本實用新型專利技術公開了一種垂直軸潮流能水輪機單樁多層布置式支撐結構，包括垂直安裝在海床上的單樁基礎，在所述單樁基礎上設有若干水平支撐臂，所述水平支撐臂沿單樁基礎的外表面均勻分布，水平支撐臂的一端與單樁基礎固定連接，水平支撐臂的另一端向外延伸構成延伸端，相鄰的水平支撐臂通過傾斜支撐連接，在所述水平支撐臂的延伸端上固定安裝有垂直軸潮流能水輪機。本實用新型專利技術提高了垂直軸潮流能水輪機支撐結構的穩定性，增強了海洋潮流能的采集率，降低了采用傳統樁柱式垂直軸潮流能水輪機支撐結構的潮流能開發成本，減小了潮流能開發裝備對海域的影響范圍。
【技術實現步驟摘要】
一種垂直軸潮流能水輪機單樁多層布置式支撐結構
本技術涉及海洋發電裝置領域，具體地說，特別涉及到一種垂直軸潮流能水輪機單樁多層布置式支撐結構。
技術介紹
隨著全球傳統能源的日益短缺和環境問題的日漸嚴峻，世界各國對可再生能源的需求不斷上升。潮流能作為一種由海洋潮汐現象引起的海洋能資源，其儲量豐富，開發前景巨大，目前已成為世界各沿海國家可再生能源發展的重點。主要我國近海區域潮流能理論蘊藏量超過8.33GW，資源豐富。然而目前全球整體潮流能發展速度仍受限與其開發技術和裝備發展不足，成本較高等因素。潮流能水輪機作為將潮流能轉化為電能的主要裝備，主要有水平軸潮流能水輪機和垂直軸潮流能水輪機兩種。相較已經發展較為成熟的水平軸潮流能水輪機，垂直軸潮流能水輪機因其在陣列中能獲取較高的效率，近年來成為解決潮流能開發效率問題的主要關注裝備。國際上潮流能水輪機的支撐結構也主要為重力坐底式基礎，樁柱式及漂浮式支撐結構。然而這些傳統的潮流能水輪機支撐結構多被應用于水平軸潮流能水輪機，當應用于垂直軸潮流能水輪機陣列時，會存在基礎穩定性不足，經濟性不足，影響海域范圍過大等問題。因此需要一種較為經濟可行，穩定性好，適用于垂直軸潮流能水輪機的支撐結構。
技術實現思路
本技術的目的在于針對現有技術中的不足，提供一種新的適用于垂直軸潮流能水輪機陣列的支撐結構，其為單樁多層布置式支撐結構，通過結合目前技術較為成熟，在海上風電領域應用較為廣泛的大直徑單樁結構，以及水平支撐臂結構，實現了水下垂直軸潮流能水輪機的分層布置，增強了海洋潮流能的采集率，提高了垂直軸潮流能水輪機支撐結構的穩定性，降低了采用傳統樁柱式垂直軸潮流能水輪機支撐結構的潮流能開發成本，減小了潮流能開發裝備對海域的影響范圍。本技術所解決的技術問題可以采用以下技術方案來實現：一種垂直軸潮流能水輪機單樁多層布置式支撐結構，包括垂直安裝在海床上的單樁基礎，在所述單樁基礎上設有若干水平支撐臂，所述水平支撐臂沿單樁基礎的外表面均勻分布，水平支撐臂的一端與單樁基礎固定連接，水平支撐臂的另一端向外延伸構成延伸端，相鄰的水平支撐臂通過傾斜支撐連接，在所述水平支撐臂的延伸端上固定安裝有垂直軸潮流能水輪機。進一步的，所述水平支撐臂通過陸上焊接或外接連接件的方式固定連接在單樁基礎的外表面上。進一步的，若干所述水平支撐臂從上至下分布在單樁基礎上構成分層結構，分層結構的層數為3-5層。進一步的，所述水平支撐臂的寬度由水平支撐臂的一端向水平支撐臂的另一端逐漸變小，水平支撐臂的長度在6m-15m。進一步的，所述水平支撐臂內部設置有儲能設備以及輸纜線，垂直軸潮流能水輪機能安裝就位后，垂直軸潮流能水輪機的電能輸出端通過輸纜線與儲能設備連接。一種垂直軸潮流能水輪機單樁多層布置式支撐結構，其施工步驟如下：1)在陸地上預制單樁基礎，并在單樁基礎上安裝水平支撐臂；2)將單樁基礎垂直安裝在海床上；3)將垂直軸潮流能水輪機安裝在水平支撐臂上，使得垂直軸潮流能水輪機的電能輸出端與水平支撐臂內的輸纜線和儲能設備連接；4)安裝垂直軸潮流能水輪機，調試輸電系統。與現有技術相比，本技術的有益效果在于：1.提供了一種新的垂直軸潮流能水輪機支撐結構；2.通過結合大直徑單樁和水平支撐臂，采用多層式布置方式實現水下多個垂直軸潮流能水輪機協同工作目的；3.提高了垂直軸潮流能水輪機支撐結構的穩定性；4.增強了海洋潮流能的采集率；5.降低了采用傳統樁柱式垂直軸潮流能水輪機支撐結構的潮流能開發成本，減小了潮流能開發裝備對海域的影響范圍。附圖說明圖1為本技術所述垂直軸潮流能水輪機單樁多層布置式支撐結構的側視圖圖2為本技術所述垂直軸潮流能水輪機單樁多層布置式支撐結構的俯視圖。具體實施方式為使本技術實現的技術手段、創作特征、達成目的與功效易于明白了解，下面結合具體實施方式，進一步闡述本技術。參見圖1和圖2，本技術所述的一種垂直軸潮流能水輪機單樁多層布置式支撐結構，包括單樁基礎1、水平支撐臂2、垂直軸潮流能水輪機3和傾斜支撐4。大直徑的單樁基礎1外側從上到下沿外壁圍繞其一周依次均勻對稱布置數個水平支撐臂2，該水平支撐臂2通過焊接或外接方式連接在單樁基礎1的外壁上。每個水平支撐臂2上均安裝有垂直軸潮流能水輪機3。上下層之間的水平支撐臂2之間的距離可根據現場潮流能水道情況進行設計，布置層數約在3-5層；單樁基礎1周圍同一層相鄰水平支撐臂2之間彼此通過傾斜支撐4連接來增加強度，單個水平支撐臂2在水平面靠單樁端較寬較厚，并逐步漸變至等厚度等寬度；單個水平支撐臂2的長度在6m-15m；同時水平支撐臂2內部設置有儲能設備以及輸纜線，垂直軸潮流能水輪機3安裝就位后，通過連接儲能設備以及輸纜線實現電能輸送。本技術的一種垂直軸潮流能水輪機單樁多層布置式支撐結構，其安裝施工步驟為：1)在陸地上預制單樁基礎1，并在單樁基礎1上安裝水平支撐臂2；2)將單樁基礎1垂直安裝在海床上；3)將垂直軸潮流能水輪機3安裝在水平支撐臂2上，使得垂直軸潮流能水輪機3的電能輸出端與水平支撐臂2內的輸纜線和儲能設備連接；4)安裝垂直軸潮流能水輪機3，調試輸電系統。本技術通過采取多層式布置方式實現水下多個垂直軸潮流能水輪機協同工作的目的，提供了一種新的垂直軸潮流能水輪機支撐結構，提高了垂直軸潮流能水輪機支撐結構的穩定性，增強了海洋潮流能的采集率，降低了采用傳統樁柱式垂直軸潮流能水輪機支撐結構的潮流能開發成本，減小了潮流能開發裝備對海域的影響范圍。以上顯示和描述了本技術的基本原理和主要特征和本技術的優點。本行業的技術人員應該了解，本技術不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本技術的原理，在不脫離本技術精神和范圍的前提下，本技術還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本技術范圍內。本技術要求保護范圍由所附的權利要求書及其等效物界定。本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種垂直軸潮流能水輪機單樁多層布置式支撐結構，包括垂直安裝在海床上的單樁基礎(1)，其特征在于，在所述單樁基礎(1)上設有若干水平支撐臂(2)，所述水平支撐臂(2)沿單樁基礎(1)的外表面均勻分布，水平支撐臂(2)的一端與單樁基礎(1)固定連接，水平支撐臂(2)的另一端向外延伸構成延伸端，相鄰的水平支撐臂(2)通過傾斜支撐(4)連接，在所述水平支撐臂(2)的延伸端上固定安裝有垂直軸潮流能水輪機(3)。
【技術特征摘要】
1.一種垂直軸潮流能水輪機單樁多層布置式支撐結構，包括垂直安裝在海床上的單樁基礎(1)，其特征在于，在所述單樁基礎(1)上設有若干水平支撐臂(2)，所述水平支撐臂(2)沿單樁基礎(1)的外表面均勻分布，水平支撐臂(2)的一端與單樁基礎(1)固定連接，水平支撐臂(2)的另一端向外延伸構成延伸端，相鄰的水平支撐臂(2)通過傾斜支撐(4)連接，在所述水平支撐臂(2)的延伸端上固定安裝有垂直軸潮流能水輪機(3)。2.根據權利要求1所述的垂直軸潮流能水輪機單樁多層布置式支撐結構，其特征在于，所述水平支撐臂(2)通過陸上焊接或外接連接件的方式固定連接在單樁基礎(1)的外表面上。3.根據權利要...
【專利技術屬性】
技術研發人員：毋曉妮，李曄，
申請(專利權)人：上海交通大學，
類型：新型
國別省市：上海,31
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