CN103133218B - 潮流发电的水平支臂双悬挂提升旋转机构 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种潮流发电的水平支臂双悬挂旋转提升机构，水平支臂两端各悬挂一套水轮发电机，套装在立柱外圆上，水轮发电机的叶片能够旋转满足双向来流发电，水平支臂的提升柱与提升臂通过液压接力器销连接在一起，提升臂安装在短行程液压顶上面，短行程液压顶安装在能够旋转的推力轴承上面，由立柱顶端的运行维护平台支撑。运行维护平台上的两个液压接力器推拉杆通过接力器销与水平支臂的提升柱连接在一起。通过推拉作用使水平支臂和两端各悬挂的水轮发电机旋转，以满足潮流方向的变化。维护检修时，通过提升臂两端下面长行程液压顶，将水平支臂及其两端悬挂的水轮发电机提升到水面上。

Description

潮流发电的水平支臂双悬挂提升旋转机构
技术领域
本发明涉及一种潮流发电的水平支臂双悬挂提升旋转机构。
背景技术
国外潮流发电技术于上世纪70年代提出，2008年在北爱尔兰的贝尔法斯特设计并安装了2台600千瓦水平轴的潮流能发电机组，是目前世界公布的最大容量的潮流发电机组。国内潮流能发电方面的研究开始于1980年，主要研发单位有哈尔滨工程大学、东北师范大学、浙江大学和中国海洋大学，先后开发了1千瓦至70千瓦的小型实验装置和电站系统，进行了海上试验。目前国内正在研制150千瓦等100千瓦级潮流电站。目前国内外海洋潮流能发电装置的开发正在朝着大型化和工业化和规范化的方向发展。国内的发展仍然限于100千瓦以下的小型机组研发，在国家科技部和国家海洋局的推动下，通过大学和企业的联合，近年来潮流能发电技术和装置的开发速度明显加快，哈电等大中型企业逐步进入海洋能装备的开发
我国在潮流能发电装置大型化的开发、关键技术的掌握以及核心零部件的自主研制等方面相对滞后，不能满足海洋可再生能源开发、海岛和海防建设等经济和社会需求。本项目采用低起动流速、大容量水平轴潮流发电机组，将提高潮流机组的发电利用率和发电量，有利于实现产业化的要求。通过大容量潮流发电机组整机设计制造(一台容量300千瓦，采用双悬挂一套总容量为2X300千瓦)，以加快国内对海洋潮流能发电产业化的进程。开发出具有自主知识产权的新型高效潮流能水轮发电机，实现大容量潮流能机组开发利用产业化，提高我国在利用潮流能源发电关键技术领域的研发能力和技术水平，该机组每一部件的设计和研究，都是在填写国内和公司设计创造史上的空白。
发明内容
本发明的目的是提供一种运行维护更有效、运行更稳定、使用安全、提供机组效率，充分利用潮流能发电水平支臂双悬挂提升和旋转机构。本发明的技术方案为：一种潮流发电的水平支臂双悬挂提升旋转机构，其特征是：整机为立式结构：水平支臂(1)两端通过螺栓(28)各悬挂安装一套水轮发电机(2)，并防止在海平面(27)下，水轮发电机(2)安装的两个叶片(5)能够旋转满足双向来流发电，水平支臂(1)的内导向圈(17)套装在中心立柱(3)的外圆上，内导向圈(17)的下法兰(18)支撑在中心立柱(3)的下法兰(20)上面，并且通过导向锥销(4)固定限位，中心立柱(3)的下法兰(20)与立柱基础(19)的上法兰通过螺栓(21)连接并焊接为一体，立柱基础(19)牢固地打入在海底(26)下，水平支臂(1)上焊接的两个提升柱(6)与提升臂(7)通过液压接力器销(8)连接在一起，提升臂(7)安装在短行程液压顶(9)上面，短行程液压顶(9)安装在能够旋转的推力轴承(10)上面，短行程液压顶(9)由支柱(24)支撑，支柱(24)焊接在运行维护平台(11)上，运行维护平台(11)通过螺栓(25)装配在中心立柱(3)的上面，运行维护平台(11)其上装配旋转装置和提升装置。
本发明具有以下优点：单支臂双悬挂，即在海水里安装一个中心支柱，中心支柱的外圆上套装一件水平支臂提高装机容量，在水平支臂两端各安装一套水轮发电机，安装了两套水轮发电机，发电量提高的一倍，两台发电机使潮流能得到更多的利用转化为电能，可见提高了发电量，更多的利用潮流能。
1、潮流能发电是利用涨潮和落潮海水的流速作用在水轮发电叶片上发电，在涨潮和落潮海水的流速方向近似相反，通过调整水轮发电机的叶片转角，能够实现涨潮和落潮双向来流发电。
2、水平支臂的旋转机构，能够旋转水轮发电机的朝向，在海水涨潮和落潮方向变化不是正好相反，通过调整水轮发电机的朝向，使水轮发电机的方向与海水的流速方向一致，所以充分利用涨潮和落潮的流速，提高机组功率和效率。
3、提升机构将水平支臂和水轮发电机提升到水面上进行维护，不需要水下维护或拆除到水面上维护，使维护检修更方便、安全、易于操作。
4、提升机构的长行程接力器采用液压系统，充分利用液压操作系统平稳、安全、可靠的特点。
本发明采用低起动流速、大容量水平轴潮流发电机组，将提高潮流机组的发电利用率和发电量，有利于实现产业化的要求。通过大容量潮流发电机组整机设计(一台容量300千瓦，采用采用双悬挂一套总容量为2X300千瓦)，以加快国内对海洋潮流能发电产业化的进程。开发出具有自主知识产权的新型高效潮流能水轮发电机，实现大容量潮流能机组开发利用产业化，提高我国在利用潮流能源发电关键技术领域的研发能力和技术水平，该机组每一部件的设计和研究，都是在填写国内和公司设计创造史上的空白。
附图说明
图1为本发明的立式结构图
图2为本发明的俯视结构图
图3为旋转机构装置图
图4为提升机构装置图
图5为提升到水面上结构图
具体实施方式
如图1所示一种潮流发电的水平支臂双悬挂提升旋转机构，其特征是：整机为立式结构：水平支臂1两端通过螺栓28各悬挂安装一套水轮发电机2，并防止在海平面27下，如图2所示，水轮发电机2安装的两个叶片5能够旋转满足双向来流发电，水平支臂1的内导向圈17套装在中心立柱3的外圆上，内导向圈17的下法兰18支撑在中心立柱3的下法兰20上面，并且通过导向锥销4固定限位，中心立柱3的下法兰20与立柱基础19的上法兰通过螺栓21连接并焊接为一体，立柱基础19牢固地打入在海底26下，水平支臂1上焊接的两个提升柱6与提升臂7通过液压接力器销8连接在一起，提升臂7安装在短行程液压顶9上面，短行程液压顶9安装在能够旋转的推力轴承10上面，短行程液压顶9由支柱24支撑，支柱24焊接在运行维护平台11上，运行维护平台11通过螺栓25装配在中心立柱3的上面，运行维护平台11其上装配旋转装置和提升装置。
如图3所示，旋转机构为：两个液压接力器12通过连接销22装配在运行维护平台11上，两个液压接力器12推拉杆13通过接力器销14与水平支臂1的提升柱6连接在一起。
短行程液压顶9作用在提升臂7下面中间位置，将水平支臂1向上提升，已解除导向锥销4固定限位作用，液压接力器12推拉提升臂7，使短行程液压顶9下面推力轴承10顺时针或逆时针旋转，使水平支臂1和两端固定水轮发电机2旋转，以满足潮流方向的变化。
如图4所示，提升机构为：运行维护平台11上装配长行程液压顶15，长行程液压顶15支撑在提升臂7的下面靠近提升柱6的位置，固定在运行维护平台11上的液压接力器销16插入提升柱6上的孔23内锁定。
解除两个液压接力器12与提升臂7的接力器销14，长行程液压顶15作用在提升臂7下面靠近提升柱6的位置，将水平支臂1和水轮发电机2向上提升到长行程液压顶15的一个行程，将固定在运行维护平台11上的液压接力器销16插入提升柱6上的孔内，拔出提升臂7与提升柱6的液压接力器销8，使提升臂7和液压接力器销8下降至长行程接力器15复位，将液压接力器销8插入提升柱6上的孔内，拔出提升臂7与提升柱6的液压接力器销16，使长行程液压顶15提升到一个行程。如图5所示，反复操作，将水平支臂1和水轮发电机2提升到水面进维护。

Claims (3)

1.一种潮流发电的水平支臂双悬挂提升旋转机构，其特征是：整机为立式结构：水平支臂(1)两端通过螺栓(28)各悬挂安装一套水轮发电机(2)，并放置在海平面(27)下，水轮发电机(2)安装的两个叶片(5)能够旋转满足双向来流发电，水平支臂(1)的内导向圈(17)套装在中心立柱(3)的外圆上，内导向圈(17)的下法兰(18)支撑在中心立柱(3)的下法兰(20)上面，并且通过导向锥销(4)固定限位，中心立柱(3)的下法兰(20)与立柱基础(19)的上法兰通过螺栓(21)连接并焊接为一体，立柱基础(19)牢固地打入在海底(26)下，水平支臂(1)上焊接的两个提升柱(6)与提升臂(7)通过液压接力器销(8)连接在一起，提升臂(7)安装在短行程液压顶(9)上面，短行程液压顶(9)安装在能够旋转的推力轴承(10)上面，短行程液压顶(9)由支柱(24)支撑，支柱(24)焊接在运行维护平台(11)上，运行维护平台(11)通过螺栓(25)装配在中心立柱(3)的上面，运行维护平台(11)上装配旋转装置和提升装置。
2.根据权利要求1所述的一种潮流发电的水平支臂双悬挂提升旋转机构，其特征是：所述的旋转机构为：两个液压接力器(12)通过连接销(22)装配在运行维护平台(11)上，两个液压接力器(12)推拉杆(13)通过接力器销(14)与水平支臂(1)的提升柱(6)连接在一起。
3.根据权利要求1所述的一种潮流发电的水平支臂双悬挂提升旋转机构，其特征是：所述的提升机构为：运行维护平台(11)的上面装配长行程液压顶(15),长行程液压顶(15)支撑在提升臂(7)的下平面靠近提升柱(6)的位置，固定在运行维护平台(11)上的液压接力器销(16)插入提升柱(6)上的孔(23)内锁定。
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