一种兼作波浪能发电装置的浮式防波堤的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及防波堤工程和波浪发电技术领域，尤其是涉及一种布置于远海的浮式防波堤发电装置。
【背景技术】
[0002]近三十年来，随着深水靠泊和深水采油采矿作业快速发展以及海上养殖场大规模兴建，对防浪结构的要求越来越高。浮式防波堤是一种对港口内部设施或海岸起保护作用的防浪构筑物，主要为了保证港口和近海岸水域的平稳，防止波浪对港口设施的破坏和近海岸的侵蚀，同时还具有防沙、防流、防冰、导流以及内侧兼做码头的功能。与传统的固定式防波堤相比，浮式防波堤具有较好的经济性和轻便性；安装维护便利且适应于软土海床；由于堤下透空，其也更有利于改善堤身周围的水质，因而浮式防波堤的应用日益受到设计人员的重视。
[0003]根据波浪观测的资料统计计算，我国海岸线的波浪能资源理论平均功率达到一千二百多万千瓦。根据我国的现有国民经济增长水平，国内对能源的消耗量逐年递增，当前我国在努力使用开发石油等化石能源的同时，积极需求可替代的新能源。波浪能以其清洁可再生的特点，可成为缓解全球能源问题的一种潜在途径。在西班牙、丹麦、挪威、英国等欧洲发达国家，对波浪能的开发已经有了几十年的理论和实践经验，一些波能发电设施已经开始投入了一定规模实际运用。我国作为海洋资源大国，拥有着漫长的海岸线，在开发波浪能方面具有先天的优势，所以加快对波浪能利用的研宄，对于缩小与发达国家的差距、改善我国的能源结构和实现经济与环境的可持续发展都具有重要意义。
[0004]随着全球经济的发展与国际贸易的增长，远洋运输船舶日益大型化，优良港湾几乎被开发殆尽，新建港口不得不向水深浪大、地质复杂等环境恶劣的海域发展。传统的斜坡或直立式防波堤应用于此类海域存在成本较高、投资较大和软地基海域建造困难等问题，难以适应深水海港建设的需要，浮式防波堤由于克服了上述缺点更适于远海的情况。远海地区通常海况恶劣，风浪较大，这恰恰为波浪发电提供了的良好条件。
[0005]中国专利授权公开号:CN104153936A于2014年11月19日公开了一种防波堤和设于防波堤上的波浪发电装置，以及中国专利授权公开号:CN202347495U于2012年7月25日公开了一种具有发电功能的防波堤，这两种防波堤为直立堤或斜坡堤，设置于近海，均采用浮子发电原理。以上两种专利提及的发电防波堤装置不足之处是，防波堤不适用于较大水深的海域，对地基有较大的依懒性，造价高、施工期长，发电装置需要与海水直接接触，对防腐、密封性能等要求较高。本实用新型采用振荡水柱式发电装置，主要优点是:(I)装置的波能转换率较高，对地形的依赖性较小；(2)波能通过气室内的压缩空气传递，使得发电机组不和海水直接接触，这样可以减少波浪对其结构的破坏，也可避免海水的腐蚀，提高了其在海洋环境中的适应能力。
【发明内容】
[0006]本实用新型的目的在于，提供一种多孔浮式防波堤发电装置，具有消波效果好、结构简单、建造成本低、稳定性好、维护便利等特点，能够将波浪能转化成电能的装置。
[0007]为了实现上述目标，采取如下的技术解决方案:
[0008]一种兼作波浪能发电装置的浮式防波堤，包括浮式构件、空气透平发电机组、气室、气流通道、锚泊系统和信号传输装置，其特征在于:浮式构件通过锚链与海底的混凝土锚块相连，在浮式构件的迎浪面上设置多个贯穿于浮体的消浪孔，空气透平发电机安装在气流通道内，波浪带动浮体上下运动，使气室内的水体产生振荡并推动气室内空气运动，进而推动空气透平发电机组发电。
[0009]所述的兼作波浪能发电装置的浮式防波堤，其特征在于:浮式构件为预制成型的薄壁钢筋混凝土浮体，浮体空腔内填充聚乙烯泡沫，浮式构件迎浪面至背浪面设置多个贯穿于浮体的消浪孔。
[0010]所述的兼作波浪能发电装置的浮式防波堤，其特征在于:将气室上方的气流通道入口处，设计成聚流罩的形状。不仅可以增大驱动透平发电机的气流流速，而且提高了气室内空气动能的利用率。
[0011]所述的兼作波浪能发电装置的浮式防波堤，其特征在于:锚泊系统由锚杆、第一锚链和安全锚链组成，在浮式构件四个角均设置了用于构件串接的中心孔，锚杆通过中心孔固定在浮式构件上，通过锚链与海底混凝土锚块相连。
[0012]所述的兼作波浪能发电装置的浮式防波堤，其特征在于:与第一锚链相连的锚杆上安装有信号传输装置，当遇到较大破坏性的风浪致使第一锚链断开时，安全锚链发挥锚系作用，同时传输信号中断，以此通知管理人员及时对装置进行维护，起到对结构物破坏进行预警的作用。
[0013]本实用新型的有益效果是:(I)本实用新型所采用的浮式防波堤发电装置，既削减了波浪的影响，为周围海域提供了平稳的水域环境，同时将部分波浪能转化成电能，为远海供电提供一种清洁和便利的方式。(2)将该种装置运用于深水海港或者海岛周围海域，可有效解决港区或海岛居民的电力供应问题。(3)在浮式防波堤迎浪面至背浪面的水下部分设置几排贯穿浮体的消波孔，对于入射波进行部分削减，既一定程度上提高消浪效率又可以减少波浪力对结构的冲击，有利于保护结构的稳定性，消波孔的排列和数量通过平衡工作海域的消浪与发电要求而定。(4)空气透平式发电机组置于输气管道内，该装置的波能转换率较高，对地形的依赖性小，将气室上方的气流通道入口处，设计成聚流罩的形状，不仅可以增大驱动透平发电机的气流流速，而且提高了气室内空气动能的利用率；同时，波能通过气室内的压缩空气传递，使得发电机组不和海水直接接触，这样可以减少波浪对其结构的破坏，也可避免海水的腐蚀，提高了其在海洋环境中的适应能力。(5)该防波堤可根据实际海况条件和用电需求，在垂直于波谱中主频波波向线的方向平行布置多个结构单元，从而增加利用波能的水域范围和提高发电装置对于波谱的适应范围