一種潮流能發(fā)電機(jī)組及其偏航方法技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)公開了一種潮流能發(fā)電機(jī)組，包括潮流能水輪機(jī)組、主支撐架、漂浮式海洋平臺(tái)和偏航系統(tǒng)，所述漂浮式海洋平臺(tái)上設(shè)有用于升降潮流能水輪機(jī)組的孔，所述主支撐架穿過該孔，其下部與潮流能水輪機(jī)組固定連接，其上部與偏航系統(tǒng)固定連接，所述偏航系統(tǒng)通過偏航支架支撐在所述漂浮式海洋平臺(tái)的上方。本發(fā)明專利技術(shù)還提供一種潮流能發(fā)電機(jī)組的偏航方法。本發(fā)明專利技術(shù)潮流能發(fā)電機(jī)組的偏航系統(tǒng)設(shè)置于海平面上，并通過海洋環(huán)境檢測(cè)系統(tǒng)給主控系統(tǒng)發(fā)出相關(guān)數(shù)據(jù)，再由主控系統(tǒng)來控制偏航系統(tǒng)的偏航，可以實(shí)現(xiàn)雙向潮流時(shí)能量的全部捕獲，延長(zhǎng)了可用的發(fā)電時(shí)間，提高了潮流能發(fā)電機(jī)組的發(fā)電效率。本發(fā)明專利技術(shù)潮流能發(fā)電機(jī)組結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、維護(hù)方便。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
一種潮流能發(fā)電機(jī)組及其偏航方法
本專利技術(shù)涉及潮流能發(fā)電
，特別是涉及一種潮流能發(fā)電機(jī)組及其偏航方法。
技術(shù)介紹
現(xiàn)有的潮流能發(fā)電機(jī)組一般無偏航系統(tǒng)，采用雙向轉(zhuǎn)動(dòng)的發(fā)電設(shè)備，通過大角度變槳系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)雙向來流時(shí)候的能量捕獲，或者只捕獲單向潮流的能量，也有的是通過偏航調(diào)節(jié)裝置進(jìn)行偏航，主要依靠水動(dòng)性能進(jìn)行調(diào)節(jié)，如專利技術(shù)專利申請(qǐng)(申請(qǐng)公布號(hào)：CN103758688A)中公開：潮流能水輪機(jī)偏航調(diào)節(jié)裝置的上塔架通過偏航裝置設(shè)置在固定于底座的下塔架上，兩個(gè)調(diào)節(jié)葉片分別對(duì)稱設(shè)置在上塔架的外側(cè)，下塔架依次通過主軸、兩個(gè)徑向軸承、上軸承座與下軸承座與上軸承座構(gòu)成徑向回轉(zhuǎn)式連接，在上塔架與下塔架之間設(shè)有軸向推力軸承和密封機(jī)構(gòu)。當(dāng)存在偏航角時(shí)，調(diào)節(jié)葉片產(chǎn)生的扭矩之和非零，非零的扭矩使上塔架和水輪機(jī)本體向偏航角減小的方向旋轉(zhuǎn)，直到旋轉(zhuǎn)到偏航角為零的位置時(shí)，兩個(gè)對(duì)稱調(diào)節(jié)葉片產(chǎn)生的扭矩大小相等、方向相反，扭矩達(dá)到平衡，實(shí)現(xiàn)偏航的調(diào)節(jié)。而這種潮流能水輪機(jī)的偏航機(jī)構(gòu)置于水下，偏航結(jié)構(gòu)變得復(fù)雜，而且還需要另行設(shè)計(jì)密封結(jié)構(gòu)，并使后期維護(hù)復(fù)雜；另外此技術(shù)依靠水動(dòng)性能進(jìn)行偏航，則對(duì)葉片的設(shè)計(jì)要求較高，增加了成本。還有的風(fēng)力機(jī)偏航系統(tǒng)，如專利技術(shù)專利(申請(qǐng)公布號(hào)：CN102341595A)中的偏航系統(tǒng)包括固定到塔架上的軸承，機(jī)艙安置在該軸承上且在偏航運(yùn)動(dòng)中在該軸承上滑動(dòng)；以及布置成允許機(jī)艙沿著軸承進(jìn)行旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的至少一個(gè)偏航馬達(dá)，與控制該偏航馬達(dá)的控制機(jī)構(gòu)。該偏航控制機(jī)構(gòu)需要實(shí)時(shí)地根據(jù)風(fēng)向的變化對(duì)偏航系統(tǒng)發(fā)出指令，以達(dá)到功率最優(yōu)化，又由于風(fēng)向多變，對(duì)控制系統(tǒng)的要求提高，使整體發(fā)電機(jī)組更為復(fù)雜。由此可見，上述現(xiàn)有的潮流能發(fā)電機(jī)組的偏航系統(tǒng)在結(jié)構(gòu)、方法與使用上，顯然仍存在有不便與缺陷，而亟待加以進(jìn)一步改進(jìn)。如何能創(chuàng)設(shè)一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、維護(hù)方便的新的潮流能發(fā)電機(jī)組及其偏航方法，成為當(dāng)前業(yè)界極需改進(jìn)的目標(biāo)。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)要解決的技術(shù)問題是提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、維護(hù)方便的潮流能發(fā)電機(jī)組，使其克服現(xiàn)有的潮流能發(fā)電機(jī)組的不足。為解決上述技術(shù)問題，本專利技術(shù)提供一種潮流能發(fā)電機(jī)組，包括潮流能水輪機(jī)組、主支撐架、漂浮式海洋平臺(tái)和偏航系統(tǒng)，所述漂浮式海洋平臺(tái)上設(shè)有用于升降潮流能水輪機(jī)組的孔，所述主支撐架穿過該孔，其下部與潮流能水輪機(jī)組固定連接，其上部與偏航系統(tǒng)固定連接，所述偏航系統(tǒng)通過偏航支架支撐在所述漂浮式海洋平臺(tái)的上方。作為本專利技術(shù)的一種改進(jìn)，所述偏航支架包括支撐平臺(tái)和支腿，所述支撐平臺(tái)上設(shè)有配合主支撐架升降的導(dǎo)向孔，所述支腿固定連接在支撐平臺(tái)與漂浮式海洋平臺(tái)之間。進(jìn)一步改進(jìn)，所述偏航系統(tǒng)包括偏航驅(qū)動(dòng)器和偏航軸承，所述偏航軸承包括偏航軸承外圈和偏航軸承內(nèi)圈，所述偏航驅(qū)動(dòng)器在偏航驅(qū)動(dòng)固定架的固定下與偏航軸承內(nèi)圈傳動(dòng)連接，所述偏航軸承內(nèi)圈與所述主支撐架的上部固定連接，所述偏航軸承外圈與所述偏航驅(qū)動(dòng)固定架固定連接，所述偏航驅(qū)動(dòng)固定架與支撐平臺(tái)固定連接。進(jìn)一步改進(jìn)，所述偏航驅(qū)動(dòng)器與偏航軸承內(nèi)圈通過齒輪嚙合方式傳動(dòng)連接；所述偏航軸承內(nèi)圈與所述主支撐架的上部通過轉(zhuǎn)接板固定連接。進(jìn)一步改進(jìn)，所述偏航驅(qū)動(dòng)固定架與支撐平臺(tái)之間設(shè)有防錯(cuò)配合結(jié)構(gòu)。進(jìn)一步改進(jìn)，所述潮流能發(fā)電機(jī)組還包括提升機(jī)構(gòu)。進(jìn)一步改進(jìn)，所述潮流能發(fā)電機(jī)組還包括與該發(fā)電機(jī)組主控系統(tǒng)連接的海洋環(huán)境檢測(cè)系統(tǒng)，所述海洋環(huán)境檢測(cè)系統(tǒng)用于檢測(cè)海洋環(huán)境的溫度、鹽度、潮流速度、潮流方向參數(shù)，并將該參數(shù)信息傳送給該發(fā)電機(jī)組的主控系統(tǒng)。進(jìn)一步改進(jìn)，所述海洋環(huán)境檢測(cè)系統(tǒng)設(shè)置在所述漂浮式海洋平臺(tái)下方。進(jìn)一步改進(jìn)，所述偏航系統(tǒng)還包括剎車機(jī)構(gòu)。本專利技術(shù)還提供一種潮流能發(fā)電機(jī)組的偏航方法，所述潮流能發(fā)電機(jī)組包括與該發(fā)電機(jī)組主控系統(tǒng)連接的海洋環(huán)境檢測(cè)系統(tǒng)和由該主控系統(tǒng)控制的偏航系統(tǒng)，其偏航方法步驟包括：1)當(dāng)海洋環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)檢測(cè)到潮流流速為0且潮流方向?qū)⒏淖儠r(shí)，所述海洋環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)向主控系統(tǒng)發(fā)出信號(hào)；2)所述主控系統(tǒng)接收到所述海洋環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)發(fā)送的信號(hào)后，指令偏航系統(tǒng)開始偏航。采用上述的技術(shù)方案，本專利技術(shù)至少具有以下優(yōu)點(diǎn)：1.本專利技術(shù)潮流能發(fā)電機(jī)組的偏航結(jié)構(gòu)設(shè)置于海平面上，既可以省去將偏航系統(tǒng)設(shè)置于海平面下時(shí)的復(fù)雜密封結(jié)構(gòu)，又可以避免偏航系統(tǒng)出現(xiàn)漏油等問題時(shí)污染海洋的情況，綠色環(huán)保。2.本專利技術(shù)潮流能發(fā)電機(jī)組通過海洋環(huán)境檢測(cè)系統(tǒng)所測(cè)得的數(shù)據(jù)信息反饋給主控系統(tǒng)，由主控系統(tǒng)來控制偏航系統(tǒng)的偏航，可以實(shí)現(xiàn)雙向潮流時(shí)能量的全部捕獲，延長(zhǎng)了可用的發(fā)電時(shí)間，提高了潮流能發(fā)電機(jī)組的發(fā)電效率。3.本專利技術(shù)潮流能發(fā)電機(jī)組通過提升機(jī)構(gòu)可以將水輪機(jī)組提升至海平面以上，利于發(fā)電機(jī)組的檢修和維護(hù)。附圖說明上述僅是本專利技術(shù)技術(shù)方案的概述，為了能夠更清楚了解本專利技術(shù)的技術(shù)手段，以下結(jié)合附圖與具體實(shí)施方式對(duì)本專利技術(shù)作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。圖1是本專利技術(shù)潮流能發(fā)電機(jī)組的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是理想狀態(tài)下潮流流速曲線示意圖。具體實(shí)施方式參照附圖1所示，本專利技術(shù)潮流能發(fā)電機(jī)組包括：潮流能水輪機(jī)組1、主支撐架2、漂浮式海洋平臺(tái)3以及偏航系統(tǒng)。主支撐架2的下部與潮流能水輪機(jī)組1固定連接，其上部與偏航系統(tǒng)固定連接，偏航系統(tǒng)通過偏航支架4支撐在漂浮式海洋平臺(tái)3上。潮流能水輪機(jī)組1包含機(jī)艙和至少兩支葉片，該機(jī)艙與主支撐架2的下部固定連接。漂浮式海洋平臺(tái)3停留在海平面上，通過錨鏈11進(jìn)行停泊，錨鏈11的數(shù)量與平臺(tái)設(shè)計(jì)要求進(jìn)行匹配，其中間具有供潮流能水輪機(jī)組1提升到海平面上的孔。偏航支架4包括支撐平臺(tái)402和其支腿401。支撐平臺(tái)402用以支撐整個(gè)偏航系統(tǒng)及其附屬設(shè)備。支撐平臺(tái)402的中間設(shè)有配合主支撐架2提升的導(dǎo)向孔，用以當(dāng)潮流能水輪機(jī)組1提升時(shí)的導(dǎo)向作用。支腿401用以將支撐平臺(tái)402支撐在漂浮式海洋平臺(tái)3上，其數(shù)量可根據(jù)實(shí)際的要求配置。支腿401可通過焊接或其他方式固定連接在支撐平臺(tái)402與漂浮式海洋平臺(tái)3上。偏航系統(tǒng)包括偏航驅(qū)動(dòng)器5、偏航驅(qū)動(dòng)固定架8和偏航軸承7。其中，偏航系統(tǒng)中至少含有一套偏航驅(qū)動(dòng)器5。偏航驅(qū)動(dòng)器5安裝在偏航驅(qū)動(dòng)固定架8上，偏航驅(qū)動(dòng)固定架8位于支撐平臺(tái)402上方且與支撐平臺(tái)402配合安裝，如通過螺栓12固定連接。優(yōu)選偏航驅(qū)動(dòng)固定架8與支撐平臺(tái)402的接觸面設(shè)置有固定的防錯(cuò)配合結(jié)構(gòu)，防止偏航驅(qū)動(dòng)固定架8安裝出錯(cuò)影響潮流能偏航系統(tǒng)的正常工作。偏航軸承7位于偏航驅(qū)動(dòng)固定架8的上方，包括偏航軸承外圈702和偏航軸承內(nèi)圈701。偏航軸承外圈702通過螺栓13與偏航驅(qū)動(dòng)固定架8進(jìn)行固定連接，偏航軸承內(nèi)圈701通過轉(zhuǎn)接板6與主支撐架2的上部固定連接，如轉(zhuǎn)接板6通過螺栓14與偏航軸承內(nèi)圈701固定連接，通過螺栓15與主支撐架2的上部固定連接。偏航驅(qū)動(dòng)器5帶動(dòng)偏航驅(qū)動(dòng)內(nèi)圈701轉(zhuǎn)動(dòng)，其傳動(dòng)方式優(yōu)選齒輪嚙合傳動(dòng)方式，也可采用液壓驅(qū)動(dòng)傳動(dòng)方式或其他傳動(dòng)方式。即偏航系統(tǒng)的工作原理為：偏航驅(qū)動(dòng)器5驅(qū)動(dòng)偏航軸承內(nèi)圈701轉(zhuǎn)動(dòng)，偏航軸承內(nèi)圈701帶動(dòng)轉(zhuǎn)接板6轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)帶動(dòng)主支撐架2轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)而帶動(dòng)潮流能水輪機(jī)組1轉(zhuǎn)動(dòng)，則完成潮流能發(fā)電機(jī)組的偏航動(dòng)作。該潮流能發(fā)電機(jī)組還包括提升機(jī)構(gòu)，該提升機(jī)構(gòu)可采用現(xiàn)有技術(shù)中任一提升結(jié)構(gòu)，利于水輪機(jī)組提升至海平面以上后進(jìn)行檢修和維護(hù)。本實(shí)施例中優(yōu)選提升機(jī)構(gòu)包括提升動(dòng)力輪9、提升支架403和鏈條。提升動(dòng)力輪9固定設(shè)置在漂浮式海洋平臺(tái)3的上表面。提升支架403固定安裝在支撐平臺(tái)402的下表面，且其上設(shè)有滑本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種潮流能發(fā)電機(jī)組，其特征在于，包括潮流能水輪機(jī)組、主支撐架、漂浮式海洋平臺(tái)和偏航系統(tǒng)，所述漂浮式海洋平臺(tái)上設(shè)有用于升降潮流能水輪機(jī)組的孔，所述主支撐架穿過該孔，其下部與潮流能水輪機(jī)組固定連接，其上部與偏航系統(tǒng)固定連接，所述偏航系統(tǒng)通過偏航支架支撐在所述漂浮式海洋平臺(tái)的上方。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種潮流能發(fā)電機(jī)組，其特征在于，包括潮流能水輪機(jī)組、主支撐架、漂浮式海洋平臺(tái)和偏航系統(tǒng)，所述漂浮式海洋平臺(tái)上設(shè)有用于升降潮流能水輪機(jī)組的孔，所述主支撐架穿過該孔，其下部與潮流能水輪機(jī)組固定連接，其上部與偏航系統(tǒng)固定連接，所述偏航系統(tǒng)通過偏航支架支撐在所述漂浮式海洋平臺(tái)的上方；所述偏航支架包括支撐平臺(tái)和支腿，所述支撐平臺(tái)上設(shè)有配合主支撐架升降的導(dǎo)向孔，所述支腿固定連接在支撐平臺(tái)與漂浮式海洋平臺(tái)之間；所述偏航系統(tǒng)包括偏航驅(qū)動(dòng)器和偏航軸承，所述偏航軸承包括偏航軸承外圈和偏航軸承內(nèi)圈，所述偏航驅(qū)動(dòng)器在偏航驅(qū)動(dòng)固定架的固定下與偏航軸承內(nèi)圈傳動(dòng)連接，所述偏航軸承內(nèi)圈與所述主支撐架的上部固定連接，所述偏航軸承外圈與所述偏航驅(qū)動(dòng)固定架固定連接，所述偏航驅(qū)動(dòng)固定架與支撐平臺(tái)固定連接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的潮流能發(fā)電機(jī)組，其特征在于...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：張瑩博，李明輝，程慶陽，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：國(guó)電聯(lián)合動(dòng)力技術(shù)有限公司，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：北京;11