力發(fā)電，為螺旋槳的工作提供能量支持，當(dāng)風(fēng)電能量富足時(shí)，也可以為人員生活提供電力，有效減少化石能源消耗。
[0009]在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本發(fā)明還可以做如下改進(jìn):
[0010]進(jìn)一步，所述風(fēng)力發(fā)電裝置包括豎直軸、水平軸、多個(gè)葉片和風(fēng)機(jī)，所述風(fēng)機(jī)固定在所述半潛式支撐平臺(tái)上，所述豎直軸豎直安裝在所述風(fēng)機(jī)上且與所述風(fēng)機(jī)電連接;所述豎直軸頂部水平固定有所述水平軸，所述水平軸遠(yuǎn)離所述豎直軸的一端均勻固定有多個(gè)葉片。
[0011]進(jìn)一步，所述液壓發(fā)電裝置包括油栗、單向閥、溢流閥、液氣儲(chǔ)能器、壓力傳感器、定量馬達(dá)、第一發(fā)電機(jī)、流量傳感器、PLC控制閥門、PLC控制變量馬達(dá)和第二發(fā)電機(jī)，
[0012]所述油栗依次和所述單向閥、所述溢流閥、所述液氣儲(chǔ)能器、所述壓力傳感器、所述定量馬達(dá)、所述流量傳感器、PLC控制閥門、PLC控制變量馬達(dá)以及第二發(fā)電機(jī)通過線路串聯(lián)，所述壓力傳感器和所述PLC控制閥門之間通過線路連接;所述定量馬達(dá)和所述第一發(fā)電機(jī)通過線路連接;所述流量傳感器和所述PLC控制變量馬達(dá)之間通過線路連接。
[0013]進(jìn)一步，所述螺旋推進(jìn)裝置為螺旋槳，所述螺旋槳有至少四個(gè)，至少四個(gè)所述螺旋槳呈陣列安裝在所述半潛式支撐平臺(tái)的底部。
[0014]進(jìn)一步，所述半潛式支撐平臺(tái)包括甲板平臺(tái)、四個(gè)支撐柱和兩個(gè)浮力箱，所述甲板平臺(tái)水平布置，四個(gè)所述支撐柱豎直固定在所述甲板平臺(tái)底部四個(gè)角處且以所述甲板平臺(tái)的幾何中心為中心點(diǎn)中心對(duì)稱;每?jī)蓚€(gè)所述支撐柱底端水平固定有一個(gè)所述浮力箱，所述螺旋推進(jìn)裝置固定在所述浮力箱底部。
[0015]進(jìn)一步，在所述浮力箱的底部且位于每個(gè)所述支撐柱的正下方位置各安裝有一套用于實(shí)現(xiàn)減搖減蕩控制的調(diào)諧垂蕩板裝置，所述調(diào)諧垂蕩板裝置包括兩個(gè)主動(dòng)變阻尼裝置、回復(fù)彈簧、兩個(gè)法蘭盤、四套限位彈簧、五個(gè)垂蕩板立柱和垂蕩板；
[0016]所述方形垂蕩板上表面的四角處和中心位置分別固定有一個(gè)所述垂蕩板立柱，所述垂蕩板立柱中部固定有連接五個(gè)所述垂蕩板立柱的水平桁架;所述水平桁架、所述垂蕩板和所述垂蕩板立柱構(gòu)成一個(gè)矩形桁架體;位于所述垂蕩板中心位置的垂蕩板立柱上端與固定于所述浮力箱內(nèi)部的回復(fù)彈簧連接;位于垂蕩板對(duì)角線位置的兩根垂蕩板立柱上端分別與固定于所述浮力箱內(nèi)部的兩個(gè)主動(dòng)可變阻尼裝置的活塞推桿連接;另外兩根所述垂蕩板立柱上端分別與固定于所述浮力箱內(nèi)部的法蘭盤連接，位于所述法蘭盤的上下等距離處的所述垂蕩板立柱上安裝有限位彈簧，所述限位彈簧固定與所述浮力箱固定連接。
[0017]進(jìn)一步，所述甲板平臺(tái)的形狀為矩形、圓形或者橢圓形。
[0018]進(jìn)一步，所述半潛式支撐平臺(tái)上安裝有用于提供消耗品和作業(yè)材料的供給站，所述供給站包括底座、多個(gè)支架、轉(zhuǎn)動(dòng)軸、滾筒、軟管、快速接頭、硬管接頭、液壓馬達(dá)，
[0019]所述底座固定在半潛式支撐平臺(tái)伸出海平面的上部的左舷或右舷上，所述支架水平設(shè)置在所述底座上，每組所述支架之間通過水平設(shè)置的所述轉(zhuǎn)動(dòng)軸支撐有I?2個(gè)所述滾筒，每個(gè)所述滾筒上周向纏繞有一根所述軟管;每根所述軟管的一端設(shè)置有一個(gè)連接供應(yīng)船的所述快速接頭，另一端連接一個(gè)固定在所述支架外側(cè)的所述硬管接頭，所述硬管接頭用來連接所述半潛式支撐平臺(tái)；所述液壓馬達(dá)固定在所述支架上，每個(gè)所述滾筒的所述轉(zhuǎn)動(dòng)軸均與所述液壓馬達(dá)相連接，從而驅(qū)動(dòng)滾筒轉(zhuǎn)動(dòng);所述液壓馬達(dá)與所述液壓發(fā)電裝置通過線路連接，每臺(tái)所述液壓馬達(dá)與所述液壓發(fā)電裝置之間的線路上安裝有所述選擇閥，用來向液壓馬達(dá)提供動(dòng)力和根據(jù)消耗品或作業(yè)材料選擇的需要，啟動(dòng)對(duì)應(yīng)滾筒上的液壓馬達(dá);所述液壓馬達(dá)通過線路與所述控制開關(guān)連接，用來控制液壓馬達(dá)正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)。
【附圖說明】
[0020]圖1是本發(fā)明風(fēng)力驅(qū)動(dòng)低能耗海洋平臺(tái)動(dòng)力定位裝置正視圖；
[0021]圖2是本發(fā)明風(fēng)力驅(qū)動(dòng)低能耗海洋平臺(tái)動(dòng)力定位裝置側(cè)視圖；
[0022]圖3是本發(fā)明風(fēng)力驅(qū)動(dòng)低能耗海洋平臺(tái)動(dòng)力定位裝置俯視圖；
[0023]圖4是本發(fā)明風(fēng)力-液壓發(fā)電系統(tǒng)原理示意圖；
[0024]圖5是本發(fā)明中半潛式支撐平臺(tái)結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025]圖6是本發(fā)明中調(diào)諧垂蕩板裝置結(jié)構(gòu)示意圖；
[0026]圖7是本發(fā)明中供給站主視結(jié)構(gòu)示意圖；
[0027]圖8是本發(fā)明中供給站側(cè)視結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0028]以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的原理和特征進(jìn)行描述，所舉實(shí)例只用于解釋本發(fā)明，并非用于限定本發(fā)明的范圍。
[0029]如圖1至圖8所示，一種風(fēng)力驅(qū)動(dòng)低能耗海洋平臺(tái)動(dòng)力定位裝置，包括風(fēng)力發(fā)電裝置1、液壓發(fā)電裝置2、用于儲(chǔ)蓄電能的蓄能裝置3、螺旋推進(jìn)裝置和半潛式支撐平臺(tái)5，所述風(fēng)力發(fā)電裝置1、所述液壓發(fā)電裝置2和蓄能裝置3分別固定在所述半潛式支撐平臺(tái)5伸出海平面的上部，所述風(fēng)力發(fā)電裝置1、所述蓄能裝置3分別和所述液壓發(fā)電裝置2之間電連接；所述螺旋推進(jìn)裝置安裝在所述半潛式支撐平臺(tái)5伸入海中的底部，所述螺旋推薦裝置與所述液壓發(fā)電裝置2電連接。
[0030]所述風(fēng)力發(fā)電裝置I包括豎直軸、水平軸、多個(gè)葉片和風(fēng)機(jī)，所述風(fēng)機(jī)固定在所述半潛式支撐平臺(tái)5上，所述豎直軸豎直安裝在所述風(fēng)機(jī)上且與所述風(fēng)機(jī)電連接;所述豎直軸頂部水平固定有所述水平軸，所述水平軸遠(yuǎn)離所述豎直軸的一端均勻固定有多個(gè)葉片。
[0031]所述液壓發(fā)電裝置2包括油栗2-1、單向閥2-2、溢流閥2-3、液氣儲(chǔ)能器2-4、壓力傳感器2-5、定量馬達(dá)2-6、第一發(fā)電機(jī)2-7、流量傳感器2-8、PLC控制閥門2_9、PLC控制變量馬達(dá)2_10和第二發(fā)電機(jī)2_11，
[0032]所述油栗2-1依次和所述單向閥2-2、所述溢流閥2-3、所述液氣儲(chǔ)能器2-4、所述壓力傳感器2-5、所述定量馬達(dá)2-6、所述流量傳感器2-8、PLC控制閥門2_9、PLC控制變量馬達(dá)2-10以及第二發(fā)電機(jī)2-11通過線路串聯(lián)，所述壓力傳感器2-5和所述PLC控制閥門2-9之間通過線路連接;所述定量馬達(dá)2-6和所述第一發(fā)電機(jī)2-7通過線路連接;所述流量傳感器2-8和所述PLC控制變量馬達(dá)2-10之間通過線路連接。
[0033]所述螺旋推進(jìn)裝置為螺旋槳4，所述螺旋槳4有至少四個(gè)，至少四個(gè)所述螺旋槳4呈陣列安裝在所述半潛式支撐平臺(tái)5的底部。
[0034]所述半潛式支撐平臺(tái)5包括甲板平臺(tái)5-1、四個(gè)支撐柱5-2和兩個(gè)浮力箱5-3，所述甲板平臺(tái)5-1水平布置，四個(gè)所述支撐柱5-2豎直固定在所述甲板平臺(tái)5-1底部四個(gè)角處且以所述甲板平臺(tái)5-1的幾何中心為中心點(diǎn)中心對(duì)稱;每?jī)蓚€(gè)所述支撐柱5-2底端水平固定有一個(gè)所述浮力箱5-3，所述螺旋推進(jìn)裝置固定在所述浮力箱5-3底部。
[0035]在所述浮力箱5-3的底部且位于每個(gè)所述支撐柱5-2的正下方位置各安裝有一套用于實(shí)現(xiàn)減搖減蕩控制的調(diào)諧垂蕩板裝置6，所述調(diào)諧垂蕩板6-7裝置包括兩個(gè)主動(dòng)變阻尼裝置6-1、回復(fù)彈簧6-2、兩個(gè)法蘭盤6-3、四套限位彈簧6-4、五個(gè)垂蕩板立柱6_5和垂蕩板6-7；
[0036]所述方形垂蕩板6-7上表面的四角處和中心位置分別固定有一個(gè)所述垂蕩板立柱6-5，所述垂蕩板立柱6-5中部固定有連接五個(gè)所述垂蕩板立柱6-5的水平桁架6-6 ；所述水平桁架6-6、所述垂蕩板6-7和所述垂蕩板立柱6-5構(gòu)成一個(gè)矩形桁架體;位于所述垂蕩板6-7中心位置的垂蕩板立柱6-5上端與固定于所述浮力箱5-3內(nèi)部的回復(fù)彈簧6-2連接;位于垂蕩板6-7對(duì)角線位置的兩根垂蕩板立柱6-5上端分別與固定于所述浮力箱5-3內(nèi)部的兩個(gè)主動(dòng)可變阻尼裝置6-1的活塞推桿連接;另外兩根所述垂蕩板立柱6-5上端分別與固定于所述浮力箱5-3內(nèi)部的法蘭盤6-3連接，位于所述法蘭盤6-3的上下等距離處的所述垂蕩板立柱
6-5上安裝有限位彈簧6-4，所述限位彈簧6-4固定與所述浮力箱5-3固定連接。設(shè)置調(diào)諧垂蕩板裝置6可有效實(shí)現(xiàn)控制垂蕩響應(yīng)或?qū)M搖、縱搖自由度實(shí)現(xiàn)減搖控制，使動(dòng)力定位系統(tǒng)無法控制的垂直面自由度運(yùn)動(dòng)響應(yīng)得到控制，以適應(yīng)更加惡劣的海況。
[0037]所述甲板平臺(tái)5-1的形狀為矩形、圓形或者橢圓形。
[0038]所述半潛式支撐平臺(tái)5上安裝有用于提供消耗品和作業(yè)材料的供給站7，所述供給站7包括底座7-1、多個(gè)支架7-2、轉(zhuǎn)動(dòng)軸7-3、滾筒7-4、軟管7_5、快速接頭7_6、硬管接頭7_7、液壓馬達(dá)7-8;
[0039]所述底座7-1固定在半潛式支撐平臺(tái)5伸出海平面的上部的左舷或右舷上，所述支架7-2水平設(shè)置在所述底座7-1上，每組所述支架7-2之間通過水平設(shè)置的所述轉(zhuǎn)動(dòng)軸7-3支撐有I?2個(gè)所述滾筒7-4，每個(gè)所述滾筒7-4上周向纏繞有一根所述軟管7-5;每根所述軟管
7-5的一端設(shè)置有一個(gè)連接供應(yīng)船的所述快速接頭7-6，另一端連接一個(gè)固定在所述支架7-2外側(cè)的所述硬管接頭7-7，所述硬管接頭7-7用來連接所述半潛式支撐平臺(tái)5;所述液壓馬達(dá)7-8固定在所述支架上，每個(gè)所述滾筒7-4的所述轉(zhuǎn)動(dòng)軸7-3均與所述液壓馬達(dá)7-8相連接，從而驅(qū)動(dòng)滾筒7-4轉(zhuǎn)動(dòng)。所述液壓馬達(dá)7-8與所述液壓發(fā)電裝置2通過線路連接，每臺(tái)所述液壓馬達(dá)7-8與所述液壓發(fā)電裝置2之間的線路上安裝有所述選擇閥7-9，用來向液壓馬達(dá)7-8提供動(dòng)力和根據(jù)消耗品或作業(yè)材料選擇的需要，啟動(dòng)對(duì)應(yīng)滾筒7-4上的液壓馬達(dá)7-8。所述液壓馬達(dá)7-8通過線路與所述控制開關(guān)7-10連接，用來控制液壓馬達(dá)7-8正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)。本發(fā)明在半潛式支撐平臺(tái)5伸出海平面的上部的左右舷上各設(shè)置了一供給站，改變了原來軟管存放零亂的狀況，不僅方便了加注作業(yè)和使平臺(tái)外觀更為美觀，而且大大提高了軟管的使用壽命。
[0040]本發(fā)明的工作原理和過程是:風(fēng)力發(fā)電機(jī)I是風(fēng)力吹動(dòng)豎軸風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，將風(fēng)能轉(zhuǎn)化為液壓能，從而帶動(dòng)液壓系統(tǒng)工作;液壓發(fā)電裝置2在不同的風(fēng)力狀況下，根據(jù)輸出電壓變化自動(dòng)調(diào)節(jié)液壓馬達(dá)排量，保持轉(zhuǎn)速穩(wěn)定，自動(dòng)切換發(fā)電量輸出負(fù)荷，大風(fēng)大負(fù)荷輸出，小風(fēng)小負(fù)荷輸出；蓄能裝置3可以將風(fēng)力的能量?jī)?chǔ)存于蓄能器，達(dá)到電能的穩(wěn)定持續(xù)輸出。
[0041]上述三種裝置相互結(jié)合，在半潛平臺(tái)進(jìn)行動(dòng)力定位的時(shí)候，可以同時(shí)進(jìn)行風(fēng)力發(fā)電，為螺旋槳4的工作提供能量支持，當(dāng)風(fēng)電能量富足時(shí)，也可以為人員生活提供電力。攻克了風(fēng)力無規(guī)律性造成電力波動(dòng)沖擊、不穩(wěn)定的難題，實(shí)現(xiàn)了液壓能向電能穩(wěn)定連續(xù)的輸出。
[0042]風(fēng)力帶動(dòng)風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，與風(fēng)機(jī)的水平軸相連的兩個(gè)直齒輪斜齒輪嚙合，將水平轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為豎直轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0043]如圖4所示，該風(fēng)機(jī)與液壓發(fā)電系統(tǒng)相連，當(dāng)風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，帶動(dòng)油栗2-1吸油排油。排出油液通過單向閥2-2，單向閥2-2只能讓油液從上往下流而不能從下往上流，這避免了油液的倒灌，進(jìn)而避免了故障的產(chǎn)生。2-3是一個(gè)溢流閥，當(dāng)系統(tǒng)壓力增大時(shí)，會(huì)使流量需求減小。此時(shí)溢流閥2-3開啟，使多余流量溢回油箱，保證溢流閥2-3進(jìn)口壓力，即油栗2-1出口壓力恒定，起到一個(gè)系統(tǒng)卸荷和安全保護(hù)的作用。2-4是一個(gè)液氣儲(chǔ)能器，油液實(shí)際上是不可壓縮的，所以不能儲(chǔ)存壓力能。液氣儲(chǔ)能器2-4是利用氣體的可壓性來儲(chǔ)存油液的。
[0044]當(dāng)風(fēng)力較小時(shí)，相應(yīng)的油液壓力會(huì)比較小，當(dāng)風(fēng)力比較大時(shí)，相應(yīng)的油液壓力會(huì)比較大。2-5是一個(gè)壓力傳感器，測(cè)出的油液壓力與運(yùn)算單元中設(shè)定的壓力值進(jìn)行對(duì)比，當(dāng)油液壓力小于設(shè)定的壓力時(shí)，運(yùn)算單元k會(huì)給出一個(gè)正信號(hào)，通過PLC控制閥門2-9關(guān)斷，使油液不能通過變量馬達(dá)2-10，此時(shí)定量馬達(dá)2-6工作，變量馬達(dá)2-10不工作。當(dāng)油液壓力大于設(shè)定的壓力時(shí)，運(yùn)算單元k會(huì)給出一個(gè)負(fù)信號(hào)，控制閥門打開，油液通過變量馬達(dá)2-10，此時(shí)定量馬達(dá)2-6和變量馬達(dá)2-10—起工作，帶動(dòng)發(fā)電機(jī)2-7和2-11，進(jìn)行發(fā)電。2-8是一個(gè)流量傳感器，當(dāng)油液通過流量傳感器2-8時(shí)，會(huì)產(chǎn)生一個(gè)信號(hào)，通過PLC控制變量馬達(dá)2-10的排量，從而調(diào)節(jié)發(fā)電功率。實(shí)現(xiàn)自動(dòng)切換發(fā)電量輸出負(fù)荷，大風(fēng)大負(fù)荷輸出，小風(fēng)小負(fù)荷輸出的功能。平臺(tái)作業(yè)區(qū)域風(fēng)力較大時(shí)，獲得的風(fēng)能較大。
[0045]本設(shè)計(jì)創(chuàng)新性的將海洋風(fēng)電技術(shù)與動(dòng)力定位半潛平臺(tái)相結(jié)合，將平臺(tái)作為風(fēng)力發(fā)電裝置的載體。在半潛平臺(tái)進(jìn)行動(dòng)力定位的時(shí)候，可以同時(shí)進(jìn)行風(fēng)力發(fā)電，為螺旋槳的工作提供能量支持，當(dāng)風(fēng)電能量富足時(shí)，也可以為人員生活提供電力，有效減少化石能源消耗。
[0046]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種風(fēng)力驅(qū)動(dòng)低能耗海洋平臺(tái)動(dòng)力定位裝置，其特征在于，包括風(fēng)力發(fā)電裝置(I)、液壓發(fā)電裝置(2)、用于儲(chǔ)蓄電能的蓄能裝置(3)、螺旋推進(jìn)裝置和半潛式支撐平臺(tái)(5)，所述風(fēng)力發(fā)電裝置(I)、所述液壓發(fā)電裝置(2)和蓄能裝置(3)分別固定在所述半潛式支撐平臺(tái)(5)伸出海平面的上部，所述風(fēng)力發(fā)電裝置(1)、所述蓄能裝置(3)分別和所述液壓發(fā)電裝置(2)之間電連接;所述螺旋推進(jìn)裝置安裝在所述半潛式支撐平臺(tái)(5)伸入海中的底部，所述螺旋推薦裝置與所述液壓發(fā)電裝置(2)電連接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種風(fēng)力驅(qū)動(dòng)低能耗海洋平臺(tái)動(dòng)力定位裝置，其特征在于，所述風(fēng)力發(fā)電裝置(I)包括豎直軸、水平軸、多個(gè)葉片和風(fēng)機(jī)，所述風(fēng)機(jī)固定在所述半潛式支撐平臺(tái)(5)上，所述豎直軸豎直安裝在所述風(fēng)機(jī)上且與所述風(fēng)機(jī)電連接;所述豎直軸頂部水平固定有所述水平軸，所述水平軸遠(yuǎn)離所述豎直軸的一端均勻固定有多個(gè)葉片。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種風(fēng)力驅(qū)動(dòng)低能耗海洋平臺(tái)動(dòng)力定位裝置，其特征在于，所述液壓發(fā)電裝置(2)包括油栗(2-1)、單向閥(2-2)、溢流閥(2-3)、液氣儲(chǔ)能器(2-4)、壓力傳感器(2-5)、定量馬達(dá)(2-6)、第一發(fā)電機(jī)(2-7)、流量傳感器(2-8)、PLC控制閥門(2-9)、PLC控制變量馬達(dá)(2-10)和第二發(fā)電機(jī)(2-11)， 所述油栗(2-1)依次和所述單向閥(2-2)、所述溢流閥(2-3)、所述液氣儲(chǔ)能器(2-4)、所述壓力傳感器(2-5)、所述定量馬達(dá)(2-6)、所述流量傳感器(2-8)、PLC控制閥門(2-9)、PLC控制變量馬達(dá)(2-10)以及第二發(fā)電機(jī)(2-11)通過線路串聯(lián)，所述壓力傳感器(2-5)和所述PLC控制閥門(2-9)之間通過線路連接;所述定量馬達(dá)(2-6)和所述第一發(fā)電機(jī)(2-7)通過線路連接;所述流量傳感器(2-8)和所述PLC控制變量馬達(dá)(2-10)之間通過線路連接。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種風(fēng)力驅(qū)動(dòng)低能耗海洋平臺(tái)動(dòng)力定位裝置，其特征在于，所述螺旋推進(jìn)裝置為螺旋槳(4)，所述螺旋槳(4)有至少四個(gè)，至少四個(gè)所述螺旋槳(4)呈陣列安裝在所述半潛式支撐平臺(tái)(5)的底部。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種風(fēng)力驅(qū)動(dòng)低能耗海洋平臺(tái)動(dòng)力定位裝置，其特征在于，所述半潛式支撐平臺(tái)(5)包括甲板平臺(tái)(5-1 )、四個(gè)支撐柱(5-2)和兩個(gè)浮力箱(5-3)，所述甲板平臺(tái)(5-1)水平布置，四個(gè)所述支撐柱(5-2)豎直固定在所述甲板平臺(tái)(5-1)底部四個(gè)角處且以所述甲板平臺(tái)(5-1)的幾何中心為中心點(diǎn)中心對(duì)稱;每?jī)蓚€(gè)所述支撐柱(5-2)底端水平固定有一個(gè)所述浮力箱(5-3)，所述螺旋推進(jìn)裝置固定在所述浮力箱(5-3)底部。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述一種風(fēng)力驅(qū)動(dòng)低能耗海洋平臺(tái)動(dòng)力定位裝置，其特征在于，在所述浮力箱(5-3)的底部且位于每個(gè)所述支撐柱(5-2)的正下方位置各安裝有一套用于實(shí)現(xiàn)減搖減蕩控制的調(diào)諧垂蕩板裝置(6)，所述調(diào)諧垂蕩板(6-7)裝置包括兩個(gè)主動(dòng)變阻尼裝置(6-1 )、回復(fù)彈簧(6-2)、兩個(gè)法蘭盤(6-3)、四套限位彈簧(6-4)、五個(gè)垂蕩板立柱(6-5)和垂蕩板(6-7); 所述垂蕩板(6-7)上表面的四角處和中心位置分別固定有一個(gè)所述垂蕩板立柱(6-5)，所述垂蕩板立柱(6-5)中部固定有連接五個(gè)所述垂蕩板立柱(6-5)的水平桁架(6-6);所述水平桁架(6-6)、所述垂蕩板(6-7)和所述垂蕩板立柱(6-5)構(gòu)成一個(gè)矩形桁架體;位于所述垂蕩板(6-7)中心位置的垂蕩板立柱(6-5)上端與固定于所述浮力箱(5-3)內(nèi)部的回復(fù)彈簧(6-2)連接;位于垂蕩板(6-7)對(duì)角線位置的兩根垂蕩板立柱(6-5)上端分別與固定于所述浮力箱(5-3)內(nèi)部的兩個(gè)主動(dòng)可變阻尼裝置(6-1)的活塞推桿連接;另外兩根所述垂蕩板立柱(6-5)上端分別與固定于所述浮力箱(5-3)內(nèi)部的法蘭盤(6-3)連接，位于所述法蘭盤(6-3)的上下等距離處的所述垂蕩板立柱(6-5)上安裝有限位彈簧(6-4)，所述限位彈簧(6-4)固定與所述浮力箱(5-3)固定連接。7.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述一種風(fēng)力驅(qū)動(dòng)低能耗海洋平臺(tái)動(dòng)力定位裝置，其特征在于，所述甲板平臺(tái)(5-1)的形狀為矩形、圓形或者橢圓形。
【文檔編號(hào)】F03D9/30GK205503366SQ201620200288
【公開日】2016年8月24日
【申請(qǐng)日】2016年3月15日
【發(fā)明人】劉小宇, 唐松奇, 李卓瑋, 趙佳勇, 王化明, 吳國(guó)榮
【申請(qǐng)人】浙江海洋學(xué)院