復合式潮流能發(fā)電站制造技術

一種復合式潮流能發(fā)電站，包括能量收集單元和發(fā)電單元，發(fā)電單元由漂浮裝置以及設在其上面的水輪發(fā)電機組成，其特征在于，多個所述的能量收集單元分散固定在海底，在該能量收集單元的上方設有一能量傳遞管，在該能量傳遞管內對應于每一能量收集單元的位置均設有一個能量傳遞葉輪，該能量傳遞葉輪的軸通過以傳動機構與所述的能量收集單元的動力輸出端連接；該能量傳遞管的一端與所述的水輪發(fā)電機的動力輸入端連接；所述的發(fā)電單元和能量傳遞管均通過系泊單元錨固在海面上。本實用新型專利技術集坐底式和漂浮式的特點為一體，將易損的發(fā)電單元位于海面，方便檢修維護，同時方便電力輸送，具有維護輸電低成本的特點。

【技術實現(xiàn)步驟摘要】

本技術涉及一種綜合坐底式和漂浮式特點的復合式潮流能發(fā)電站，
技術介紹
目前傳統(tǒng)能源緊缺，綠色清潔能源成為了絕佳的替代品，各國加快了綠色清潔能源的開發(fā)和利用，潮流能是一種綠色的無污染可再生能源，能量密度大可預測且蘊藏豐富。目前潮流能發(fā)電站多屬于坐底式、半潛式、漂浮式等單一結構，每一種形式都具有缺點，容易受到各方面因素影響，發(fā)電穩(wěn)定性差。現(xiàn)有的坐底式潮流能發(fā)電站，通過潮流沖擊水輪機發(fā)電，整體裝置位于海底，最后通過海底電纜輸電上岸。其存在的缺點是：(1)整體裝置坐在海底，不能高效利用潮流能。(2)裝置坐在海底，不易檢修控制。(3)輸電纜線連接困難(海底到海面不易鋪設電纜)。現(xiàn)有的漂浮式潮流能發(fā)電站，整個裝置漂浮在海面以上，使用動力定位或者系泊纜繩定位。其存在的缺點是：(1)裝置處于海面以上，容易受到臺風破壞。(2)單獨設置系泊設備，浪費資源。(3)動力定位浪費能源。
技術實現(xiàn)思路
本技術旨在提供一種復合式潮流能發(fā)電站，以解決現(xiàn)有的坐底式和漂浮式潮流能發(fā)電站存在的上述各種問題。本技術的技術方案是：一種復合式潮流能發(fā)電站，包括能量收集單元和發(fā)電單元，發(fā)電單元由漂浮裝置以及設在其上面的水輪發(fā)電機組成，其特征在于，多個所述的能量收集單元分散固定在海底，在該能量收集單元的上方設有一能量傳遞管，在該能量傳遞管內對應于每一能量收集單元的位置均設有一個能量傳遞葉輪，該能量傳遞葉輪的軸通過以傳動機構與所述的能量收集單元的動力輸出端連接；該能量傳遞管的一端與所述的水輪發(fā)電機的動力輸入端連接；所述的發(fā)電單元和能量傳遞管均通過系泊單元錨固在海面上。所述的能量收集單元包括能量收集管、能量收集葉輪、底座、推力軸承、支架和自動導向板，能量收集管的下面通過推力軸承與底座的頂端連接，在該底座的多個放射端設有固定孔；在該能量收集管內的軸心轉動支撐能量收集葉輪，該能量收集葉輪的軸與所述的傳動機構的一端連接，該傳動機構的中間軸向上穿出能量收集管；該能量收集管或推力軸承的轉動部分通過支架與自動導向板的一端連接。所述的能量收集管采用拉瓦爾式導流罩。所述的傳動機構包括輸入錐齒輪對、中間軸和輸出錐齒輪對，所述的能量收集單元的能量收集葉輪的軸通過相互嚙合的輸入錐齒輪對與中間軸的下端垂直傳動連接，中間軸的上端通過相互嚙合的輸出錐齒輪對與能量傳遞葉輪的軸垂直傳動連接。所述的系泊單元由浮筒和錨索組成，每一浮筒通過多根錨索與海水中的能量傳遞管和水面的漂浮裝置連接；浮筒通過錨索錨固在海底。在所述的漂浮裝置中設有錨鏈艙，在該錨鏈艙內設置錨機，該錨機與所述的錨索連接。在所述的能量傳遞管一端的能量收集單元上設有擴展接口，用于增加安裝能量收集單元的數(shù)量。本技術的優(yōu)點是：1.高效發(fā)電低速自啟：能量收集單元使用拉瓦爾式導流罩及自動導流板，提高了能量收集效率，同時采用多個能量收集單元發(fā)電的“多對一”形式，保證了在潮流低流速下能為發(fā)電單元提供足夠的啟動能量。目前已有的發(fā)電站是一個葉輪對應一個發(fā)電機的形式，當潮流流速較低時，發(fā)電機不能啟動，導致裝置工作時間有限，對潮流流速要求較高。2.維護輸電低成本：本技術集坐底式和漂浮式的特點為一體，將易損的發(fā)電單元位于海面，方便檢修維護，同時方便電力輸送，具有維護輸電低成本的特點。3.便于集群擴容方便：整體采用多系統(tǒng)收集單系統(tǒng)發(fā)電的“多對一”形式，可通過能量傳輸裝置匯總每個能量收集單元的能量至發(fā)電單元。同時設置能量傳輸端口，可以通過傳輸系統(tǒng)和其他收集站溝通，方便發(fā)電站擴容和集群應用。現(xiàn)在的海洋能發(fā)電站不具有這樣的功能。4.安裝簡單結構可靠：能量收集單元具有自固定樁腿，具備自固定能力。系泊單元采用“水平鏈-浮筒-懸鏈”的組合系泊固定形式。多個能量收集站同時充當海面發(fā)電系統(tǒng)固定樁腿，每一個樁腿分擔的作用力較小、可靠性高。當臺風來臨時，防風裝置可以通過收緊系泊纜繩增加平臺穩(wěn)定性或使平臺浸入水中保證其不受海面風浪破壞。這就解決了“漂浮式發(fā)電站易受臺風侵襲，坐底式設備維護不便”的缺點。附圖說明圖1是本技術實施例總體的側面結構示意圖；圖2是本技術實施例總體的立體結構示意圖；圖3是本技術的能量收集裝置的軸向剖視結構示意圖；圖4是圖3的A-A剖視圖；圖5是本技術傳動機構的結構示意圖；圖6是本技術應用狀態(tài)示意圖。具體實施方式參見圖1～圖6，本技術一種復合式潮流能發(fā)電站，包括能量收集單元6和發(fā)電單元，發(fā)電單元由漂浮裝置2以及設在其上面的水輪發(fā)電機1組成。多個所述的能量收集單元6分散固定在海底，在該能量收集單元6的上方設有一能量傳遞管5，在該能量傳遞管5內對應于每一能量收集單元6的位置均設有一個能量傳遞葉輪7，該能量傳遞葉輪7的軸通過以傳動機構與所述的能量收集單元6的動力輸出端連接；該能量傳遞管5的一端與所述的水輪發(fā)電機1的動力輸入端連接；所述的發(fā)電單元和能量傳遞管5均通過系泊單元錨固在海面13上。所述的系泊單元由浮筒3和錨索4組成，每一浮筒3通過多根錨索4與海水中的能量傳遞管5和海面13的漂浮裝置2連接；浮筒3通過錨索錨固在海底。參見圖3和圖4，所述的能量收集單元6包括能量收集管61、能量收集葉輪62、底座64、推力軸承63、支架66和自動導向板67，能量收集管61的下面通過推力軸承63與底座64的頂端連接，在該底座64的四個放射端設有固定孔(用于穿過固定釘65)。在該能量收集管61內的軸心轉動支撐能量收集葉輪62，該能量收集葉輪62的軸12與所述的傳動機構的一端連接，該傳動機構的中間軸8向上穿出能量收集管61；該能量收集管61或推力軸承63的轉動部分的兩側分別通過一直角三角形的支架66與一個自動導向板67的一端連接，具體連接方式為：支架66的直角端與推力軸承63的轉動部分一側連接，兩側的支架66的上端通過橫向部分相互連接，橫向部分的中間穿過傳動機構的中間軸8；支架66的另一銳角(后端)與自動導向板67。所述的能量收集管61采用拉瓦爾式導流罩。參見圖5，所述的傳動機構包括輸入錐齒輪對10、中間軸8和輸出錐齒輪對9，所述的能量收集單元6的能量收集葉輪的軸12通過相互嚙合的輸入錐齒輪對10與中間軸8的下端垂直傳動連接，中間軸8的上端通過相互嚙合的輸出錐齒輪對9與能量傳遞葉輪的軸11垂直傳動連接。參見圖2，在所述的能量傳遞管5一端的能量收集單元6側面設有擴展接口，在水流發(fā)電機1容量允許的情況下，可以通過在擴展接口增加能量收集單元6的數(shù)量提高發(fā)電站整體的發(fā)電功率。在漂浮裝置2中的錨鏈艙設置錨機(未圖示)，錨機與錨索4連接，當風暴來臨時，可以通過錨機收緊錨索4的方式使整個漂浮裝置2浸入水中，實現(xiàn)風暴來臨時發(fā)電站的自我保護功能。本技術的工作原理說明如下：本技術的能量收集單元6的底座64四角的固定孔用固定釘5與海底14固定。由于自動導向板67的作用，推力軸承63以上的部分可以自動隨著水流方向換向。使用拉瓦爾導管原理制成的能量收集管61，能夠聚集水流，收集水流能量，并通過最上方的傳動機構將收集到的能量傳遞到能量傳遞管5內。能量傳遞管5采用帶有鋼絲的螺紋，能夠彎曲，管中通過高速水流。能量收集單元6通過收集潮流能，通過傳動機構驅動能量傳遞管5內的能量傳遞葉輪7，將能量傳遞管5中的水流加速，經過加速的水流通過能量傳遞管5傳輸本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種復合式潮流能發(fā)電站，包括能量收集單元和發(fā)電單元，發(fā)電單元由漂浮裝置以及設在其上面的水輪發(fā)電機組成，其特征在于，多個所述的能量收集單元分散固定在海底，在該能量收集單元的上方設有一能量傳遞管，在該能量傳遞管內對應于每一能量收集單元的位置均設有一個能量傳遞葉輪，該能量傳遞葉輪的軸通過以傳動機構與所述的能量收集單元的動力輸出端連接；該能量傳遞管的一端與所述的水輪發(fā)電機的動力輸入端連接；所述的發(fā)電單元和能量傳遞管均通過系泊單元錨固在海面上。

【技術特征摘要】
1.一種復合式潮流能發(fā)電站，包括能量收集單元和發(fā)電單元，發(fā)電單元由漂浮裝置以及設在其上面的水輪發(fā)電機組成，其特征在于，多個所述的能量收集單元分散固定在海底，在該能量收集單元的上方設有一能量傳遞管，在該能量傳遞管內對應于每一能量收集單元的位置均設有一個能量傳遞葉輪，該能量傳遞葉輪的軸通過以傳動機構與所述的能量收集單元的動力輸出端連接；該能量傳遞管的一端與所述的水輪發(fā)電機的動力輸入端連接；所述的發(fā)電單元和能量傳遞管均通過系泊單元錨固在海面上。2.根據(jù)權利要求1所述的復合式潮流能發(fā)電站，其特征在于，所述的能量收集單元包括能量收集管、能量收集葉輪、底座、推力軸承、支架和自動導向板，能量收集管的下面通過推力軸承與底座的頂端連接，在該底座的多個放射端設有固定孔；在該能量收集管內的軸心轉動支撐能量收集葉輪，該能量收集葉輪的軸與所述的傳動機構的一端連接，該傳動機構的中間軸向上穿出能量收集管；該能量收集管或推力軸承的轉動部分通過支架與...

【專利技術屬性】
技術研發(fā)人員：王春陽，彭靜，陳隆，王穎龍，
申請(專利權)人：王春陽，
類型：新型
國別省市：黑龍江;23