一种潮流能发电机组及其偏航方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及潮流能发电技术领域，特别是涉及一种潮流能发电机组及其偏航方法。
【背景技术】
[0002]现有的潮流能发电机组一般无偏航系统，采用双向转动的发电设备，通过大角度变桨系统实现双向来流时候的能量捕获，或者只捕获单向潮流的能量，也有的是通过偏航调节装置进行偏航，主要依靠水动性能进行调节，如发明专利申请(申请公布号:CN103758688A)中公开:潮流能水轮机偏航调节装置的上塔架通过偏航装置设置在固定于底座的下塔架上，两个调节叶片分别对称设置在上塔架的外侧，下塔架依次通过主轴、两个径向轴承、上轴承座与下轴承座与上轴承座构成径向回转式连接，在上塔架与下塔架之间设有轴向推力轴承和密封机构。当存在偏航角时，调节叶片产生的扭矩之和非零，非零的扭矩使上塔架和水轮机本体向偏航角减小的方向旋转，直到旋转到偏航角为零的位置时，两个对称调节叶片产生的扭矩大小相等、方向相反，扭矩达到平衡，实现偏航的调节。而这种潮流能水轮机的偏航机构置于水下，偏航结构变得复杂，而且还需要另行设计密封结构，并使后期维护复杂；另外此技术依靠水动性能进行偏航，则对叶片的设计要求较高，增加了成本。
[0003]还有的风力机偏航系统，如发明专利(申请公布号:CN102341595A)中的偏航系统包括固定到塔架上的轴承，机舱安置在该轴承上且在偏航运动中在该轴承上滑动；以及布置成允许机舱沿着轴承进行旋转运动的至少一个偏航马达，与控制该偏航马达的控制机构。该偏航控制机构需要实时地根据风向的变化对偏航系统发出指令，以达到功率最优化，又由于风向多变，对控制系统的要求提高，使整体发电机组更为复杂。
[0004]由此可见，上述现有的潮流能发电机组的偏航系统在结构、方法与使用上，显然仍存在有不便与缺陷，而亟待加以进一步改进。如何能创设一种结构简单、维护方便的新的潮流能发电机组及其偏航方法，成为当前业界极需改进的目标。
【发明内容】
[0005]本发明要解决的技术问题是提供一种结构简单、维护方便的潮流能发电机组，使其克服现有的潮流能发电机组的不足。
[0006]为解决上述技术问题，本发明提供一种潮流能发电机组，包括潮流能水轮机组、主支撑架、漂浮式海洋平台和偏航系统，所述漂浮式海洋平台上设有用于升降潮流能水轮机组的孔，所述主支撑架穿过该孔，其下部与潮流能水轮机组固定连接，其上部与偏航系统固定连接，所述偏航系统通过偏航支架支撑在所述漂浮式海洋平台的上方。
[0007]作为本发明的一种改进，所述偏航支架包括支撑平台和支腿，所述支撑平台上设有配合主支撑架升降的导向孔，所述支腿固定连接在支撑平台与漂浮式海洋平台之间。
[0008]进一步改进，所述偏航系统包括偏航驱动器和偏航轴承，所述偏航轴承包括偏航轴承外圈和偏航轴承内圈，所述偏航驱动器在偏航驱动固定架的固定下与偏航轴承内圈传动连接，所述偏航轴承内圈与所述主支撑架的上部固定连接，所述偏航轴承外圈与所述偏航驱动固定架固定连接，所述偏航驱动固定架与支撑平台固定连接。
[0009]进一步改进，所述偏航驱动器与偏航轴承内圈通过齿轮啮合方式传动连接；所述偏航轴承内圈与所述主支撑架的上部通过转接板固定连接。
[0010]进一步改进，所述偏航驱动固定架与支撑平台之间设有防错配合结构。
[0011]进一步改进，所述潮流能发电机组还包括提升机构。
[0012]进一步改进，所述潮流能发电机组还包括与该发电机组主控系统连接的海洋环境检测系统，所述海洋环境检测系统用于检测海洋环境的温度、盐度、潮流速度、潮流方向参数，并将该参数信息传送给该发电机组的主控系统。
[0013]进一步改进，所述海洋环境检测系统设置在所述漂浮式海洋平台下方。
[0014]进一步改进，所述偏航系统还包括刹车机构。
[0015]本发明还提供一种潮流能发电机组的偏航方法，所述潮流能发电机组包括与该发电机组主控系统连接的海洋环境检测系统和由该主控系统控制的偏航系统，其偏航方法步骤包括:
[0016]I)当海洋环境监测系统检测到潮流流速为O且潮流方向将改变时，所述海洋环境监测系统向主控系统发出信号；
[0017]2)所述主控系统接收到所述海洋环境监测系统发送的信号后，指令偏航系统开始偏航。
[0018]采用上述的技术方案，本发明至少具有以下优点:
[0019]1.本发明潮流能发电机组的偏航结构设置于海平面上，既可以省去将偏航系统设置于海平面下时的复杂密封结构，又可以避免偏航系统出现漏油等问题时污染海洋的情况，绿色环保。
[0020]2.本发明潮流能发电机组通过海洋环境检测系统所测得的数据信息反馈给主控系统，由主控系统来控制偏航系统的偏航，可以实现双向潮流时能量的全部捕获，延长了可用的发电时间，提高了潮流能发电机组的发电效率。
[0021]3.本发明潮流能发电机组通过提升机构可以将水轮机组提升至海平面以上，利于发电机组的检修和维护。
【附图说明】
[0022]上述仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，以下结合附图与【具体实施方式】对本发明作进一步的详细说明。
[0023]图1是本发明潮流能发电机组的结构示意图；
[0024]图2是理想状态下潮流流速曲线示意图。
【具体实施方式】
[0025]参照附图1所示，本发明潮流能发电机组包括:潮流能水轮机组1、主支撑架2、漂浮式海洋平台3以及偏航系统。主支撑架2的下部与潮流能水轮机组I固定连接，其上部与偏航系统固定连接，偏航系统通过偏航支架4支撑在漂浮式海洋平台3上。
[0026]潮流能水轮机组I包含机舱和至少两支叶片，该机舱与主支撑架2的下部固定连接。
[0027]漂浮式海洋平台3停留在海平面上，通过锚链11进行停泊，锚链11的数量与平台设计要求进行匹配，其中间具有供潮流能水轮机组I提升到海平面上的孔。
[0028]偏航支架4包括支撑平台402和其支腿401。支撑平台402用以支撑整个偏航系统及其附属设备。支撑平台402的中间设有配合主支撑架2提升的导向孔，用以当潮流能水轮机组I提升时的导向作用。支腿401用以将支撑平台402支撑在漂浮式海洋平台3上，其数量可根据实际的要求配置。支腿401可通过焊接或其他方式固定连接在支撑平台402与漂浮式海洋平台3上。
[0029]偏航系统包括偏航驱动器5、偏航驱动固定架8和偏航轴承7。其中，偏航系统中至少含有一套偏航驱动器5。偏航驱动器5安装在偏航驱动固定架8上，偏航驱动固定架8位于支撑平台402上方且与支撑平台402配合安装，如通过螺栓12固定连接。优选偏航驱动固定架8与支撑平台402的接触面设置有固定的防错配合结构，防止偏航驱动固定架8安装出错影响潮流能偏航系统的正常工作。
[0030]偏航轴承7位于偏航驱动固定架8的上方，包括偏航轴承外圈702和偏航轴承内圈701。偏航轴承外圈702通过螺栓13与偏航驱动固定架8进行固定连接，偏航轴承内圈701通过转接板6与主支撑架2的上部固定连接，如转接板6通过螺栓14