波浪能整體發(fā)電裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型提供一種波浪能整體發(fā)電裝置，包括至少一個(gè)主安裝支架和和多個(gè)副安裝支架，主安裝支架和副安裝支架底部均設(shè)有用于與海底固定的吸力式基礎(chǔ)，副安裝支架上設(shè)有收集安裝平臺(tái)，主安裝支架上設(shè)有收集安裝平臺(tái)以及發(fā)電安裝平臺(tái)，發(fā)電安裝平臺(tái)設(shè)在收集安裝平臺(tái)上方，發(fā)電安裝平臺(tái)上設(shè)有至少一組發(fā)電組件，收集安裝平臺(tái)上設(shè)有多個(gè)波浪能轉(zhuǎn)化裝置，所有波浪能轉(zhuǎn)化裝置和所述發(fā)電組件之間連接有壓力輸送管線，所述發(fā)電組件通過輸電電纜與電能儲(chǔ)備裝置連接。本實(shí)用新型施工方便快捷，成本低，連接能量收集的壓力輸送管線短，損失小，而且吸力式基礎(chǔ)具有重復(fù)使用功能，廢棄后可以起樁回收，恢復(fù)海洋環(huán)境；長距離海纜輸送電能效率高，海纜直徑尺寸小，鋪設(shè)施工方便。
【專利說明】波浪能整體發(fā)電裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本實(shí)用新型涉及波浪能發(fā)電，尤其涉及一種波浪能整體發(fā)電裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著世界經(jīng)濟(jì)的發(fā)展、人口的激增和社會(huì)的進(jìn)步，人類對(duì)能源的需求日益增長。而占地球表面積70 %的海洋，集中了 97 %的水量，蘊(yùn)藏著大量的能源，包括波浪能、潮汐能、海流能、溫差能、鹽差能等。其中，波浪能由于開發(fā)過程中對(duì)環(huán)境影響小且以機(jī)械能形式存在，是品位最高的海洋能。利用波浪能發(fā)電可為邊遠(yuǎn)海島和海上設(shè)施等提供清潔能源，還可利用波浪能提供的動(dòng)力進(jìn)行海水淡化，從深海提取低溫海水進(jìn)行空調(diào)制冷以及制氫等。隨著相關(guān)技術(shù)的發(fā)展以及世界各國科技工作者的努力，近年來，海洋波浪能發(fā)電技術(shù)取得了長足的進(jìn)步，陸續(xù)有試驗(yàn)電站投入商業(yè)運(yùn)行。可以預(yù)見，不遠(yuǎn)的將來，隨著海洋波浪能發(fā)電技術(shù)日益成熟，將會(huì)有越來越多的海洋波浪能發(fā)電系統(tǒng)接入電網(wǎng)運(yùn)行。
[0003]波浪能是一種密度低、不穩(wěn)定、無污染、可再生、儲(chǔ)量大、分布廣、利用難的能源。波浪發(fā)電是波浪能利用的主要方式，此外，波浪能還可以用于抽水、供熱、海水淡化以及制氫等。波浪能利用裝置的種類繁多，波浪能的轉(zhuǎn)換一般有三級(jí)。第一級(jí)為波浪能的收集，通常采用聚波和共振的方法把分散的波浪能聚集起來。第二級(jí)為中間轉(zhuǎn)換，即能量的傳遞過程，包括機(jī)械傳動(dòng)、低壓水力傳動(dòng)、高壓液壓傳動(dòng)、氣動(dòng)傳動(dòng)，使波浪能轉(zhuǎn)換為有用的機(jī)械能。第三級(jí)轉(zhuǎn)換又稱最終轉(zhuǎn)換，即由機(jī)械能通過發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)換為電能。
[0004]波浪發(fā)電要求輸入的能量穩(wěn)定，必須有一系列穩(wěn)速、穩(wěn)壓和蓄能等技術(shù)來確保，它同常規(guī)發(fā)電相比有著特殊的要求。利用波浪發(fā)電，必須在海上建造浮體，并解決海底輸電問題；在海岸處需要建造特殊的水工建筑物，以利收集海浪和安裝發(fā)電設(shè)備。波浪電站與海水相關(guān)，各種裝置均應(yīng)考慮海水腐蝕、海生物附著和抗御海上風(fēng)暴等工程問題，以適應(yīng)海洋環(huán)境，常規(guī)的波浪能發(fā)電結(jié)構(gòu)如下圖，海上安裝導(dǎo)管架需要用到打樁起重船等大型船只，施工時(shí)間長，費(fèi)用高，而且從導(dǎo)管架平臺(tái)上收集的波浪能經(jīng)過長的海水(或空氣)輸送管線到岸上的壓力儲(chǔ)存裝置，能耗損失大，效率低，海水(或空氣)輸送管線相對(duì)來說尺寸和重量都比較大，鋪設(shè)施工難度大，時(shí)間長。波浪能發(fā)電裝置總的來說成本高，時(shí)間長，效率低。
[0005]波浪能技術(shù)目前還處于發(fā)散狀態(tài)，存在各種技術(shù)的不同發(fā)展方向，但發(fā)展趨勢(shì)是不斷地向高效率、高可靠性、低造價(jià)方向發(fā)展，以形成低成本的成熟技術(shù)，最后通過規(guī)?；a(chǎn)和應(yīng)用，可大幅降低發(fā)電成本。波浪能能流密度高、儲(chǔ)量巨大且分布廣泛，是未來海洋能利用發(fā)展的主要方向，在海洋開發(fā)和海防方面將起到關(guān)鍵作用。通過開展波浪能轉(zhuǎn)換過程的研究，進(jìn)一步提高波浪能裝置的轉(zhuǎn)換效率以及可靠性，是波浪能利用技術(shù)發(fā)展的關(guān)鍵。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0006]本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題就是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的施工成本高等上述不足，提供一種波浪能整體發(fā)電裝置，用于解決現(xiàn)有技術(shù)中的問題。
[0007]為實(shí)現(xiàn)上述目的及其他相關(guān)目的，本實(shí)用新型提供一種波浪能整體發(fā)電裝置，包括至少一個(gè)主安裝支架和多個(gè)副安裝支架，所述主安裝支架和副安裝支架底部均設(shè)有用于與海底固定的吸力式基礎(chǔ)，所述副安裝支架上設(shè)有收集安裝平臺(tái)，所述主安裝支架上設(shè)有收集安裝平臺(tái)以及發(fā)電安裝平臺(tái)，所述發(fā)電安裝平臺(tái)設(shè)在所述收集安裝平臺(tái)上方，所述發(fā)電安裝平臺(tái)上設(shè)有至少一組發(fā)電組件，所述收集安裝平臺(tái)上設(shè)有多個(gè)波浪能轉(zhuǎn)化裝置，所有波浪能轉(zhuǎn)化裝置和所述發(fā)電組件之間連接有壓力輸送管線，所述發(fā)電組件通過輸電電纜與電能儲(chǔ)備裝置連接。
[0008]優(yōu)選地，所有波浪能轉(zhuǎn)化裝置的方位角一致。
[0009]優(yōu)選地，所述發(fā)電組件包括相互連接的壓力儲(chǔ)存裝置和發(fā)電設(shè)備，所述波浪能轉(zhuǎn)化裝置通過壓力輸送管線連接壓力儲(chǔ)存裝置，所述發(fā)電設(shè)備通過輸電電纜連接所述電能儲(chǔ)
備裝置。
[0010]通過以上技術(shù)方案，本實(shí)用新型相較于現(xiàn)有技術(shù)具有以下技術(shù)效果:
[0011]本實(shí)用新型將各部件在岸邊組裝完成后，然后加裝浮筒由拖船整體拖航至指定地點(diǎn)安裝，節(jié)省浮吊等大型船只，施工方便快捷，費(fèi)用低，整體安裝時(shí)間短，成本低，連接能量收集的壓力輸送管線短，損失小，而且吸力式基礎(chǔ)具有重復(fù)使用功能，廢棄后可以起樁回收，恢復(fù)海洋環(huán)境；長距離海纜輸送電能效率高，海纜直徑尺寸小，鋪設(shè)施工方便，整體安裝使發(fā)電安裝平臺(tái)露出海面相對(duì)于常規(guī)的收集裝置在水下，發(fā)電設(shè)備在岸邊來說，具有警示作用，安全性提高，該發(fā)電裝置主要在導(dǎo)航燈浮標(biāo)、燈樁、燈塔等能源供應(yīng)上應(yīng)用，在邊遠(yuǎn)海島作為島上動(dòng)力及生活照明等能源供應(yīng)，不會(huì)影響到正常的航行等海事活動(dòng)，更加適合日益發(fā)展的海洋工程事業(yè)。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]圖1為本實(shí)用新型中波浪能整體發(fā)電裝置結(jié)構(gòu)主視圖；
[0013]圖2為本實(shí)用新型中波浪`能整體發(fā)電裝置結(jié)構(gòu)側(cè)視圖；
[0014]圖3為本實(shí)用新型中波浪能整體發(fā)電裝置主安裝支架安裝可解脫浮筒示意圖；
[0015]圖4為本實(shí)用新型中波浪能整體發(fā)電裝置副安裝支架安裝可解脫浮筒示意圖；
[0016]圖5為本實(shí)用新型中波浪能整體發(fā)電裝置海上浮拖示意圖；
[0017]圖6為本實(shí)用新型中波浪能整體發(fā)電裝置三船定位示意圖；
[0018]圖7為本實(shí)用新型中海纜垂直與水平過渡部分示意圖；
[0019]圖8為本實(shí)用新型中海纜登陸端固定管溝示意圖。
[0020]元件標(biāo)號(hào)說明:
[0021]I發(fā)電設(shè)備
[0022]2壓力儲(chǔ)存裝置
[0023]3壓力輸送管線
[0024]4波浪能收集裝置
[0025]5輸電電纜
[0026]6海纜
[0027]7發(fā)電安裝平臺(tái)
[0028]8收集安裝平臺(tái)
[0029]9吸力式基礎(chǔ)[0030]10固定海纜裝置
[0031]11電能儲(chǔ)備裝置
[0032]12主安裝支架
[0033]13副安裝支架
[0034]14加強(qiáng)支撐梁
[0035]15可解脫浮筒
[0036]16液壓鎖緊機(jī)構(gòu)
[0037]17拖船
[0038]18定位船
[0039]19彎頭鋼管
[0040]20砂袋
[0041]21金屬框架
[0042]22負(fù)壓安裝裝置
【具體實(shí)施方式】
[0043]以下由特定的具體實(shí)施例說明本實(shí)用新型的實(shí)施方式，熟悉此技術(shù)的人士可由本說明書所揭露的內(nèi)容輕易地了解本實(shí)用新型的其他優(yōu)點(diǎn)及功效。
[0044]請(qǐng)參閱圖1至圖8。須知，本說明書所附圖式所繪示的結(jié)構(gòu)、比例、大小等，均僅用以配合說明書所揭示的內(nèi)容，以供熟悉此技術(shù)的人士了解與閱讀，并非用以限定本實(shí)用新型可實(shí)施的限定條件，故不具技術(shù)上的實(shí)質(zhì)意義，任何結(jié)構(gòu)的修飾、比例關(guān)系的改變或大小的調(diào)整，在不影響本實(shí)用新型所能產(chǎn)生的功效及所能達(dá)成的目的下，均應(yīng)仍落在本實(shí)用新型所揭示的技術(shù)內(nèi)容得能涵蓋的范圍內(nèi)。同時(shí)，本說明書中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中間”及“一”等的用語，亦僅為便于敘述的明了，而非用以限定本實(shí)用新型可實(shí)施的范圍，其相對(duì)關(guān)系的改變或調(diào)整，在無實(shí)質(zhì)變更技術(shù)內(nèi)容下，當(dāng)亦視為本實(shí)用新型可實(shí)施的范疇。
[0045]如圖1及圖2所示，本實(shí)用新型提供一種波浪能整體發(fā)電裝置，包括至少一個(gè)主安裝支架12和多個(gè)副安裝支架13，主安裝支架12和副安裝支架13底部均通過吸力式基礎(chǔ)9與海底固定。副安裝支架13上設(shè)有收集安裝平臺(tái)8，收集安裝平臺(tái)8 一般位于水面以下，在收集安裝平臺(tái)8上波浪最大的位置安裝設(shè)有波浪能轉(zhuǎn)化裝置4。主安裝支架12也設(shè)有收集安裝平臺(tái)8，但與副安裝平臺(tái)13不同的是，在收集安裝平臺(tái)8上方還設(shè)有發(fā)電安裝平臺(tái)7，使發(fā)電安裝平臺(tái)7位于水面以上，在發(fā)電安裝平臺(tái)7上設(shè)置發(fā)電組件，發(fā)電組件包括相互連接的壓力儲(chǔ)存裝置2和發(fā)電設(shè)備I，所有波浪能轉(zhuǎn)化裝置4均通過壓力輸送管線3連接至壓力儲(chǔ)存裝置2，波浪能轉(zhuǎn)化裝置4將海水的波浪能量轉(zhuǎn)化為水或者空氣的壓能，經(jīng)過壓力輸送管線3傳送到水面之上的壓力儲(chǔ)存裝置2，壓力儲(chǔ)存裝置2帶動(dòng)發(fā)電設(shè)備I轉(zhuǎn)化為電能，發(fā)電設(shè)備I通過輸電電纜5連接岸邊或者島嶼上的電能儲(chǔ)備裝置11。
[0046]—般地情況下，由多個(gè)波浪能轉(zhuǎn)化裝置4收集海水的波浪能傳送給壓力儲(chǔ)存裝置2帶動(dòng)一組發(fā)電設(shè)備I工作，因此需要安裝多個(gè)副安裝支架8安裝波浪能轉(zhuǎn)化裝置4，每個(gè)副安裝支架8安裝一個(gè)或多個(gè)波浪能轉(zhuǎn)化裝置4，并且所有波浪能轉(zhuǎn)化裝置的方位角一致，波浪能轉(zhuǎn)化裝置轉(zhuǎn)化海水波浪的能量效率最高。[0047]以下結(jié)合本實(shí)用新型波浪能整體發(fā)電裝置的安裝方法做進(jìn)一步詳述，包括以下步驟:
[0048]I)在陸地碼頭上組裝安裝支架，主安裝支架7上裝設(shè)發(fā)電組件和波浪能轉(zhuǎn)化裝置3，副安裝支架8上僅裝設(shè)波浪能轉(zhuǎn)化裝置3，并且將主安裝支架7上發(fā)電組件和波浪能轉(zhuǎn)化裝置3之間的壓力輸送管線3連接好。在主安裝支架7和和副安裝支架8底部裝設(shè)吸力式基礎(chǔ)9和可解脫浮筒15，在吸力式基礎(chǔ)9上安裝負(fù)壓安裝裝置22。
[0049]安裝支架的運(yùn)輸采用海上浮拖，盡管吸力式基礎(chǔ)本身也可依靠壓縮空氣的浮力實(shí)現(xiàn)漂浮，但是平穩(wěn)性不高，而且需要隨時(shí)注氣調(diào)節(jié)，不能發(fā)生傾斜或大幅度的晃動(dòng)，防止漏氣，所以為了保證浮拖的穩(wěn)定性，安裝支架的底部連接可解脫浮筒15 (圖3及圖4所示)，可解脫浮筒15用可以控制連接和解脫的液壓鎖緊機(jī)構(gòu)16與吸力式基礎(chǔ)9連接；由于安裝支架比較高，比較重，為了保證在浮拖過程中的穩(wěn)性和強(qiáng)度，將安裝支架和可解脫浮筒15的支撐用鋼管或型鋼等構(gòu)成的加強(qiáng)支撐梁14焊接連接。
[0050]2)用吊機(jī)將組裝好的安裝支架吊裝至海水中，依靠可解脫浮筒16的浮力浮在水面上，無需使用大型浮吊船，利用拖船17即可將安裝支架拖航至安裝地點(diǎn)(圖5所示)，到達(dá)所述安裝地點(diǎn)后，通過三只定位船18三點(diǎn)定位調(diào)整所述安裝支架的位置坐標(biāo)(圖6所示)。
[0051]3)調(diào)整好位置后，控制吸力式基礎(chǔ)9充氣，安裝支架漂浮起來后，將加強(qiáng)支撐梁14切除，解除可解脫浮筒15。
[0052]4)控制吸力式基礎(chǔ)9放氣，安裝支架下沉，利用三只定位船上的牽拉繩控制安裝支架的下沉過程，直到接觸到海底泥面，松開牽拉繩；安裝支架依靠自重下沉至滿足初始入泥條件后，啟動(dòng)負(fù)壓安裝裝置22調(diào)整到排水狀態(tài)，負(fù)壓安裝裝置22具有兩種狀態(tài)切換，排水狀態(tài)是進(jìn)行負(fù)壓貫入安裝，注水狀態(tài)是正壓頂升拔樁，調(diào)整到排水狀態(tài)，進(jìn)行負(fù)壓貫入施
工安裝。
[0053]同時(shí)，吸力式基礎(chǔ)9的固定應(yīng)滿足安裝支架的預(yù)設(shè)方位角、水平度和安裝高度，上述指標(biāo)關(guān)系到波浪的方向和能量轉(zhuǎn)化的效率。
[0054]5)該安裝支架固定好后，回收負(fù)壓安裝裝置22用于下一個(gè)安裝支架的安裝。
[0055]6)所有主、副安裝支架浮拖安裝過程相同，重復(fù)上述步驟，拖航、定位、安裝每個(gè)安裝支架，所有主、副安裝支架的方位和水平度要一致。安裝好支架后，連接副安裝支架13上的波浪能轉(zhuǎn)化裝置和主安裝支架12的壓力儲(chǔ)存裝置之間的壓力輸送管線。
[0056]然后連接輸電電纜5將發(fā)電安裝平臺(tái)7上的發(fā)電設(shè)備I的電能傳輸?shù)桨哆吇蚝u上的電能儲(chǔ)備裝置11，輸電電纜5采用埋設(shè)在海底的海纜6，海纜6需要挖溝埋設(shè)在海底，海纜6在安裝支架和海底過渡的地方裝設(shè)有彎頭鋼管19加強(qiáng)保護(hù)并拋埋砂袋20固定(圖7所示)，海纜從彎頭鋼管19中穿過起到保護(hù)海纜的作用；海纜6在海底向岸邊過渡的登陸端采用混凝土和金屬框架21固定(圖8所示)。
[0057]綜上所述，本實(shí)用新型主要是將能源收集，能源轉(zhuǎn)化及發(fā)電組件幾個(gè)部分提前在岸邊組裝完成后，然后加裝浮筒再由拖船整體拖航至指定地點(diǎn)安裝，節(jié)省浮吊等大型船只，施工方便快捷，費(fèi)用低，整體安裝時(shí)間短，成本低，連接能量收集的壓力輸送管線短，損失小，而且吸力式基礎(chǔ)具有重復(fù)使用功能，廢棄后可以起樁回收，恢復(fù)海洋環(huán)境；長距離海纜輸送電能效率高，海纜直徑尺寸小，鋪設(shè)施工方便，整體安裝使發(fā)電安裝平臺(tái)露出海面相對(duì)于常規(guī)的收集裝置在水下，發(fā)電設(shè)備在岸邊來說，具有警示作用，安全性提高，主要在導(dǎo)航燈浮標(biāo)、燈樁、燈塔等能源供應(yīng)上應(yīng)用，在邊遠(yuǎn)海島作為島上動(dòng)力及生活照明等能源供應(yīng)，不會(huì)影響到正常的航行等海事活動(dòng)，更加適合日益發(fā)展的海洋工程事業(yè)。所以，本實(shí)用新型有效克服了現(xiàn)有技術(shù)中的種種缺點(diǎn)而具高度產(chǎn)業(yè)利用價(jià)值。
【權(quán)利要求】
1.一種波浪能整體發(fā)電裝置，其特征在于，包括至少一個(gè)主安裝支架(12)和和多個(gè)副安裝支架(13)，所述主安裝支架(12)和副安裝支架(13)底部均設(shè)有用于與海底固定的吸力式基礎(chǔ)(9)，所述副安裝支架(13)上設(shè)有收集安裝平臺(tái)(8)，所述主安裝支架(12)上設(shè)有收集安裝平臺(tái)(8)以及發(fā)電安裝平臺(tái)(7)，所述發(fā)電安裝平臺(tái)(7)設(shè)在所述收集安裝平臺(tái)(8)上方，所述發(fā)電安裝平臺(tái)(7)上設(shè)有至少一組發(fā)電組件，所述收集安裝平臺(tái)(8)上設(shè)有多個(gè)波浪能轉(zhuǎn)化裝置(4)，所有波浪能轉(zhuǎn)化裝置(4)和所述發(fā)電組件之間連接有壓力輸送管線(3 )，所述發(fā)電組件通過輸電電纜(5 )與電能儲(chǔ)備裝置(11)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的波浪能整體發(fā)電裝置，其特征在于，所有波浪能轉(zhuǎn)化裝置(4)的方位角，水平度和安裝高度一致。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的波浪能整體發(fā)電裝置，其特征在于，所述發(fā)電組件包括相互連接的壓力儲(chǔ)存裝置(2)和發(fā)電設(shè)備(I )，所述波浪能轉(zhuǎn)化裝置(4)通過壓力輸送管線(3)連接壓力儲(chǔ)存裝置(2 )，所述發(fā)電設(shè)備(I)通過輸電電纜(5 )連接所述電能儲(chǔ)備裝置(11)。
【文檔編號(hào)】F03B13/14GK203584670SQ201320704455
【公開日】2014年5月7日 申請(qǐng)日期:2013年11月8日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月8日
【發(fā)明者】劉愛永, 范會(huì)渠, 繆泉明 申請(qǐng)人:上海利策科技股份有限公司