兆瓦級(jí)海流能發(fā)電站的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種兆瓦級(jí)海流能發(fā)電站技術(shù)，屬可再生能源發(fā)電領(lǐng)域。其結(jié)構(gòu)不同于國內(nèi)現(xiàn)有的海流能發(fā)電技術(shù)，是一種由聚能器、水槽、浮艙、水輪、活動(dòng)葉片、取能罩、發(fā)電機(jī)及錨鏈、錨固件等組成的全新技術(shù)。浮艙、錨鏈?zhǔn)闺娬緫腋≡诤Ｋ?，海流進(jìn)入水槽推動(dòng)前水輪向前旋轉(zhuǎn)，將未受限位板限制的活動(dòng)葉片自動(dòng)開啟，葉片進(jìn)入下層海流時(shí)關(guān)閉做功，反之后水輪向后旋轉(zhuǎn)，葉片進(jìn)入上層海流時(shí)關(guān)閉做功。水輪兩端分別與兩水密浮艙內(nèi)伸出的齒輪軸連接，經(jīng)增速器帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電，將產(chǎn)生的電能輸出。聚能器、水槽及增速口的設(shè)計(jì)增強(qiáng)了海流的速度，活動(dòng)的葉片使雙水輪互不干涉又分別上、下取力，葉片面積超大，因此極大地提高了海流能的采集，從而使發(fā)電裝機(jī)容量達(dá)到兆瓦級(jí)水平。
【專利說明】
兆瓦級(jí)海流能發(fā)電站
技術(shù)領(lǐng)域
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[0001]本發(fā)明涉及一種海洋可再生能源發(fā)電領(lǐng)域的兆瓦級(jí)海流能發(fā)電技術(shù)。具體地說是一種由聚能器、水槽、浮艙、水輪、活動(dòng)葉片、取能罩、增速器、盤式發(fā)電機(jī)及錨鏈、錨固件等組成的全新技術(shù)。
【背景技術(shù)】
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[0002]當(dāng)前，世界化石資源面臨枯竭危險(xiǎn)。英、美、加拿大等沿海發(fā)達(dá)國家高度重視海洋能在未來能源領(lǐng)域的戰(zhàn)略地位，發(fā)布海洋能戰(zhàn)略計(jì)劃，制定海洋能發(fā)展路線圖，引導(dǎo)私有資本投入海洋能領(lǐng)域，推動(dòng)海洋能技術(shù)研發(fā)，促進(jìn)海洋能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。目前，國外潮汐發(fā)電技術(shù)已較為成熟，潮汐電站進(jìn)入商業(yè)化發(fā)展階段，世界上有多座潮汐電站正在商業(yè)運(yùn)行，其中裝機(jī)規(guī)模最大的韓國始華湖潮汐電站已于2011年正式發(fā)電，裝機(jī)容量達(dá)25.4萬千瓦。潮流能發(fā)電技術(shù)發(fā)展迅猛，英國建設(shè)的試驗(yàn)電站有的已成功并網(wǎng)發(fā)電。波浪能發(fā)電技術(shù)呈現(xiàn)多樣化，部分技術(shù)已經(jīng)進(jìn)入商業(yè)化階段。我國屬于海洋大國，海洋資源豐富。近期，國家將海洋資源開發(fā)利用列為重要戰(zhàn)略目標(biāo)。而我國海洋能開發(fā)利用技術(shù)在世界上還處于相對(duì)落后的狀態(tài)。因此，大力開展海洋能發(fā)電的研發(fā)創(chuàng)造勢(shì)在必行。這將對(duì)我國海洋經(jīng)濟(jì)發(fā)展起到一定地促進(jìn)作用。

【發(fā)明內(nèi)容】

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[0003]本發(fā)明的技術(shù)任務(wù)是針對(duì)我國現(xiàn)有海洋能發(fā)電的研發(fā)創(chuàng)造技術(shù)的不足，提供的一種由聚能器、水槽、浮艙、水輪、活動(dòng)葉片、取能罩、發(fā)電機(jī)及錨鏈、錨固件等組成的全新技術(shù)。浮艙使電站懸浮在海水中，聚能器將聚集的海流能射入水槽，推動(dòng)前水輪向前旋轉(zhuǎn)，將未受限位板限制的活動(dòng)葉片自動(dòng)開啟，葉片進(jìn)入下層海流時(shí)關(guān)閉做功，反之后水輪向后旋轉(zhuǎn)，葉片進(jìn)入上層海流時(shí)關(guān)閉做功。水輪兩端分別與浮艙內(nèi)的齒輪軸連接，經(jīng)齒輪、增速器帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電，將產(chǎn)生的電能輸出。聚能器、水槽及取能罩的設(shè)計(jì)增強(qiáng)了海流的速度，活動(dòng)的葉片使兩個(gè)水輪互不干涉又分別上、下取力，葉片面積超大，因此極大地提高了海流能的采集，從而使發(fā)電裝機(jī)達(dá)到兆瓦級(jí)水平。
[0004]本發(fā)明解決其有關(guān)問題所采用的技術(shù)方案是:
[0005]本發(fā)明的技術(shù)任務(wù)是針對(duì)我國現(xiàn)有海洋能發(fā)電的研發(fā)創(chuàng)造技術(shù)的不足，經(jīng)科技創(chuàng)新，研發(fā)出一種設(shè)計(jì)新穎、結(jié)構(gòu)獨(dú)特、裝機(jī)達(dá)到兆瓦級(jí)水平的海流能發(fā)電技術(shù)。
[0006]本發(fā)明主要考慮如何解決:我國海洋能發(fā)電技術(shù)開發(fā)利用進(jìn)展緩慢的難題，突破研發(fā)技術(shù)滯后、產(chǎn)業(yè)化開展無望的瓶頸。首先需要解決海洋能發(fā)電裝機(jī)量小、制作成本高、實(shí)海況設(shè)備運(yùn)行的安全可靠性、產(chǎn)業(yè)化開展的可行性等諸多問題。針對(duì)上述難題，在十多年的海浪發(fā)電技術(shù)研發(fā)已獲三項(xiàng)發(fā)明專利授權(quán)的基礎(chǔ)上，勇于創(chuàng)新，研發(fā)出一種；設(shè)備裝機(jī)容量大，制作成本低，海水中懸浮(不受天氣變化影響)，運(yùn)行安全可靠，模塊化設(shè)計(jì)，可產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的兆瓦級(jí)海流能發(fā)電技術(shù)。
[0007]本發(fā)明解決其上述問題所采用的技術(shù)方案是:
[0008]—、利用伯努利原理，設(shè)計(jì)出漏斗形聚能器、水槽、水槽上下增設(shè)取能罩，因此加大了海流的速度，提高了發(fā)電功率。
[0009]二、獨(dú)特的水輪設(shè)計(jì)，即使在同一水槽內(nèi)安裝兩套水輪，卻互不干涉，分別上下取力，正常運(yùn)行發(fā)電，取得事半功倍的效果，從而使裝機(jī)成本大大降低。
[0010]三、利用海流控制活動(dòng)葉片自動(dòng)開啟、閉合，才可將傳統(tǒng)形式的水輪置于水下由不可行變?yōu)榭尚小Ｔ摲N形式的葉片與渦旋葉片相比，前者的采能效率是后者難以比擬的，因此達(dá)到了兆瓦級(jí)的裝機(jī)水平。
[0011 ] 四、浮艙的設(shè)計(jì)，可使電站懸浮在海水中，適應(yīng)任何水深的海域?qū)嵤┌惭b，為產(chǎn)業(yè)化發(fā)展奠定基礎(chǔ)。
[0012]五、基于電站在海水中的懸浮形式，所以與海浪發(fā)電站相比，前者不受天氣變化影響，安全系數(shù)高，可實(shí)現(xiàn)24小時(shí)不間斷發(fā)電，而后者受天氣變化影響較大，安全系數(shù)低，發(fā)電效率較少。
[0013]本發(fā)明的兆瓦級(jí)海流能發(fā)電站，其工作原理如下:
[0014]本兆瓦級(jí)海流能發(fā)電站，是一種由聚能器、水槽、浮艙、水輪、活動(dòng)葉片、取能罩、發(fā)電機(jī)及錨鏈、錨固件等組成的全新技術(shù)。浮艙使電站懸浮在海水中，聚能器將聚集的海流能射入水槽，推動(dòng)前水輪向前旋轉(zhuǎn)，將未受限位板限制的活動(dòng)葉片自動(dòng)開啟，葉片進(jìn)入下層海流時(shí)關(guān)閉做功，反之后水輪向后旋轉(zhuǎn)，葉片進(jìn)入上層海流時(shí)關(guān)閉做功。水輪兩端分別與浮艙內(nèi)的齒輪軸連接，經(jīng)齒輪、增速器帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電，將產(chǎn)生的電能輸出。
[0015]本發(fā)明的兆瓦級(jí)海流能發(fā)電站與現(xiàn)有技術(shù)相比，所產(chǎn)生的有益效果是:
[0016]目前，國家將海洋資源開發(fā)利用列為重要戰(zhàn)略目標(biāo)。而我國海洋能開發(fā)利用技術(shù)在世界上還處于相對(duì)落后的狀態(tài)。因此，大力開展海洋能發(fā)電的研發(fā)創(chuàng)造勢(shì)在必行。發(fā)明的兆瓦級(jí)海流能發(fā)電站一旦成功實(shí)施，將一舉占領(lǐng)世界海洋能發(fā)電技術(shù)的前沿，這將對(duì)我國海洋能的開發(fā)利用、海洋經(jīng)濟(jì)地發(fā)展起到一定地促進(jìn)作用。
[0017]本發(fā)明的兆瓦級(jí)海流能發(fā)電站與現(xiàn)有技術(shù)相比，所產(chǎn)生的有益效果是:
[0018]1、基于該電站在海水中的懸浮形式，所以與海浪發(fā)電站相比，前者不受天氣變化影響，安全系數(shù)高，可實(shí)現(xiàn)24小時(shí)不間斷發(fā)電，而后者受天氣變化影響較大，安全系數(shù)低，發(fā)電效率較低。
[0019]2、利用海流控制活動(dòng)葉片自動(dòng)開啟、閉合，才可將傳統(tǒng)形式的水輪置于水下由不可行變?yōu)榭尚小Ｔ摲N形式的葉片與渦旋葉片相比，前者的采集海流能效率是后者難以比擬的，因此達(dá)到了兆瓦級(jí)的裝機(jī)水平。
[0020]3、電站由多條錨鏈系泊，水密浮艙使電站懸浮在海水中，可適應(yīng)任何水深的海域?qū)嵤┌惭b建設(shè)，為產(chǎn)業(yè)化發(fā)展奠定基礎(chǔ)。
[0021]4、該電站將聚能器、取能罩前后對(duì)稱安裝，固定在淺海海域，即可變成潮汐發(fā)電站。
【附圖說明】
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[0022]附圖為本發(fā)明的兆瓦級(jí)海流能發(fā)電站示意圖；
[0023]本發(fā)明的示意圖:
[0024]圖中:1-聚能器、2-水槽、3-水密浮艙、4-支架、5-水輪、6_法蘭、7_齒輪軸法蘭、8-錨鏈、9-錨固件、10-取能罩、11-水密蓋板、12-封頭、13-前水輪、14-后水輪、15-輪盤、16-軸承座、17-葉片軸、18-活動(dòng)葉片、19-限位板、20-減震墊、21-水輪軸。
【具體實(shí)施方式】
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[0025]下面結(jié)合圖對(duì)本發(fā)明的兆瓦級(jí)海流能發(fā)電站作以下詳細(xì)地說明。
[0026]如圖一中所示；兆瓦級(jí)海流能發(fā)電站聚能器⑴為漏斗形，尾端與水槽⑵入口連接，使進(jìn)入水槽(2)內(nèi)的海水增加流速。水槽(2)兩側(cè)分別與水密浮艙(3)連為一體，水密浮艙⑶是電站的載體。水槽⑵的四壁由支架⑷作為支撐，水槽⑵內(nèi)安裝水輪(5)，水輪(5)兩端法蘭(6)分別與浮艙(3)伸出的齒輪軸法蘭(7)連接，多條錨鏈(8)將海流能發(fā)電站與錨固件(9)連接系泊，使其懸浮在海水中。
[0027]如圖二中所示冰槽⑵上、下面板中心位置適當(dāng)切口，切口上安裝取能罩(10)，促使更多海流進(jìn)入水槽(2)增加流速。水密浮艙(3)甲板中心位置設(shè)有人員、設(shè)備入口，入口上安裝水密蓋板(11)，水密浮艙⑶前端與聚能器⑴水密連接，用于平衡聚能器⑴自身的重量，尾端采用斜弧板封頭(12)，以減小電站尾部的渦旋阻力。
[0028]如圖三中所示；水槽⑵內(nèi)安裝前水輪(13)和后水輪(14)，每個(gè)水輪的兩端分別設(shè)有輪盤(15)，接近輪盤(15)外沿位置均布安裝軸承座(16)，葉片軸(17)安裝在對(duì)稱的軸承座上定位?；顒?dòng)葉片(18) —長邊與葉片軸(17)固定連接，另一長邊搭在限位板(19)的減震墊(20)上，水輪軸(21)將兩端輪盤(15)連接固定。限位板(19)及減震墊(20)依照各水輪的旋轉(zhuǎn)方向在活動(dòng)葉片(18)的前側(cè)設(shè)置，所以受海流推動(dòng)前水輪(13)向前旋轉(zhuǎn)，將失去限位板(19)限制的活動(dòng)葉片(18)逐漸開啟，當(dāng)活動(dòng)葉片(18)軸的一端旋轉(zhuǎn)至下層海流時(shí)，因受海流沖擊使其內(nèi)邊逐漸接近限位板(19)直至受限全部關(guān)閉做功，反之后水輪(14)向后旋轉(zhuǎn)，活動(dòng)葉片(18)進(jìn)入上層海流時(shí)逐漸關(guān)閉做功，兩者互不干涉，兩水輪之間又形成一種向上的合力，可減輕浮艙的壓力。在水槽(2)內(nèi)增大流速的海流能促使兩水輪旋轉(zhuǎn)，分別帶動(dòng)兩端的齒輪軸旋轉(zhuǎn)，經(jīng)由安裝在浮艙(3)內(nèi)的增速器帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電，再通過海底電纜與陸地異變器連接將電能輸出。
[0029]該電站將聚能器、取能罩前后對(duì)稱安裝，固定在淺海海域，即可變成潮汐發(fā)電站。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.兆瓦級(jí)海流能發(fā)電站，其特征在于:聚能器(I)為漏斗形，尾端與水槽(2)入口固定連接，水槽兩側(cè)分別與水密浮艙(3)連為一體，水槽內(nèi)由支架(4)作為四壁的支撐，水槽內(nèi)安裝水輪(5)，水輪兩端法蘭(6)分別與浮艙內(nèi)伸出的齒輪軸法蘭(7)連接，多條錨鏈(8)將海流能發(fā)電站與錨固件(9)連接系泊，使其懸浮在海水中。2.兆瓦級(jí)海流能發(fā)電站，其特征在于:水槽上、下面板的中心位置適當(dāng)切口，切口上安裝取能罩(10)，促使海流進(jìn)入水槽內(nèi)增加流速。3.兆瓦級(jí)海流能發(fā)電站，其特征在于:水密浮艙甲板中心位置設(shè)有人員、設(shè)備入口，入口上安裝水密蓋板(11)，水密浮艙前端與聚能器連接，尾端采用斜弧板封頭(12)，以減小電站尾部產(chǎn)生的渦旋阻力。4.兆瓦級(jí)海流能發(fā)電站，其特征在于:水槽內(nèi)安裝前水輪(13)和后水輪(14)，每個(gè)水輪的兩端分別設(shè)有輪盤(15)，接近輪盤外沿位置均布安裝軸承座(16)，葉片軸(17)安裝在對(duì)稱的軸承座上定位?；顒?dòng)葉片(18) —長邊與葉片軸連接固定，另一長邊搭在限位板(19)的減震墊(20)上，水輪軸(21)將兩端輪盤連為一體。5.兆瓦級(jí)海流能發(fā)電站，其特征在于:固定在水輪軸上的限位板及減震墊依照水輪的旋轉(zhuǎn)方向在葉片的前側(cè)設(shè)置，所以活動(dòng)葉片方可受海流能量控制開啟、閉合，使前水輪利用水槽內(nèi)的下層海流能做功，而后水輪利用水槽內(nèi)的上層海流能做功，兩者互不干涉，兩水輪反向旋轉(zhuǎn)，分別帶動(dòng)兩端的齒輪軸旋轉(zhuǎn)，經(jīng)由安裝在浮艙內(nèi)的增速器帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電，再通過海底電纜與陸地異變器連接將電能輸出。6.兆瓦級(jí)海流能發(fā)電站，其特征在于:該電站可并聯(lián)組合，使獨(dú)立的電站裝機(jī)容量增倍。7.兆瓦級(jí)海流能發(fā)電站，其特征在于:該電站將聚能器、取能罩前后對(duì)稱安裝，固定在淺海海域，即可變成潮汐發(fā)電站。
【文檔編號(hào)】F03B11/00GK105888934SQ201410751287
【公開日】2016年8月24日
【申請(qǐng)日】2014年12月10日
【發(fā)明人】路廣耀
【申請(qǐng)人】路廣耀