一种多功能海上制氢风电桩的制作方法

1.本实用新型属于能源设备技术领域，尤其是涉及一种多功能的海上可制氢风电桩。


背景技术：

2.海洋是一座资源十分丰富的宝库，从能源到原材料应有尽有，但是如何合理地从海洋采集资源，尤其是综合性地采集资源是需要考量花费的财力物力，目前，海上风电桩的作用基本就局限在发电一块，部分还集成了利用风电来电解制氧制氢的功能，但这都属于对海洋资源的较为简单的采集利用，尤其是海上这种环境一般不方便维护人员经常过来的前提下，海洋资源的开采利用仍旧没有到达一个更为理想的程度，而海上钻井平台类的设计又有体型太大、建造成本偏高且结构过于复杂等问题。


技术实现要素：

3.针对背景技术中存在的技术缺陷，本实用新型提出一种，解决了上述技术问题以及满足了实际需求，具体的技术方案如下所示：
4.一种多功能海上制氢风电桩，包括底部设于海床面以下的桩体，以及设于桩体顶端的风电机组，所述桩体的底部之内设有一端与海水相通的进水阀体，所述进水阀体的另一端依次连接有海水旋流器、高压泵与保压罐，所述保压罐与逆渗透装置相连，所述逆渗透装置设有咸水通道与淡水通道，且均单独连接有同一个能量透平装置，所述咸水通道在通过能量透平装置后连接有设于海平面以上、所述桩体外壁的高压喷嘴，所述高压喷嘴的下方设有晒盐池，所述晒盐池的外部罩设有透明罩体，所述淡水通道在通过能量透平装置后连接有电解槽，所述能量透平装置与风电机组传动相连，所述风电机组通过电路与高压泵与电解槽相接，所述电解槽连接有向外输出氢气的氢气输送管路。
5.作为本实用新型进一步的技术方案，所述风电机组连接于所述高压泵以及所述电解槽的电路之间设有削峰电路。
6.作为本实用新型进一步的技术方案，所述削峰电路单独包裹于缓冲壳体之中，所述缓冲壳体设有与桩体内壁连接、且至少包括分别设于8个卦限中5个卦限所处方向的锚点，其中4个卦限位于同一平面，每一个卦限均设有1处所述锚点，所述锚点与所述缓冲壳体之间通过弹性材料相连。
7.作为本实用新型进一步的技术方案，所述高压喷嘴包括与所述桩体连接的长条管路以及均布于所述长条管路外表的喷嘴，且所述高压喷嘴环绕于所述桩体的外壁设置。
8.作为本实用新型进一步的技术方案，所述晒盐池环绕于所述桩体设置，且所述透明罩体的内壁设有细网孔且透光的纤维集水网，所述纤维集水网的底部设有环状的水收集槽，所述水收集槽设有与所述电解槽连通的支路。
9.作为本实用新型进一步的技术方案，所述晒盐池内环区域与外环区域均向下凹陷，且所述晒盐池的外环区域的海拔高度大于内环区域。
10.作为本实用新型进一步的技术方案，所述能量透平装置的动力输入端通过联轴器与所述风电机组的转子结构相连接，且所述联轴器通过定位槽设于海平面以上的所述桩体内部。
11.本实用新型具有的有益效果在于：整体将风电与制氢、制盐、海水淡化进行了一个有机结合，并且结构设计合理，可以通过连接输送管道来长期提供能源、淡水、氢气等资源，并由人工定期采集海盐，不需要外界额外进行供能就可以持续运转，也免去了人员长期值守的不便之处，有效提升了自然资源的利用效率。
附图说明
12.图1为整体结构简图。
13.图2为削峰电路14的保护结构示意图。
14.其中：桩体1、风电机组2、进水阀体3、海水旋流器4、高压泵5、保压罐6、逆渗透装置7、咸水通道70、淡水通道71、高压喷嘴8、长条管路80、喷嘴81、晒盐池9、电解槽10、能量透平装置11、联轴器12、透明罩体13、削峰电路14、缓冲壳体15、锚点16、弹性材料17、纤维集水网18、水收集槽19、定位槽20。
具体实施方式
15.下面结合附图与相关实施例对本实用新型的实施方式进行说明，需要指出的是，以下相关实施例仅是为了更好说明本实用新型本身而举的优选实施例，而本实用新型的实施方式不局限于如下的实施例中，并且本实用新型涉及本技术领域的相关必要部件，应当视为本技术领域内的公知技术，是本技术领域所属的技术人员所能知道并掌握的。
16.参照图1所示，一种多功能海上制氢风电桩，包括底部设于海床面以下的桩体1，以及设于桩体1顶端的风电机组2，所述桩体1的底部之内设有一端与海水相通的进水阀体3，所述进水阀体3的另一端依次连接有海水旋流器4、高压泵5与保压罐6，所述保压罐6与逆渗透装置7相连，所述逆渗透装置7设有咸水通道70与淡水通道71，且均单独连接有同一个能量透平装置11，所述咸水通道70在通过能量透平装置11后连接有设于海平面以上、所述桩体1外壁的高压喷嘴8，所述高压喷嘴8的下方设有晒盐池9，所述晒盐池9的外部罩设有透明罩体13，所述淡水通道71在通过能量透平装置11后连接有电解槽10，所述能量透平装置11与风电机组2传动相连，所述风电机组2通过电路与高压泵5与电解槽10相接，所述电解槽10连接有向外输出氢气的氢气输送管路。
17.本实用新型组成结构的运作原理在于，在海平面下，尤其是海床附近的海水，因内外压差的关系，自进水阀体3进入桩体1内，尤其是海床附近的水压较高，因此影响较海平面附近更为明显，海水将不消耗任何能量流入海水旋流器4进行固液分离；分离后的海水再流入高压泵5增压后，保持压力进入保压罐6；稳压后的高压海水进入逆渗透装置7进行咸淡分离，浓缩的高压卤水通过高压卤水输送管送入能量透平装置11回收部分能量后，卤水部分通过咸水通道流向高压喷嘴8，并以雾状喷洒进入晒盐池9；从逆渗透装置5出来的高压纯水进入能量回收透平11做功后进入电解槽10；能量透平装置11通过联轴器12联结风电机组2，发出的电结合风电机组2中的部分电力——尤其是削峰部分——用于增压泵5及电解槽10中的淡水制氢，将氢气液化后送往码头装船运走或连接外部输送管道送出。
18.同时，由于淡水制氢的同时也会生成氧气，因此本实用新型的组合结构通过适应性调整也可以作为制备氧气的来源，通过管路外接至氧气收集的装置之中加以存储。
19.参照图2所示，作为本实用新型的优选实施例之一，所述风电机组2连接于所述高压泵5以及所述电解槽10的电路之间设有削峰电路14，为了能有效、平稳地利用海上风电，并且避免因海上风况不稳定造成的电流波动现象给内部电气设备造成不利影响，降低对电能消耗的依赖，本实用新型在主要电路中设置了削峰电路14，有效地避免了上述情况，提高了整体的稳定性。
20.参照图2所示，作为本实用新型的优选实施例之一，所述削峰电路14单独包裹于缓冲壳体15之中，所述缓冲壳体15设有与桩体1内壁连接、且至少包括分别设于8个卦限中5个卦限所处方向的锚点16，其中4个卦限位于同一平面，每一个卦限均设有1处所述锚点16，所述锚点16与所述缓冲壳体15之间通过弹性材料17相连。
21.其中，4个卦限对应的4处锚点16能够有效稳固缓冲壳体15使之只能在1个平面内产生位移，而另1处的锚点16则可以起到降低整体结构的振动幅度，减少了不必要的固定锚点设置，结构简单但固定效果良好，弹性材料17可以有效吸收来自海洋地质变化给削峰电路14造成的振动影响，使之可以更加长久平稳的工作。
22.参照图1所示，作为本实用新型的优选实施例之一，所述高压喷嘴8包括与所述桩体1连接的长条管路80以及均布于所述长条管路80外表的喷嘴81，且所述高压喷嘴8环绕于所述桩体1的外壁设置，这种设置方式可以更加高效地将卤水喷洒至盐池。
23.参照图1所示，作为本实用新型的优选实施例之一，所述晒盐池9环绕于所述桩体1设置，且所述透明罩体13的内壁设有细网孔且透光的纤维集水网18，所述纤维集水网18的底部设有环状的水收集槽19，所述水收集槽19设有与所述电解槽10连通的支路，该纤维集水网18融合了现有技术中厌水材料与亲水材料按照一定比例融合而成，使之能很好地聚集来自晒盐池蒸发的水蒸气，并最后收集到下方的水收集槽19中，成为很好的淡水资源，既可以直接输送，也可以考虑送至电解槽10中制备氢/氧气。
24.参照图1所示，作为本实用新型的优选实施例之一，所述晒盐池9的内环区域与外环区域均向下凹陷，且所述晒盐池9的外环区域的海拔高度大于内环区域，这样方便水分进行流动，并让盐分趋向1处，由于边缘部位的水蒸气密度往往较低，因此为了更好地聚集盐以及水汽，外环区域的海报高度应当高于内环区域。
25.参照图1所示，作为本实用新型的优选实施例之一，所述能量透平装置11的动力输入端通过联轴器12与所述风电机组2的转子结构相连接，且所述联轴器12通过定位槽20设于海平面以上的所述桩体1内部，联轴器12起到了传动作用，结构简单实用。
26.本实用新型具有的有益效果在于：整体将风电与制氢、制盐、海水淡化进行了一个有机结合，并且结构设计合理，可以通过连接输送管道来长期提供能源、淡水、氢气等资源，并由人工定期采集海盐，不需要外界额外进行供能就可以持续运转，也免去了人员长期值守的不便之处，有效提升了自然资源的利用效率。
27.以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。