CN102155000B - 一种能够利用波浪发电的防波堤 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种能够利用波浪发电的防波堤，在所述筒型防波堤的迎水侧设有蓄水结构，所述蓄水结构包括与所述筒型防波堤固接的两堵侧墙，两堵所述侧墙的底部与所述钢筋混凝土盖板固接，两堵所述侧墙上设有倾斜迎水固定前挡板，所述固定前挡板的底部与所述钢筋混凝土盖板固接，所述钢筋混凝土盖板、两堵所述侧墙、所述筒型防波堤和所述固定前挡板形成蓄水结构的蓄水池，所述蓄水池内设有所述蓄水结构的支撑框架；在所述筒型防波堤的底部设有与蓄水池连通的泄水流道，所述泄水流道通贯所述筒型防波堤；所述泄水流道内安装有水力发电机组。本发明既有防波功能，又兼具波力发电装置，结构稳定性，能量转换效率高，实现了防波堤的结构优化。

Description

一种能够利用波浪发电的防波堤
技术领域
本发明涉及一种防波堤，特别是涉及一种能够利用波浪发电的防波堤。
背景技术
波浪能是全世界研究最为广泛的一种海洋能源。波浪能的大小与波高和周期有关，是一种密度低、不稳定、无污染、可再生、储量大、分布广、利用难的能源。根据调查和利用波浪观测资料计算统计，我国沿岸波浪能资源理论平均功率为1285万kW，具有广阔的开发前景，能够为我国沿海城市提供可再生清洁能源。与其他海洋能的开发方式相比，波能发电具有能量转换原理简单，建造和维护方便，便于进行群体化、密集型开发的优点。
目前，能量利用效率不高制约着我国波浪能的开发利用。尤其是海洋环境的恶劣，造成海上工程结构的造价较高。由于成本和维护费用太高，所以为海洋能开发装置建造专门的支持系统将很难得到推广。因此，现阶段波浪能开发的主要问题是：一次性投资大，电价成本高，经济效益差；建站对周围环境影响大。同时，我国有大量的现役港口工程建筑物，随着国民经济的发展，还将有大量的港口工程建设并投入运行。这些港口、海岸工程建筑物都有投资巨大、尺度庞大的特点，并往往处于风、浪、流较大的海区，除了对功能性建筑起支持防护作用外，并没有得到进一步的利用。例如：采用筒型基础与箱筒型防波堤结构组合而成的防波堤已经得到了广泛的应用，但其只是起到防波的效果，作用单一。针对上述现状与问题，利用现役及在建港工、海工建筑物集成开发利用海洋可再生之波浪能源，可以达到使波浪能低成本规模化开发利用的目标，达到事半功倍的效果，具有重大经济和社会效益。
发明内容
本发明为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种能够利用波浪发电的防波堤，该防波堤能够降低波浪能的利用成本。
本发明为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是：一种能够利用波浪发电的防波堤，包括多个防波堤单元；每个所述防波堤单元包括一筒型防波堤，所述筒型防波堤建筑在设有钢筋混凝土盖板的两个筒型基础上，在所述筒型防波堤的迎水侧设有蓄水结构，所述蓄水结构包括与所述筒型防波堤固接的两堵侧墙，两堵所述侧墙的底部与所述钢筋混凝土盖板固接，两堵所述侧墙上设有倾斜迎水固定前挡板，所述固定前挡板的底部与所述钢筋混凝土盖板固接，所述钢筋混凝土盖板、两堵所述侧墙、所述筒型防波堤和所述固定前挡板形成蓄水结构的蓄水池，所述蓄水池内设有所述蓄水结构的支撑框架；在所述筒型防波堤的底部设有与蓄水池连通的泄水流道，所述泄水流道通贯所述筒型防波堤；所述泄水流道内安装有水力发电机组。
所述固定挡板上设有滑动挡板；所述滑动挡板设有启闭系统，所述启闭系统安装在所述筒型防波堤的顶部。
所述水力发电机组安装在泄水流道的入口处。
所述泄水流道设置在所述筒形防波堤的底部中央。
本发明具有的优点和积极效果是：1)在现有箱筒型基础筒型防波堤的基础上，在筒型防波堤的迎水侧增设蓄水结构，在筒型防波堤的底部增设与蓄水结构连通的泄水流道，在泄水流道内安装有水力发电机组，使该防波堤既有原有防波的功能，又可兼作越浪式波力发电装置，不仅满足防波堤稳定性要求又兼顾高转换效率的波浪发电，实现了防波堤的结构优化；本发明能够高效率地汇集防波堤斜面爬坡水体，形成结构内部水体水位与流道出水口处水位的水头差，形成利于涡轮机发电的结构；2)在蓄水池的迎水固定前挡板上设有随水位变化而能够自适应调节其顶高程的越浪汇集滑动挡板，滑动挡板开度可控，使本发明的结构体系在不同水位下都能汇集最大越浪量；3)将用于水力发电的涡轮机装备在泄水流道入口处，对于防波堤而言，将泄水流道出口设置在背浪侧的港内，这样可以充分利用越浪水体水头，提高能量转换效率。另外，流道的设置除了具有提高能量转换效率的作用外，还起到促进港内外水体交换的作用，对于港口有良好的环境效应。
综上所述，本发明充分利用其整体预制安装快捷、建筑物造价低的特点，利用现役及在建的防波堤等港口工程建筑物，降低了波浪能开发利用的成本，提高了波能利用率，适于在我国沿海地区广泛推广。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为图1的俯视图。
图中：1、启闭系统，2、固定前挡板，3、滑动挡板，4、水力发电机组，5、泄水流道，6、支撑框架，7、筒形防波堤，8、盖板，9、筒型基础，10、侧墙。
具体实施方式
为能进一步了解本发明的发明内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下：
请参阅图1～图2，一种能够利用波浪发电的防波堤，包括多个防波堤单元，每个防波堤单元包括一筒型防波堤7，该筒型防波堤7建筑在设有钢筋混凝土盖板8的两个筒型基础9上，在筒型防波堤7的迎水侧设有蓄水结构，蓄水结构包括与筒型防波堤7固接的两堵侧墙10，两堵侧墙10的底部均与钢筋混凝土盖板8固接，两堵侧墙10上设有倾斜的迎水固定前挡板2，固定前挡板2的底部与钢筋混凝土盖板8固接，钢筋混凝土盖板8、两堵侧墙10、筒型防波堤7和固定前挡板2形成蓄水结构的蓄水池，蓄水池内设有蓄水结构的支撑框架6，在固定前挡板2、两堵侧墙10和筒型防波堤7之间形成有波浪入口，固定前挡板2上设有越浪汇集滑动挡板3，滑动挡板3设有启闭系统1，启闭系统1安装在筒型防波堤7的顶部，工作原理与卷扬机相同，启闭系统1包括水位检测装置，根据水位变化自适应提升或降低滑动挡板3的位置，从而调节波浪入口的大小，调节波浪从滑动挡板3顶部越入蓄水池内的水量。在筒型防波堤7的底部设有与蓄水池连通的泄水流道5，泄水流道5通贯筒型防波堤7；泄水流道5内安装有水力发电机组4，水力发电机组4最好靠近入水口处布置，有利于提高能量转换效率。
本发明通过上述蓄水池内水体经过泄水流道进入防波堤内侧，发电机组利用水头差进行发电。
在本实施例中，蓄水池迎水倾斜越浪汇集固定前挡板和滑动挡板的厚度均为30cm；长度均为4.5m，由支撑框架6支撑，筒形防波堤7为混凝土结构，直径12m、高5.3m、厚20cm；筒型基础为钢板结构，直径12m、高9.5m、厚15mm；混凝土盖板8的厚度为50cm。泄水流道设置在筒形防波堤7的底部中央，以利于防波堤的结构稳定。
本发明的具体施工过程：陆上预制多个防波堤单元，两个结构相同的防波堤单元连成一组浮运到安装地点，抽真空基础下沉到位，安装辅助设备完成整体安装和调试。
尽管上面结合附图对本发明的优选实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，并不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可以作出很多形式，这些均属于本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种能够利用波浪发电的防波堤，包括多个防波堤单元；每个所述防波堤单元包括一筒型防波堤，所述筒型防波堤建筑在设有钢筋混凝土盖板的两个筒型基础上，其特征在于，在所述筒型防波堤的迎水侧设有蓄水结构，所述蓄水结构包括与所述筒型防波堤固接的两堵侧墙，两堵所述侧墙的底部与所述钢筋混凝土盖板固接，两堵所述侧墙上设有倾斜迎水固定前挡板，所述固定前挡板的底部与所述钢筋混凝土盖板固接，所述钢筋混凝土盖板、两堵所述侧墙、所述筒型防波堤和所述固定前挡板形成蓄水结构的蓄水池，所述蓄水池内设有所述蓄水结构的支撑框架；在所述筒型防波堤的底部设有与蓄水池连通的泄水流道，所述泄水流道通贯所述筒型防波堤；所述泄水流道内安装有水力发电机组。
2.根据权利要求1所述的能够利用波浪发电的防波堤，其特征在于，所述固定前挡板上设有滑动挡板，所述滑动挡板设有启闭系统，所述启闭系统安装在所述筒型防波堤的顶部。
3.根据权利要求1所述的能够利用波浪发电的防波堤，其特征在于，所述水力发电机组安装在泄水流道的入口处。
4.根据权利要求1所述的能够利用波浪发电的防波堤，其特征在于，所述泄水流道设置在所述筒形防波堤的底部中央。
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