專利名稱：張力腿平臺(tái)漂浮式雙葉風(fēng)電機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型公開了一種張力腿平臺(tái)漂浮式雙葉風(fēng)電機(jī)，屬于海上風(fēng)力發(fā)電技術(shù)領(lǐng)域
背景技術(shù)：
海上風(fēng)電開發(fā)的水深區(qū)域一般分成淺水區(qū)域(水深0-20米)、過(guò)渡區(qū)域(水深20-50米)和深水區(qū)域(水深50-300米)。隨著海上風(fēng)電開發(fā)逐步向深水區(qū)域(水深50-300米)發(fā)展，人們?cè)O(shè)計(jì)出了幾種浮式海上風(fēng)電機(jī)，其中包括挪威StatoilHydro公司設(shè)計(jì)的“Hywind”筒形平臺(tái)浮式三葉海上風(fēng)電機(jī)，也包括美國(guó)Marine Innovation andTechnology公司設(shè)計(jì)的“WindFloat”半潛式平臺(tái)浮式三葉海上風(fēng)電機(jī)。因?yàn)檫@些浮式海上風(fēng)電機(jī)都天生具有高于海平面80-100米的大質(zhì)量的轉(zhuǎn)子葉片和發(fā)電機(jī)艙，造成整個(gè)漂浮系統(tǒng)的重心很高，穩(wěn)性很差。為了改善穩(wěn)性，“Hywind”筒形平臺(tái)浮式三葉海上風(fēng)電機(jī)采用了一個(gè)吃水很深的平臺(tái)，并且在平臺(tái)底部加了一定數(shù)量的固體壓載，試圖使整個(gè)漂浮系統(tǒng)的重心位于浮心之下，但這造成了筒形平臺(tái)海平面以下的部分就有近120米深，這也就意味著該風(fēng)電機(jī)將不能應(yīng)用于50-120米的水深區(qū)域，因而大大限制了其使用范圍。為了改善穩(wěn)性，“WindFloat”半潛式平臺(tái)浮式三葉海上風(fēng)電機(jī)采用了一個(gè)具有很大水線面的半潛式平臺(tái)，試圖通過(guò)增大水線面慣性矩來(lái)提高整個(gè)漂浮系統(tǒng)的初穩(wěn)性和大傾角穩(wěn)性，但這勢(shì)必造成了半潛式平臺(tái)的體積太大、重量大、耗費(fèi)材料多、設(shè)計(jì)制造周期長(zhǎng)和成本高等缺點(diǎn)。
發(fā)明內(nèi)容針對(duì)已有的浮式風(fēng)電機(jī)穩(wěn)性差、重量大、設(shè)計(jì)制造周期長(zhǎng)以及成本高等缺點(diǎn)，本實(shí)用新型提供了一種張力腿平臺(tái)漂浮式雙葉風(fēng)電機(jī)，由葉片、發(fā)電機(jī)艙、輪轂、塔筒、和張力腿平臺(tái)組成，整個(gè)系統(tǒng)只具有兩個(gè)葉片，張力腿平臺(tái)的上半部分由甲板平臺(tái)、立柱和浮體組成，張力腿平臺(tái)的下半部分由系纜腱和錨樁組成，錨樁定位固定于海床內(nèi)。這種張力腿平臺(tái)漂浮式風(fēng)電機(jī)與原來(lái)的浮式風(fēng)電機(jī)相比具有穩(wěn)性好、重量小、設(shè)計(jì)制造周期短以及成本低等優(yōu)點(diǎn)。為實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型的目的采取了如下技術(shù)方案。將原來(lái)的三葉風(fēng)電機(jī)改為雙葉風(fēng)電機(jī)，將葉片數(shù)從3降到2只會(huì)引起系統(tǒng)的空氣動(dòng)力效率降低約3%，但雙葉風(fēng)電機(jī)重量卻可大幅降低，整個(gè)系統(tǒng)的重心也會(huì)相應(yīng)降低，這可顯著提高整個(gè)漂浮系統(tǒng)的穩(wěn)性。而且，隨著葉數(shù)的減少，用于制造風(fēng)電機(jī)轉(zhuǎn)子和發(fā)電機(jī)艙內(nèi)的驅(qū)動(dòng)裝置所需的材料也將減少，零部件費(fèi)用和制造費(fèi)用也將減少。同時(shí)本實(shí)用新型中的張力腿平臺(tái)被設(shè)計(jì)成其浮力是大于重力的，也就是說(shuō)系纜腱
(2)內(nèi)一直是受到一個(gè)向上的拉力的，整個(gè)系統(tǒng)都處于繃緊和相對(duì)位置固定的狀態(tài)，這些外部約束大大提高了整個(gè)系統(tǒng)在海面上的穩(wěn)性。同時(shí)由于本實(shí)用新型的思想不是通過(guò)增大水線面慣性矩來(lái)提高整個(gè)漂浮系統(tǒng)的穩(wěn)性的，那么張力腿平臺(tái)就不需要有一個(gè)很大的水線面，而只要將其設(shè)計(jì)成是浮力大于重力就可以了，這便可使得所設(shè)計(jì)的張力腿平臺(tái)既體積小、重量輕、耗費(fèi)材料少、設(shè)計(jì)制造周期短和成本低，又能滿足所需的技術(shù)性能要求。
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步說(shuō)明:附


圖1為本實(shí)用新型的正視結(jié)構(gòu)圖。圖中:1錨樁、2系纜腱、3浮體、4立柱、5甲板平臺(tái)、6塔筒、7葉片、8發(fā)電機(jī)艙、9輪轂。
具體實(shí)施方式
如附圖所示，一種張力腿平臺(tái)漂浮式雙葉風(fēng)電機(jī)，由葉片7、發(fā)電機(jī)艙8、輪轂9、塔筒6和張力腿平臺(tái)組成。整個(gè)系統(tǒng)只具有兩個(gè)葉片，葉片轉(zhuǎn)徑為126米，發(fā)電機(jī)功率為5MW，輪轂距海平面為90米。張力腿平臺(tái)的上半部分由甲板平臺(tái)5、立柱4和浮體3組成，它們所排開的海水的體積提供了比整個(gè)系統(tǒng)的重力還大的浮力。張力腿平臺(tái)的下半部分由系纜腱2和錨樁I組成，系纜腱2內(nèi)一直是受到一個(gè)向上的拉力的，錨樁I定位固定于海床內(nèi)，這樣整個(gè)系統(tǒng)都處于繃緊和相對(duì)位置固定的狀態(tài)，這些外部約束大大提高了整個(gè)系統(tǒng)在海面上的穩(wěn)性，減輕了整個(gè)張力腿平臺(tái)漂浮式雙葉風(fēng)電機(jī)系統(tǒng)由海上風(fēng)浪所激發(fā)的各種運(yùn)動(dòng)，這對(duì)工作狀態(tài)下正在旋轉(zhuǎn)的風(fēng)機(jī)起到了保護(hù)作用。深水區(qū)域海面上的湍流風(fēng)穩(wěn)定且風(fēng)力強(qiáng)，驅(qū)動(dòng)葉片7低速旋轉(zhuǎn)并帶動(dòng)發(fā)電機(jī)艙8內(nèi)的一根低速軸轉(zhuǎn)動(dòng)，發(fā)電機(jī)艙8內(nèi)另有一個(gè)齒輪箱與該低速軸相連并將其轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為高速軸轉(zhuǎn)動(dòng)，并驅(qū)動(dòng)一個(gè)發(fā)電機(jī)發(fā)出電力。所發(fā)出的電力通過(guò)海底電纜輸送到沿岸各個(gè)人煙稠密的地區(qū)。本實(shí)用新型中所提出的這種張力腿平臺(tái)漂浮式雙葉風(fēng)電機(jī)與原來(lái)的浮式風(fēng)電機(jī)相比具有穩(wěn)性好、重量小、設(shè)計(jì)制造周期短以及成本低等優(yōu)點(diǎn)。
權(quán)利要求1.一種張力腿平臺(tái)漂浮式雙葉風(fēng)電機(jī)，由葉片(7)、發(fā)電機(jī)艙(8)、輪轂(9)、塔筒(6)、和張力腿平臺(tái)組成；張力腿平臺(tái)的上半部分由甲板平臺(tái)(5)、立柱(4)和浮體(3)組成；張力腿平臺(tái)的下半部分由系纜腱(2)和錨樁(I)組成，錨樁(I)定位固定于海床內(nèi)，其特征是整個(gè)系統(tǒng)只具有兩個(gè)葉片，這有別于現(xiàn)有技術(shù)的張力腿平臺(tái)漂浮式三葉風(fēng)電機(jī)。
專利摘要一種張力腿平臺(tái)漂浮式雙葉風(fēng)電機(jī)，屬于海上風(fēng)力發(fā)電技術(shù)領(lǐng)域。針對(duì)已有的浮式風(fēng)電機(jī)穩(wěn)性差、重量大、設(shè)計(jì)制造周期長(zhǎng)以及成本高等缺點(diǎn)，本實(shí)用新型提供了一種張力腿平臺(tái)漂浮式雙葉風(fēng)電機(jī)，整個(gè)系統(tǒng)只具有兩個(gè)葉片。張力腿平臺(tái)的上半部分由甲板平臺(tái)、立柱和浮體組成。張力腿平臺(tái)的下半部分由系纜腱和錨樁組成。這種張力腿平臺(tái)漂浮式風(fēng)電機(jī)與原來(lái)的浮式風(fēng)電機(jī)相比具有穩(wěn)性好、重量小、設(shè)計(jì)制造周期短以及成本低等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)F03D11/00GK203035449SQ20122048012
公開日2013年7月3日 申請(qǐng)日期2012年9月19日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月19日
發(fā)明者王立夫 申請(qǐng)人:王立夫