向波性可升沉易外输电新型系泊的波浪发电装置搭载器的制作方法

本实用新型涉及一种向波性可升沉易外输电新型系泊的波浪发电装置搭载器，属于海洋能源利用技术领域。

背景技术：

波能发电作为国家战略储备能源正倍受关注，国家也每年投入大笔资金用于研发，最有前景的离岸浮式发电装置，时至今日也未出现可实际应用的案例。出现这种状况，下面专家的评论切中要害：

“系泊系统及基础研究--目前最急需深入研究的课题。由于波浪能源的开发涉及面广，不仅包括发电设备，还涉及设备的系泊及锚固。系泊系统及基础研究，普遍认为是目前最急需深入研究的课题，系泊系统及基础研究，要认识到波浪发电系统的系泊特征具有自身要求与特色，同时关系到整体造价，所以对波浪发电系统的系泊锚固及与海底基础相关的研究已成为近几年的研究重点之一，纵观众多的发明与专利，由于没有解决系泊及锚固方案，其实都是一纸空谈，没有实际的应用价值，由于海洋工程知识与技能不为常人所知，所以海洋工程师参于波浪能源研究有利于这项事业的发展。”

实际上是如上文说的“纵观众多的发明与专利，由于没有解决系泊及锚固方案，其实都是一纸空谈，没有实际的应用价值”这类专利实在太多太多，浪费了无数撰写人的时间精力和金钱，实际是社会资源的浪费。那上文提的“系泊系统及基础研究，要认识到波浪发电系统的系泊特征具有自身要求与特色”那到底如何才能做到呢？作为一个参于波浪能源研究的海洋工程师，我认为必须做到：

1.装置必须在一定水深范围，即处于规则波范围；

2.必须有规避灾难性海况(如台风袭击)的方法；

3.结构必须能随水位涨落升沉，有全天候的波面能利用能力；

4.应该具有向波性，不论东南季风的夏秋季还是西北季风的冬春季，总朝向来波面；

5.经济性及可操作性，尤其要顾及海上安装，因不切实际的动员大型浮吊及作业船，其费用是与该装置价值是不对称的。

6.必须面对产业化，如电流的外输，并网等。

本专利发明人在已授权专利“基于新型系泊的“点头鸭”式波浪能转换装置”(专利号：ZL201220234644.3)发明里，提出了一套有效吸收波能，同时可靠系泊及有效规避灾难性海况的方法。在此基础上又提出具有向波性，不论东南季风的夏秋季还是西北季风的冬春季，总朝向来波面的专利--单锚腿式“点头鸭”为波能采集器的波浪发电装置(专利号：ZL 201320324787.8)，在本实用新型里将以上述专利为基础，吸收本人在网箱系泊上众多开创性专利，提供一种顾及前述“认识到波浪发电系统的系泊特征具有自身要求与特色”的波浪发电 装置搭载器，象航天飞机搭载各型卫星一样，服务于各类波浪发电装置，并有望最终实现波能发电的实用化、产业化。

非专利文献；

[1].波浪能技术及其前景(中国科学院广州能源研究所、游亚戈研究员2010年11月24日

[2].海洋波浪能发电装置的研究现状与发展前景(张丽珍、羊晓晟、王世明、梁拥成、(上海海洋大学工程学院)

专利文献；

[1}.基于新型系泊的“点头鸭”式波浪能转换装置

专利号：ZL201220234644.3 发明人：古国维 专利权人：古国维

[2}.单锚腿式“点头鸭”为波能采集器的波浪发电装置

专利号：ZL 201320324787.8)，发明人：古国维 专利权人：古国维

[3]深水系泊柱

专利号：ZL2013 2 0616701.9 发明人：古国维 专利权人：古国维

[4]群锚基础浮筒式系泊系统

专利号：ZL2015 2 0596726.6 发明人：古国维 专利权人：古国维

[5]树状单点系泊系统

专利号：ZL2014 2 0521171.4 发明人：古国维 专利权人：古国维

技术实现要素：
：

分析了波浪发电装置面临的瓶颈，本实用新型提出了系列的改进方案，以“向波性”，“可随水位涨落升沉”，“电流易外输”为目标，参照在网箱系泊工程里成功应用的本人专利“群锚基础浮筒式系泊”，使搭载的波浪发电装置能成功应用于波能更丰富，但更有挑战性的外海，为此，本技术方案是：

1.搭载波浪发电装置及其配套设施的甲板，固定在有足够富余浮力的浮筒上，足够富余浮力是指去除甲板自重+发电装置及其配套设施自重+浮筒及附件自重后，浮筒仍有足够的净浮力，浮筒下端装设套筒，套筒内设带承圧轴承的悬重杆头，悬重杆头接带旋链的一截链条，链条下接悬重杆，悬重杆底盘上托压重体，这样形成一种重心在下，浮心在上，直立自浮，永不倾倒，可随水位涨落升沉的浮力柱，假设风，浪，流共同作用下产生的水平力，它使浮体产生偏离，倾复力矩M-，净浮力以悬重杆底盘上托悬重体为轴产生恢复力矩为M+，二者正好反向，即净浮力会反向作用使它回到平衡点，从而实现动态平衡，这就是顺应式锚固的原理，悬重杆底盘连接多条系泊缆，系泊缆连接锚或桩，以加强结构的约束，即更可靠的系泊。

2.上述的放置波浪发电装置及其配套设施的甲板，在放置波浪发电装置另一侧设置方向舵板。

3.上述的悬重杆底盘连接多条系泊缆，系泊缆连接锚或桩，为使放置波浪发电装置及其配套设施的甲板，能随水位涨落升沉，系泊缆必须是悬链线形式，并且由纤维缆+链条组成，这里推荐系泊缆连接到锚式链节+大拉力锚总成上，根据海洋工程经验，三根系泊缆呈120度布置。

4.上述的悬重杆推荐采用厚壁钢管，如钻井用钻杆.外输电缆可置管内，下连接水下电缆接线箱，外输电缆用钢铠甲保护。

本实用新型的优越性是：由于专利里波浪发电装置并不针对特定的类型，因此，其应用有极其广泛性。本方案的结构要素具有受力明确，构造合理，安全可靠，可操作性强的特点，由于具备向波性，使发电效益能最大化，本实用新型还考虑了外输电缆安置方法，因此，本实用新型可大大地提升各式波浪发电装置的价值，若能大力推广，有望实现波能发电的实用化、产业化。

附图说明

图1是竖向结构示意图，表述了结构构件竖向布置示意图；

图2是A放大图，是高浮力浮筒下端套筒总成结构及悬重杆结构的构造示意图；

图3压重体构造示意图；

图4是1-1剖视图，表述群锚基础系泊布置示意图；

图5是C放大图，表述锚式链节+大拉力锚总成示意图；

图6是B放大图，表述带旋链的链条总成示意图；

图7是外输电缆布置示意图。

其中：1.浮力柱的高浮力浮筒，101.浮筒加强环，102.浮筒加强板，2.高浮力浮筒下端套筒总成，201.套筒，202.套筒底座，203.套筒与套筒底座焊接加强板，204.承圧轴承，3.甲板，4.甲板平衡重块体，5.方向舵板，6.搭载的波浪发电装置，7.悬重杆头，8.悬重杆下段，9.带旋链的链条总成，901.卸扣，902.普通链环，903.旋转环链，10.压重体，11.悬重杆托盘，1101.悬重杆托盘加强板，1102.悬重杆托盘加强板孔眼，12.系泊缆，13.锚式链节+大拉力锚总成，1301.大拉力锚，1302.锚式链节，1303.锚链，14.外输电缆，15.水下电缆接线箱。

具体实施方式

在陆上完成浮力柱的高浮力浮筒1建造，由于直径较大，可参照海洋工程建造SPAR(独柱式平台)建造方法，但仍是常规的钢结构作业，只是与陆上房屋钢结构作业相比，要求要高一些，并有密闭性要求，要求制作应严格遵守建造程序，材料选择上应选择可焊性好的钢材，在焊接环节上应有完善的焊接程序，焊缝检测程序，焊接人员应持合格的焊工证书，严禁无证或等级不够人员施焊。

甲板3是常规的梁板式钢结构，与陆上钢结构房屋类同，是常规的钢结构作业，压重体10由铁矿石混凝土捣制而成，中央开孔做成举重铁饼状。

高浮力浮筒下端套筒总成2，插入带承圧轴承204的悬重杆头7，悬重杆头7通过卸扣901连接到带旋链的链条总成，带旋链的链条总成，由卸扣901接普通链环902，普通链环902接旋转环链903，如图6所示。

压重体10由悬重杆托盘11支承，悬重杆托盘11的加强板1101开孔眼1102，做成系泊缆12支座。

系泊缆12推荐连接到锚式链节+大拉力锚总成13上，锚式链节+大拉力锚总成13，由链条1303连接锚式链节1302，再连接到大拉力锚1301上。当然也可用其他方法，但系泊缆12必须是悬链线形式，并且由纤维缆+链条组成。

海上安装方法是：先投放推荐的锚式链节及大拉力锚集成系统，浮力柱的高浮力浮筒1及甲板吊放在运输驳船上，并使其侧放，连接上悬重杆7，8及带旋 链的链条总成9及压重10，到达指定点，整体吊放下水，与先投放的锚式链节及大拉力锚集成系统的系泊缆12连接上。另一方案是结构推移下水，由于结构有重心在下，浮心在上，直立自浮，永不倾倒特性，推移下水后移位与系泊缆12连接。这里可看出，这类结构的海上安装优势是很明显的。

本实用新型在提升波浪发电装置系泊技术上，在系泊可靠性上都有质的飞跃，作为一种通用的搭载器，对于日益发展的波浪发电事业无疑是有重要价值的。