CN104790362B - 深水潮汐海流稳流渠 - Google Patents

Abstract

深水潮汐海流稳流渠，是一种适用于利用潮汐海流发电的深水潮汐海流稳流渠装置。解决了潮汐海流发电站，无法利用不受风浪影响的、深水层的潮汐海流发电的难题。深水潮汐海流稳流渠由渠道管体、自重浮、消浪器、连接板、平衡浮、渠浮连接加固板等装置组成；由于本发明深水潮汐海流稳流渠的进水管口，低于海平面一定的距离，这样就能使进水管口处于风浪的作用范围之下的水层，而最大限度的远离风浪对潮汐海流流速能够产生影响的水层，因此能使深水潮汐海流稳流渠获得流速正常稳定的潮汐海流。

Description

深水潮汐海流稳流渠

技术领域：

本发明是一种适用于利用由天体引力产生的潮汐海流发电的深水潮汐海流稳流渠装置与设施。

背景技术：

目前世界上还没有利用深水潮汐海流发电的事例，所以就没有稳定深水潮汐海流的稳流渠的报道。由本人在2013年4月10日发明的深水潮汐海流发电站(申请号为：201310152641.4)以及2014年10月3日发明的全能深水潮汐海流发电站组、发电站组群(申请号为：201410550174.5)中，有漂浮稳流渠的描述说明。但是，在实施过程中发现漂浮稳流渠只能利用表层的潮汐海流，由于表层的潮汐海流，很容易受风和海浪等因素的干扰，而使潮汐海流的正常流速发生变化，从而影响水车动力机的正常转速，最终影响发电机的正常转速，而影响发电效果。

发明内容：

本发明是一种深水潮汐海流稳流渠，其特征是：深水潮汐稳流渠是由渠道管体、自重浮、消浪器、连接板、平衡浮、渠浮连接加固板等装置组成；渠道管体的进水管口水平低于出水管口一定的高度并密闭连接，稳流渠的渠道管体上有自重浮；在进水管口端的渠道管体与自重浮的上面，有消浪器；消浪器上有防沉控制浮与消浪器连接；消浪器与渠道管体之间有连接板连接固定；连接板上有分流孔；在深水潮汐海流稳流渠渠道管体和自重浮的上面有平衡浮；平衡浮与稳流渠的渠道管体之间有渠浮连接加固板连接固定；渠浮连接加固板上有分流孔；渠道管体进水管口的底部有国定缆环。

由于本发明深水潮汐海流稳流渠的进水管口，水平低于出水管口一定距离，即进水管口低于海平面一定的距离，而使进水管口远离了易受风浪影响的表面水层，因此能使深水潮汐海流稳流渠获得流速正常稳定的潮汐海流。

附图说明：

图1是深水潮汐海流稳流渠的结构示意图

其中：图1a是深水潮汐海流稳流渠的正视图

图1b是深水潮汐海流稳流渠的侧视剖面图

图1c是深水潮汐海流稳流渠的侧视图

图1d是深水潮汐海流稳流渠的俯视图

图2是设置有消浪器的深水潮汐海流稳流渠结构示意图

其中：图2a是设置有消浪器的深水潮汐海流稳流渠的正视图

图2b是设置有消浪器的深水潮汐海流稳流渠的侧视剖面图

图2c是设置有消浪器的深水潮汐海流稳流渠的侧视图

图2d是设置有消浪器的深水潮汐海流稳流渠的俯视图

具体实施方式：

深水潮汐海流稳流渠，根据其对风浪的适应能力，可以分为标准型的：深水潮汐海流稳流渠，和具有消浪功能的：设置有消浪器的深水潮汐海流稳流渠。

标准型的深水潮汐海流稳流渠在投入运行时，需要另外设置消浪设施；而具有消浪功能的、设置有消浪器的深水潮汐海流稳流渠，则一般不需要再配置消浪设施。

深水潮汐海流稳流渠如图1a、图1b、图1c、图1d所示，由渠道管体1、自重浮2、平衡浮3、渠浮连接加固板4等装置组成，图中5是固定缆环，6是深水潮汐海流稳流渠的进水管口，7是深水潮汐海流稳流渠的出水管口，8是渠浮连接加固板上的分流孔。

深水潮汐海流稳流渠的渠道管体如图1a、图1b、图1c所示，最好是横截面为圆形的密闭管体；渠道管体也可以是横截面为方形、矩形或其他几何形状的密闭管体；渠道管体可以是耐海水腐蚀的金属制品，也可以是玻璃钢制品或塑料制品。

如图1b所示，渠道管体的出水管口垂直于海平面，且渠道管体的出水管平行于海平面并悬浮于海平面；渠道管体的进水管口位于距离海平面一定深度的水层，即出水管口与进水管口有一定距离的高度差，进水管与出水管和海平面是相互平行的；出水管口与进水管口的高度差，一般要大于放置海域可能发生的最大浪的振幅(理论上，高度差大于浪高即可，但在实际应用中，应适当加大高度差)，这样就能使进水管口位于风、浪的作用范围之外的水层，而最大限度的远离风浪对潮汐海流流速能够产生影响的水层；渠道管体进水管口与出水管口的截面面积，可以是等大的，也可以是不等大的，即深水潮汐海流稳流渠可以是不变速的，也可以是变速的，当放置海域的潮汐海流的流速较适宜时，深水潮汐海流稳流渠可以是不变速的；当放置海域的潮汐海流的流速较小时，就需要进水管口的横截面比出水管口的横截面大些，以使深水潮汐海流稳流渠出水管口的潮汐海流流速变大；反之，当放置海域的潮汐海流的流速太大时，就需要进水管口的横截面比出水管口的横截面小些，以使深水潮汐海流稳流渠出水管口的潮汐海流流速变为设计需要的适宜流速；如图1b所示，深水潮汐海流稳流渠的出水管与进水管之间最好是管体直线密闭相连接。

如图1a、图1b所示，自重浮的截面呈锥型附贴固定于深水潮汐海流稳流渠渠道管体的上面，锥形结构可以最大限度的降低深水潮汐海流稳流渠对潮汐海流产生的阻力；自重浮的外壳是由具有一定强度的、耐海水腐蚀的玻璃钢或塑料制成，自重浮内充满耐一定压力的泡沫；自重浮所产生的浮力要等于或稍低于深水潮汐海流稳流渠的自重。由于深水潮汐海流稳流渠的渠道管体与平衡浮之间的空间，从进水管口到出水管口是逐渐变小的，当自重浮的顶部锥点与平衡浮的底部平面的中心点交汇后，由于要继续保持原来自重浮的截面面积，自重浮的横截面就要以交汇点为中心，在交汇点的两边对称等大的向两边逐渐扩展，以保持自重浮的横截面积不变。

如图1a、图1b、图1c、图1d所示，平衡浮位于深水潮汐海流稳流渠渠道管体和自重浮的上面，浮体是具有一定强度的、耐海水腐蚀的材料制成的内充满泡沫的盒体，平衡浮的底面平直而使浮力平稳，平衡浮的顶面是呈一定角度的“人”字形或弧形，能使侵袭在平衡浮顶部的海水或雨水迅速流入大海。平衡浮的两端要对称、等长的超出自重浮锥体中心一定距离，以达到稳定、可靠的平衡效果。如图1d所示，平衡浮的前端(即位于进水管口的一端)最好是三角形或是船头形，这样可以降低平衡浮对潮汐海流产生的阻力。平衡浮的前端(即位于进水管口的一端)也可以是平直的直线形。

如图1a、图1c所示，渠浮连接加固板是深水潮汐海流稳流渠的渠道管体与平衡浮之间连接加固的连接板，渠浮连接加固板垂直于平衡浮的底部平面，并平行于自重浮的锥点与平衡浮底部平面中心点的连线，与深水潮汐海流稳流渠渠道管体的两侧连接固定，自重浮的锥点和平衡浮底部平面的中心点与两面渠浮连接加固板的距离等大。如图1c所示，在渠浮连接加固板上按一定的间距设有分流孔，分流孔可以是圆形的，也可以是椭圆形的、方形的、矩形的、三角形的、菱形的。如图1b所示，深水潮汐海流稳流渠的渠道管体与平衡浮之间的空间，从进水管口到出水管口是逐渐变小的，这就使渠道管体与平衡浮之间的空间内的潮汐海流不顺畅而产生巨大的阻力；在渠浮连接加固板上，设有足够多和足够大的分流孔，可以使渠道管体与平衡浮之间的空间内的潮汐海流顺畅，可以最大限度的减少深水潮汐海流稳流渠对潮汐海流产生的阻力。渠浮连接加固板一般为不锈钢制品或是铁制品外包被玻璃钢或塑料外皮。

为更好地分流渠道管体与平衡浮之间的空间内的潮汐海流，也可以在每个分流孔的后端相应位置设有一定规格的引流板，以引导潮汐海流从分流孔中流出。

如图1a、图1b、图1c所示，在深水潮汐海流稳流渠渠道管体进水管口处的进水管体的底部有国定缆环，用于与固定于海底的铁锚或桩橛上的缆绳连接固定。

由于深水潮汐海流稳流渠的渠道管体一般较长，这就拥有了在深水潮汐海流稳流渠上安装设置消浪器的足够空间。

设置有消浪器的深水潮汐海流稳流渠，如图2a、图2b、图2c、图2d所示，是由渠道管体1、自重浮2、消浪器3、连接板4、防沉控制浮5、固定缆环6、平衡浮9和渠浮连接加固板10组成，图中7是进水管口，图中8是出水管口，11是连接板或渠浮连接加固板上的分流孔。

渠道管体如图2a、图2b、图2c所示，最好是横截面为圆形的密闭管体；渠道管体也可以是横截面为方形、矩形或其他几何形状的密闭管体；渠道管体可以是耐海水腐蚀的金属制品，也可以是玻璃钢制品或塑料制品。

如图2b所示，渠道管体的出水管口垂直于海平面，而且渠道管体的出水管平行于海平面并悬浮于海平面；渠道管体的进水管口位于距离海平面一定深度的水层，即出水管口与进水管口有一定距离的高度差，进水管与出水管和海平面是相互平行的；出水管与进水管的高度差，一般要大于放置海域可能发生的最大浪的振幅，这样就能使进水管口位于风浪作用范围之外的水层，而最大限度的远离风浪对潮汐海流流速能够产生影响的水层；渠道管体进水管口与出水管口的截面面积，可以是等大的，也可以是不等大的，即深水潮汐海流稳流渠可以是不变速的，也可以是变速的，当放置海域的潮汐海流的流速较适宜时，深水潮汐海流稳流渠可以是不变速的；当放置海域的潮汐海流的流速较小时，就需要进水口的横截面比出水口的横截面大些，以使深水潮汐海流稳流渠出水管口内的潮汐海流流速变大；反之，当放置海域的潮汐海流的流速太大时，就需要进水管口的横截面比出水管口的横截面小些，以使深水潮汐海流稳流渠出水管口内的潮汐海流流速变为设计需要的适宜流速；如图2b所示，深水潮汐海流稳流渠的出水管与进水管之间最好是用相应的管体直线密闭相连接。

如图2a、图2b所示，自重浮的截面呈锥型附贴固定于深水潮汐海流稳流渠渠道管体的上面，锥形结构可以最大限度的降低深水潮汐海流稳流渠对潮汐海流产生的阻力；自重浮的外壳是由具有一定强度的、耐海水腐蚀的玻璃钢或塑料制成内充满耐一定压力的泡沫浮体；自重浮所产生的浮力要等于或稍低于深水潮汐海流稳流渠的自重。由于深水潮汐海流稳流渠的渠道管体与平衡浮之间的空间，从进水管口到出水管口是逐渐变小的，当自重浮的顶部锥点与平衡浮的底部平面的中心点交汇后，由于要继续保持原来自重浮的截面面积，自重浮的横截面就要以交汇点为中心，在交汇点的两边对称等大的向两边逐渐展开。

消浪器如图2a、图2b、图2c、图2d所示，最好是具有一定规格的，又具有一定强度的平板状物体(或是扁平状物体)，位于进水口一端的渠道管体和自重浮的上面，与进、出水管平行，同时消浪器的平面平行于海平面；消浪器的宽度一般等于或大于平衡浮的宽度，消浪器的长度一般不小于本海域可能发生的最大浪的振幅(深海海浪的振动轨迹基本是正圆形的，所以以振幅为准。理论上，消浪器的长度达到一个振幅以上，即可有效阻止海浪的震动。)或一个波长(由于浅海海浪的振动轨迹是椭圆形的，所以，应以波长为准)，消浪器的长度小于振幅或波长，将会影响消浪效果；消浪器可以是不锈钢制品也可以是具有一定强度的玻璃钢或塑料制品。在消浪器的上面中间线，按一定间距设置有防沉控制浮，并在消浪器的两边，距离中间线一定距离，分别对称设有防沉控制浮，也可以只在消浪器的两边，距离中间线一定距离，分别对称设有防沉控制浮；防沉控制浮一般为塑料或玻璃钢制品，内充满泡沫；防沉控制浮是通过缆绳固定在消浪器上的；防沉控制浮可以是圆柱体的，也可以是圆球体的；其作用是：使处于悬浮状态的深水潮汐海流稳流渠的渠体，始终保持在一定水层的平衡状态。防沉控制浮与消浪器之间的设置距离，一般是本海域可能发生的最大浪高的一半，即消浪器与海平面的距离是本海域可能发生的最大浪高的二分之一，也可以是最大浪高的三分之二；消浪器与海平面之间的距离越小，消浪效果越好，但需要承受海浪的打击力就越大；理论上消浪器与海平面的距离在本海域可能发生的最大浪高的二分之一以内，消浪效果都是最好的；超过浪高二分之一的距离，消浪效果会逐渐减弱；防沉控制浮的直径，是由在海域中处于悬浮状态的整个深水潮汐海流稳流渠，要保持在一定水层所需要浮力大小决定的，可以根据具体数据计算得出。防沉控制浮的大小，应控制在：使消浪器在一定水层保持平衡状态时，防沉控制浮要至少露出水面三分之一的体积。

如图2a、图2c所示消浪器与渠道管体之间有连接板加固连接，连接板垂直于消浪器和海平面；连接板最好是不锈钢制品，也可以是铁制品外包被玻璃钢或塑料外皮；在连接板上也要按一定间距设有分流孔，分流孔应该尽可能的大些。

如图2d所示，消浪器的前端最好设置为三角形，以有效的分解海浪对消浪器的打击力。

平衡浮如图2b、图2c、图2d所示，位于消浪器的后部、深水潮汐海流稳流渠渠道管体和自重浮的上面，浮体是具有一定强度的、耐海水腐蚀的材料制成的内充满泡沫的盒体，平衡浮的底部平直使浮力平稳，平衡浮的顶面是呈一定角度的“人”字形或弧形，能使侵袭在平衡浮顶部的海水或雨水迅速流入大海。平衡浮的两端要对称、等长的超出自重浮锥体中心一定距离，以达到稳定、可靠的平衡效果。如图2d所示，平衡浮的前端最好是三角形或是船头形，这样可以降低平衡浮对潮汐海流产生的阻力。

如图2c所示，渠浮连接加固板是深水潮汐海流稳流渠的渠道管体与平衡浮之间连接加固的连接板，渠浮连接加固板垂直于平衡浮的底部平面，并平行于自重浮的锥点与平衡浮底部平面中心点的连线，与深水潮汐海流稳流渠渠道管体的两侧连接固定。如图2c所示，在渠浮连接加固板上按一定的间距设有一定规格的分流孔，分流孔可以是圆形的，也可以是椭圆形的、方形的、矩形的、三角形的、菱形的。如图2b所示，深水潮汐海流稳流渠的渠道管体与平衡浮之间的空间，从进水管口到出水管口是逐渐变小的，这就使渠道管体与平衡浮之间的空间内的潮汐海流不顺畅而产生巨大的阻力；在渠浮连接加固板上，设有足够的分流孔，可以使渠道管体与平衡浮之间的空间内的潮汐海流顺畅，可以最大限度的减少深水潮汐海流稳流渠对潮汐海流产生的阻力。渠浮连接加固板一般为不锈钢制品或是铁制品外包被玻璃钢或塑料外皮。

为更好地分流渠道管体与平衡浮之间的空间内的潮汐海流，也可以在每个分流孔的相应位置设有一定规格的引流板，以引导潮汐海流从分流孔中流出。

如图2a、图2b、图2c所示，在深水潮汐海流稳流渠渠道管体进水管口处的进水管口底部有国定缆环。

Claims (2)

1.一种深水潮汐海流稳流渠，其特征是：由渠道管体、自重浮、平衡浮、渠浮连接加固板组成；渠道管体的进水管口水平低于出水管口一定的高度并密闭连接，渠道管体上有自重浮；在渠道管体和自重浮的上面有平衡浮；平衡浮与渠道管体之间有渠浮连接加固板连接固定；渠浮连接加固板上有分流孔；渠道管体进水管口的底部有固定缆环。

2.一种设置有消浪器的深水潮汐海流稳流渠，其特征是：由渠道管体、自重浮、消浪器、连接板、平衡浮、渠浮连接加固板组成；渠道管体的进水管口水平低于出水管口一定的高度并密闭连接，渠道管体上有自重浮；在进水管口端的渠道管体与自重浮的上面，有消浪器；消浪器上有防沉控制浮与消浪器连接；消浪器与渠道管体之间有连接板连接固定；连接板上有分流孔；在渠道管体和自重浮的上面有平衡浮；平衡浮与稳流渠的渠道管体之间有渠浮连接加固板连接固定；渠浮连接加固板上有分流孔；渠道管体进水管口的底部有固定缆环。