本發(fā)明涉及一種水電渦輪機(jī)測(cè)試方法，其允許通過(guò)模擬通過(guò)渦輪機(jī)的潮汐水流而在最后布置于海床上之前來(lái)測(cè)試渦輪機(jī)。

背景技術(shù)：
對(duì)環(huán)境的關(guān)注日益增加以及不希望依賴于不可再生能源，已經(jīng)導(dǎo)致更多地使用可再生能量系統(tǒng)，例如，太陽(yáng)能、風(fēng)能、熱能和潮汐能。潮汐能涉及在潮汐流的區(qū)域中安裝渦輪發(fā)電機(jī)，并將潮汐能轉(zhuǎn)換成電能。將這種水電渦輪發(fā)電機(jī)定位在潮汐流的區(qū)域中，從而，海水通過(guò)發(fā)電機(jī)的運(yùn)動(dòng)作用于葉片上，導(dǎo)致轉(zhuǎn)子在定子內(nèi)的旋轉(zhuǎn)。磁體相對(duì)于定子的線圈的運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致磁體所產(chǎn)生的磁場(chǎng)在每個(gè)線圈中感應(yīng)EMF。這些感應(yīng)的EMF從渦輪發(fā)電機(jī)提供電能輸出。利用潮汐能作為動(dòng)力會(huì)對(duì)渦輪機(jī)的維護(hù)提出重大挑戰(zhàn)，以確保苛刻的水下環(huán)境中連續(xù)且有效的操作。水下渦輪發(fā)電機(jī)的安裝和拆卸（decommissioning）相對(duì)昂貴，并且，在系統(tǒng)中的各種部件上執(zhí)行常規(guī)維護(hù)是不經(jīng)濟(jì)的。另外，為了在經(jīng)濟(jì)上可行，必須將這些渦輪機(jī)建造為大尺度。結(jié)果，渦輪機(jī)和相關(guān)的基部/支撐部是大且重的部件，并需要大型提升和運(yùn)輸設(shè)備來(lái)實(shí)現(xiàn)布置。使用這種重型提升設(shè)備通常是危險(xiǎn)的，并且，當(dāng)在海上操作此設(shè)備時(shí)，甚至是更危險(xiǎn)的。由于市場(chǎng)上缺少適當(dāng)?shù)拇驮O(shè)備來(lái)執(zhí)行這種工作，并且相關(guān)潛水者在大潮汐流位置中非常危險(xiǎn)，所以會(huì)使安裝過(guò)程進(jìn)一步復(fù)雜。因此，本發(fā)明的一個(gè)目的是，提供一種在將渦輪機(jī)安裝并固定在海床上之前測(cè)試水電渦輪機(jī)的方法，以確保渦輪機(jī)按照預(yù)期操作。然后，這將減小在出現(xiàn)故障的情況中必須突然從海床收回水電渦輪機(jī)的可能性，如上所述，這是昂貴的、耗時(shí)的且技術(shù)上存在挑戰(zhàn)的操作。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
根據(jù)本發(fā)明，提供一種測(cè)試水電渦輪機(jī)的方法，水電渦輪機(jī)包括定子和被容納為在定子內(nèi)旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子，該方法包括以下步驟：將渦輪機(jī)固定至運(yùn)輸船；將渦輪機(jī)和船運(yùn)輸至開(kāi)闊水面；定位該渦輪機(jī)，使得至少轉(zhuǎn)子位于水下；以及移動(dòng)運(yùn)輸船和渦輪機(jī)，使其通過(guò)水，以實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)。優(yōu)選地，該方法包括步驟：在將渦輪機(jī)運(yùn)輸至開(kāi)闊水面之前，將渦輪機(jī)固定在運(yùn)輸船的下方。優(yōu)選地，該方法包括步驟：在移動(dòng)船和渦輪機(jī)通過(guò)水的步驟之前，降低渦輪機(jī)使其遠(yuǎn)離船。優(yōu)選地，該方法包括步驟：當(dāng)移動(dòng)船和渦輪機(jī)通過(guò)水時(shí)，記錄和/或分析來(lái)自渦輪機(jī)的操作數(shù)據(jù)。優(yōu)選地，該方法包括步驟：將來(lái)自渦輪機(jī)的操作數(shù)據(jù)無(wú)線地發(fā)送至數(shù)據(jù)記錄器/分析器。優(yōu)選地，該方法包括步驟：改變拖曳渦輪機(jī)通過(guò)水的速度。優(yōu)選地，該方法包括，在改變速度的步驟中，改變速度以模擬渦輪機(jī)在使用過(guò)程中可能受到的潮汐速度的變化。優(yōu)選地，該方法包括，在移動(dòng)渦輪機(jī)使其通過(guò)水的步驟中，在第一方向上移動(dòng)渦輪機(jī)通過(guò)水，然后，在與第一方向相反的第二方向上移動(dòng)渦輪機(jī)通過(guò)水。優(yōu)選地，該方法包括，在移動(dòng)運(yùn)輸船和渦輪機(jī)通過(guò)水以實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)的步驟中，在沒(méi)有與渦輪機(jī)連接的電負(fù)載的情況下，移動(dòng)船和渦輪機(jī)。優(yōu)選地，該方法包括，在移動(dòng)運(yùn)輸船和渦輪機(jī)通過(guò)水以實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)的步驟中，在具有與渦輪機(jī)連接的電負(fù)載的情況下，移動(dòng)船和渦輪機(jī)。優(yōu)選地，該方法包括步驟：分析操作數(shù)據(jù)，以確定通過(guò)渦輪機(jī)的水流的速度與渦輪機(jī)的一個(gè)或多個(gè)操作參數(shù)之間的關(guān)系。優(yōu)選地，該方法包括步驟：分析操作數(shù)據(jù)，以確定通過(guò)渦輪機(jī)的水流的速度與轉(zhuǎn)子的角速度之間的關(guān)系。優(yōu)選地，該方法包括步驟：分析操作數(shù)據(jù)，以確定通過(guò)渦輪機(jī)的水流的速度與渦輪機(jī)產(chǎn)生的功率之間的關(guān)系。優(yōu)選地，該方法包括步驟：分析操作數(shù)據(jù)，以確定通過(guò)渦輪機(jī)的水流的速度與渦輪機(jī)的電特性之間的關(guān)系。優(yōu)選地，該方法包括步驟：用多個(gè)主線繩和相應(yīng)的副線繩，將渦輪機(jī)和基部固定至船。附圖說(shuō)明圖1示出了懸掛在布置船（deploymentvessel）下方的基部安裝的水電渦輪機(jī)的透視圖；圖2示出了圖1所示的布置的側(cè)視圖。具體實(shí)施方式現(xiàn)在參考附圖，描述并示出了一種用于測(cè)試水電渦輪機(jī)10的方法，在所示實(shí)施方式中，通過(guò)以下方式將水電渦輪機(jī)10安裝至基部12，在使用中，以已知方式將渦輪機(jī)10定位并固定在海床上的適當(dāng)位置中。如將變得顯然的，本發(fā)明的方法允許，在將渦輪機(jī)10最后布置在海床上之前，使水電渦輪機(jī)10經(jīng)歷操作模擬和測(cè)試，從而，在進(jìn)行最后的海床布置處理之前，確保渦輪機(jī)10按預(yù)期操作。在所示實(shí)施方式中，基部12包括三角形框架14，其具有三個(gè)腿部16，但是從本發(fā)明的方法的以下描述中將理解，基部12是一個(gè)示例性實(shí)施方式，并且，可以是任何其他形狀和/或結(jié)構(gòu)。為了執(zhí)行渦輪機(jī)10的測(cè)試，將基部12和渦輪機(jī)10安裝在船18的下方，優(yōu)選地，船18是與在渦輪機(jī)10和基部12的最后海床布置中將使用的相同的船。因此，在測(cè)試開(kāi)始之前，首先必須將渦輪機(jī)10和基部12安裝在船18上的適當(dāng)位置。這可能以許多種方式來(lái)實(shí)現(xiàn)，例如，取決于當(dāng)?shù)乜色@得的設(shè)備。還將理解，不需要將渦輪機(jī)10直接安裝在船的下方，其可位于任何其他適當(dāng)位置和/或方位中，這些位置和/或方位將允許，為了如上所述的測(cè)試目的而將渦輪機(jī)10定位在水中。船18設(shè)置有絞盤(pán)（未示出）形式的承載裝置，每個(gè)絞盤(pán)可用來(lái)將基部12升高至船18下方的位置中，從而，渦輪機(jī)10通過(guò)入口20伸出，入口20限定在船18的一對(duì)浮筒22和交叉件24之間。在測(cè)試過(guò)程中，優(yōu)選地，用一對(duì)線繩（主線繩26和拖曳測(cè)試備用線繩28）將基部12在每個(gè)腿部16處固定至船18。將每條主線繩26纏繞在相應(yīng)的絞盤(pán)（未示出）上，因此，主線繩26用來(lái)降低渦輪機(jī)10和基部12，使其遠(yuǎn)離船14，到達(dá)所需的測(cè)試深度。優(yōu)選地，將拖曳測(cè)試備用線繩28連接在船18上的固定點(diǎn)和基部12上的適當(dāng)位置（例如，相應(yīng)的腿部16）之間，并且，拖曳測(cè)試備用線繩28的長(zhǎng)度為，當(dāng)渦輪機(jī)10和基部12處于正確的測(cè)試深度時(shí)，完全延伸。然而，渦輪機(jī)10和基部12的主負(fù)載由主線繩26支承，將一部分負(fù)載傳遞至拖曳測(cè)試備用線繩28上。這樣，拖曳測(cè)試備用線繩28將處于張力之下，并將完全延伸。因此，在一條或多條主線繩26出現(xiàn)故障的情況中，渦輪機(jī)10和基部12將由完全延伸的拖曳測(cè)試備用線繩28支撐，從而將保持在相同的深度。由于拖曳測(cè)試備用線繩28已經(jīng)處于張力狀態(tài)下，所以，在一條或多條主線繩26出現(xiàn)故障的情況中，拖曳測(cè)試備用線繩28上的“回彈（bounceback）”將很小至沒(méi)有。通過(guò)將基部12安全地固定在船18的下方，可將船18和渦輪機(jī)10運(yùn)輸至開(kāi)闊水面，以開(kāi)始測(cè)試。為此，船18可包含其自己的推進(jìn)源，但是，在所示實(shí)施方式中，將船18系在圖1中用T示出的拖船上，然后，可用拖船將船18和渦輪機(jī)10拖出至開(kāi)闊水面。一旦船18位于開(kāi)闊水面中，便用絞盤(pán)（未示出）降低基部12和渦輪機(jī)10，使其遠(yuǎn)離船18，使得渦輪機(jī)10完全位于水下，優(yōu)選地，位于船18的底面下方的適當(dāng)距離處，以減小或消除來(lái)自船18產(chǎn)生的湍流的干擾，其可能另外影響所獲得的結(jié)果。優(yōu)選地，在船18靜止的同時(shí)，降低渦輪機(jī)10，使其遠(yuǎn)離船18，但是當(dāng)然將理解，可在船18運(yùn)動(dòng)的同時(shí)降低渦輪機(jī)10。然后，可用拖船T來(lái)拖曳船18，并由此拖曳水下的渦輪機(jī)10，使其以所需速度通過(guò)水，從而測(cè)試渦輪機(jī)10的操作。例如，可以2至3節(jié)的速度拖曳船18，使其通過(guò)水，同時(shí)監(jiān)測(cè)渦輪機(jī)10的操作?？筛淖兇怂俣?，以模擬將最后布置渦輪機(jī)10和基部12的位置處的主要條件。另外，在測(cè)試過(guò)程中，可在監(jiān)測(cè)各種操作參數(shù)的同時(shí)，在第一方向上移動(dòng)渦輪機(jī)10，使其通過(guò)水，然后，在與第一方向相反的第二方向上移動(dòng)，使其通過(guò)水，以模擬當(dāng)最后布置在海床上時(shí)渦輪機(jī)10將經(jīng)歷的潮汐流的反向?？梢詫⒎浅＝咏鼫u輪機(jī)10將經(jīng)歷的潮汐流方向的變化的方式，實(shí)現(xiàn)從第一方向到第二方向的變化。在測(cè)試過(guò)程中，由此可使渦輪機(jī)10（特別是功率端子（未示出））保持開(kāi)路，或者，可將其與電負(fù)載連接，以允許渦輪機(jī)10產(chǎn)生電，從而模擬渦輪機(jī)10的最后安裝在海床上的操作。電負(fù)載可位于渦輪機(jī)10、基部12、船18上，或任何其他適當(dāng)?shù)奈恢谩Ｒ虼?，?yōu)選地，當(dāng)移動(dòng)船18和渦輪機(jī)10使其通過(guò)水時(shí)，分析和/或記錄自動(dòng)測(cè)量記錄傳導(dǎo)數(shù)據(jù)和其他操作數(shù)據(jù)，諸如，來(lái)自渦輪機(jī)10的電特性/功率輸出、渦輪機(jī)10的轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)速度或角速度，等等。因此，船18可設(shè)置有適當(dāng)?shù)脑O(shè)備，以允許操作數(shù)據(jù)的這種此監(jiān)測(cè)/記錄。因此，在渦輪機(jī)10和/或基部12與所述分析/記錄設(shè)備之間提供數(shù)據(jù)連接。此數(shù)據(jù)連接可經(jīng)由實(shí)體電纜30，或通過(guò)無(wú)線連接（諸如，海底聲調(diào)制解調(diào)器（未示出））。因此，通過(guò)移動(dòng)渦輪機(jī)10使其通過(guò)水，可模擬通過(guò)渦輪機(jī)10的潮汐水流，并且，在各種速度下，以模擬渦輪機(jī)10在正常操作條件下將經(jīng)歷的潮汐速度的變化。因此，該測(cè)試可提供有用的信息，諸如，渦輪機(jī)10的啟動(dòng)速度、通過(guò)渦輪機(jī)10的各種水流速下產(chǎn)生的功率、以及當(dāng)使船18停止時(shí)渦輪機(jī)10的停止速度/時(shí)間。然后，可分析此數(shù)據(jù)，以確定通過(guò)渦輪機(jī)10的水流的速度和渦輪機(jī)10的一個(gè)或多個(gè)操作參數(shù)之間的關(guān)系。該測(cè)試還可表明其他與渦輪機(jī)10的操作相關(guān)的問(wèn)題，諸如，流過(guò)渦輪機(jī)10和在渦輪機(jī)10周圍流動(dòng)的水的水力行為，該信息可能是有利的，不管是在渦輪機(jī)10的最后布置和繼續(xù)操作的過(guò)程中，還是為了其他目的。因此，將理解，本發(fā)明的方法提供一種在開(kāi)始完全海床安裝之前測(cè)試大型水電渦輪機(jī)10的方式。