一种层叠式模块组成的海上水电站平台单元的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型属于海洋平台结构领域，具体涉及一种层叠式模块组成的海上水电站平台单元。
【背景技术】
[0002]波浪能发电(wave power generat1n)是以波浪的能量为动力生产电能。海洋波浪蕴藏着巨大的能量，随着世界经济的发展、人口的激增、社会的进步，人们对能源的需求日益增长。占地球表面积70%的广阔海洋，集中了 97%的水量，蕴藏着大量的能源，其中包括波浪能、潮汐能、海流能等。其中，波浪能由于在开发过程中对环境影响最小，且以机械能的形式存在，是品味最尚的海洋能。
[0003]波浪能的转换一般有三级。第一级为波浪能的收集，通常采用聚波和共振的方法把分散的波浪能聚集起来。第二级为中间转换，即能量的传递过程，包括机械传动、低压水力传动、高压液压传动、气动传动，从而使波浪能转换为有用的机械能。第三级转换又称为最终转换，即由机械能通过发电机转换为电能。
[0004]目前波浪发电方案有很多种，但现实中却少有规模化或商业化的波浪发电厂。现有的波浪发电大都是小型装置，用于航标灯照明等诸如此类，无法作为海岛镇村级别的主要电力来源更不具备向大陆电网供电的能力。原有的方案不够成熟，且无法在工业上批量生产。
[0005]目前在市面上还没有一种成本较低，可在海上快速吊装组合的模块化平台能够提供稳定的电力输出。
【实用新型内容】
[0006]根据现有技术的不足，本实用新型提供一种安装方便、成本较低的井字形层叠式模块组成的海上水电站平台单元，应用海域水深达当地理论基准海面下5-30米，能够将已提升到海拔20-30米之上的海水，引到对应的水轮发电机中，从而生产符合现代工业化电网技术标准的电力产品，并将产生的电能输送到海岛或大陆上。
[0007]本实用新型所公开的一种层叠式模块组成的海上水电站平台单元，由下向上依次安装有四角支撑粧、尾水管平台、水轮发电机组平台、井字形支架和蓄水池；在平台的中心处安装有中轴支撑粧，四角支撑粧与竖直方向存在的角度为5-15度；所述的水轮发电机组平台上安装有水轮发电机，水轮发电机头部的引水管的入水口与蓄水池底部的出水口相连通，水轮发电机尾部的尾水管的末端伸入到实际海域的最低水位下2-5米；所述的井字形支架包括由四条主支架构成的方形支架及其外部延伸的辅助支架；四条主支架相连的交点处通过钢结构与中轴支撑粧焊接相连；所述的主支架的外侧和辅助支架之间通过预留法兰与浮筒支架相连；所述的浮筒支架上固定安装有海浪提水装置。
[0008]优选方案如下:
[0009]水轮发电机为混流式水轮发电机。混流式结构紧凑，运行可靠，效率高，能适应很宽的水头范围，是目前应用最广泛的水轮发电机之一。
[0010]尾水管通过钢构架与水轮发电机组平台和四角支撑粧之间固定相连，防止尾水管随海浪波动而发生剧烈晃动。
[0011]相邻的平台单元安装组成系统时，通过中部有柔性管段的钢管相连接，保证了本实用新型组合成更大系统时能在海浪的随机大小变化状态下实现各蓄水池海水的统一调度发电。
[0012]其中，中轴支撑粧与海上平台安装粧均按国家海工作业规范设计施工，按国家强制规定的海工安全要求进行设计穿过海底泥沙层、风化岩层、半风化岩层入基岩2.5米左右，或者，根据实际地质实际情况使用摩擦粧。采用符合国家水电站引水流速设计规范且耐腐蚀的管路，将该平台周边及附近的海浪提水装置所采集到的压力达2至3公斤左右的低压海水送至蓄水池的水面上。
[0013]在当地理论高程基准海面为基准的水深5-30米的海中，用粧基础支撑尾水管平台和水轮发电机组平台，用来控制浮筒式海浪提水装置，且该平台中心上置放有含变电站和控制柜的集装箱的井字形钢构平台和蓄水池，以模块化的方式安装组合，形成抗风浪的刚性整体，能够承载水轮发电机组平台和高位蓄水池以及10千伏或35千伏变电站，将波浪能转换成10千伏或35千伏的交流电，并以相应电压等级的电缆外送电力。
[0014]与现有技术相比，本实用新型的优点:结构稳定、操作方便、能实现工业化的流水作业并制造安装，平台耐用且经济而高效，只是重复一个标准化的水电站单元的制造安装，但却能把海洋波浪传来的无穷无尽的能量集中于一处用于大规模发电，可以工业化推广投产使用。
【附图说明】
[0015]为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0016]图1为本实用新型井字形支架的俯视图；
[0017]图2为本实用新型整体结构的主视图；
[0018]图中，1、井字形支架，2、水轮发电机组平台，3、水轮发电机，4、海浪提水装置，5、蓄水池，6、尾水管，7、中轴支撑粧，8、四角支撑粧，9、辅助支架，10、引水管，11、主支架，12、浮筒支架，A、当地海域理论高程基准海面，B、实际海域的最低潮位。
【具体实施方式】
[0019]下面结合具体实施例对本实用新型进行详细的描述，但本实用新型并不局限于具体的实施例。
[0020]实施例1:
[0021]—种层叠式模块组成的海上水电站平台单元，由下向上依次安装有四角支撑粧8、尾水管平台、水轮发电机组平台2、井字形支架I和蓄水池5 ；在平台的中心处安装有中轴支撑粧7，四角支撑粧8与竖直方向存在的角度为5-15度；所述的水轮发电机组平台2上安装有水轮发电机3，水轮发电机3头部的引水管10的入水口与蓄水池5底部的出水口相连通，水轮发电机尾部的尾水管6的末端伸入到实际海域的最低水位下2-5米；所述的井字形支架I包括由四条主支架11构成的方形支架及其外部延伸的辅助支架9 ;四条主支架11相连的交点处通过钢结构与中轴支撑粧7焊接相连；所述的主支架11的外侧和辅助支架9之间通过预留法兰与浮筒支架12相连；所述的浮筒支架12上固定安装有海浪提水装置4。
[0022]水轮发电机3为混流式水轮发电机。混流式结构紧凑，运行可靠，效率高，能适应很宽的水头范围，是目前应用最广泛的水轮发电机之一。
[0023]尾水管6通过钢构架与水轮发电机组平台2和四角支撑粧8之间固定相连，防止尾水管6随海浪波动而发生剧烈晃动。
[0024]相邻的平台单元安装组成系统时，通过中部有柔性管段的钢管相连接，保证了本实用新型组合成更大系统时能在海浪的随机大小变化状态下实现各蓄水池5海水的统一调度发电。
[0025]其中，中轴支撑粧7与海上平台安装粧均按国家海工作业规范设计施工，按国家强制规定的海工安全要求进行设计穿过海底泥沙层、风化岩层、半风化岩层入基岩2.5米左右，或者，根据实际地质实际情况使用摩擦粧。采用符合国家水电站引水流速设计规范且耐腐蚀的管路，将该平台周边及附近的海浪提水装置4所采集到的压力达2至3公斤左右的低压海水送至蓄水池5的水面上。
[0026]其中，当地海域理论高程是由当地政府规定实施的。
[0027]海浪提水装置4的种类较多，本实用新型可配用英国牡蛎海浪提水装置，并可同时配用青岛威展海洋能源科技有限公司的浮筒式海浪提水装置。在具体海域安装时，应考虑本实用新型中的井字形支架I争取在尽可能多的时间段中有三个浮筒迎向主浪向，以争取最大面积地迎受主浪向的波动，提尚波浪能的米集量。
[0028]在当地理论高程基准海面为基准的水深达5-30米的海中，用粧基础支撑尾水管6、水轮发电机组平台2、用来抓牢浮筒式海浪提水装置且中心方块上放置有含变电站和控制柜的集装箱的“井”字形钢构支架1、蓄水池5，以及拟选用的海浪提水装置4，以模块化的方式安装组合，形成抗风浪的刚性整体，能够承载水轮发电机组平台2和高位蓄水池5以及10千伏或35千伏变电站，将波浪能转换成10千伏或35千伏的交流电，并以相应电压等级的电缆外送电力。
[0029]以上已将本实用新型做一详细说明，以上所述，仅为本实用新型之较佳实施例而已，当不能限定本实用新型实施范围，即凡依本申请范围所作均等变化与修饰，皆应仍属本实用新型涵盖范围内。
【主权项】
1.一种层叠式模块组成的海上水电站平台单元，其特征在于:由下向上依次安装有四角支撑粧、尾水管平台、水轮发电机组平台、井字形支架和蓄水池；在平台的中心处安装有中轴支撑粧；四角支撑粧与竖直方向存在的角度为5-15度；所述的水轮发电机组平台上安装有水轮发电机，水轮发电机头部的引水管的入水口与蓄水池底部的出水口相连通，水轮发电机尾部的尾水管的末端伸入到实际海域的最低水位下2-5米；所述的井字形支架包括由四条主支架构成的方形支架及其外部延伸的辅助支架；四条主支架相连的交点处通过钢结构与中轴支撑粧焊接相连；所述的主支架的外侧和辅助支架之间通过预留法兰与浮筒支架相连；所述的浮筒支架上固定安装有海浪提水装置。2.根据权利要求1所述的一种层叠式模块组成的海上水电站平台单元，其特征在于:所述的水轮发电机为混流式水轮发电机。3.根据权利要求1所述的一种层叠式模块组成的海上水电站平台单元，其特征在于:所述的尾水管通过钢构架与水轮发电机组平台和四角支撑粧之间固定相连。4.根据权利要求1所述的一种层叠式模块组成的海上水电站平台单元，其特征在于:所述的相邻的平台单元安装组成系统时，通过中部有柔性管段的钢管相连接。
【专利摘要】本实用新型属于海洋平台结构领域，具体涉及一种层叠式模块组成的海上水电站平台单元，由下向上依次安装有四角支撑桩、尾水管平台、水轮发电机组平台、井字形支架和蓄水池；在平台的中心处安装有中轴支撑桩；四角支撑桩与竖直方向存在的角度为5-15度；所述的水轮发电机组平台上安装有水轮发电机，水轮发电机尾部的尾水管的末端伸入到实际海域的最低水位下2-5米；所述的井字形支架包括由四条主支架构成的方形支架及其外部延伸的辅助支架；四条主支架相连的交点处通过钢结构与中轴支撑桩焊接相连；所述的主支架的外侧和辅助支架之间通过预留法兰与浮筒支架相连；所述的浮筒支架上固定安装有海浪提水装置。
【IPC分类】B63B35/44, F03B13/14
【公开号】CN204750508
【申请号】CN201520476681
【发明人】徐柏文, 柳红民
【申请人】青岛中海电装备制造有限公司
【公开日】2015年11月11日
【申请日】2015年7月3日