CN106365083B - 一种船载潮流发电水轮机翻转装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种船载潮流发电水轮机翻转装置，包括承载结构、滚轴部分和船载吊架部分。所述承载结构用于搭载水轮发电机组，主要包括左、右两个承载结构，分别附于船舶左、右片体上。所述滚轴部分用于承载并在检修时翻转水轮机，有前、后两根滚轴，滚轴上安装有轴承，置于左、右两个承载结构的凹槽内。所述船载吊架部分用于维修时起吊水轮机组，有前、后两组吊架，通过钢缆与水轮机相连。本发明所涉及的水轮机翻转装置，提供一种全新的翻转思路，便于工程应用，并且无需借助外在起升装置即可对水轮机进行出水检修，有利于降低船载潮流发电装置的造价。

Description

一种船载潮流发电水轮机翻转装置

技术领域

本发明涉及一种潮流发电水轮机的辅助装置，尤其涉及一种船载潮流发电水轮机翻转装置。

背景技术

随着经济的发展，人类对煤炭、石油、天然气等化石燃料的需求越来越大。化石能源的利用一方面创造了人类历史上空前繁荣的物质文明，另一方面也造成了严重的环境污染、全球变暖的事实。海上潮流能作为一种可再生的绿色能源，具有分布广、储量大、无污染等优点，越来越受到关注，各种潮流能发电装置应运而生。目前潮流能发电装置的研发尚处在一个技术不十分成熟的阶段，尤其是系统的可靠性和可维修性存在一些有待解决的问题，如何解决其海上运行时的有效保养和维护，一直是一件研发人员头疼的事。本发明所提供的一种潮流发电水轮机翻转出水装置，较好地解决了大型水轮发电机如何进行安装及维修问题，具有易于操作、维修费用低等特点，适合各种海上潮流发电水轮机的安装和检修。

经检索发现，公开号为CN204152718U的专利文件公开了一种自动升降叶轮潮流发电系统，其摘要内容为：本实用新型公开了一种自动升降叶轮潮流能发电系统，包括固定桩、支架、叶轮、升降平台、叶轮轴、横梁、自动升降机、升降螺杆、空压系统、主动轮、空压机、升降导槽、从动轮、伸缩输气管、固定输气管与陆地储气及发电系统；固定桩埋入海底面下，并连固定桩；升降平台设在支架上，叶轮通过叶轮轴与空压系统设在升降平台上，支架顶设有横梁，自动升降机置于横梁上，升降螺杆设在自动升降机上，升降导槽设在支架与升降平台之间，叶轮轴上设有主动轮，从动轮与空压机连接，空压机通过伸缩输气管连固定输气管，固定输气管通过陆地储气连发电系统。本实用新型只要有潮流推动就可压缩空气发电，换能效力高、结构简单、造价低、抗风浪强、建设快。

经检索发现，公开号为CN103206333A的专利文件中公开了一种齿轮齿条立柱式潮流发电机舱提升锁紧装置，其摘要内容为：本发明的目的在于提供一种齿轮齿条立柱式潮流发电机舱提升锁紧装置，包括提升锁紧单元，所述提升锁紧单元包括圆柱形筒体和发电机舱，圆柱形筒体通过法兰连接发电机舱，圆柱形筒体里安装提升齿条、提升齿轮，提升齿条与圆柱形筒体内壁相连，提升齿轮与提升齿条啮合，并通过连接提升电机带动提升齿条进而带动圆柱形筒体和发电机舱上下移动，提升齿条外设置导轨，提升齿条沿导轨移动，提升齿条上安装锁紧装置。本发明结构简单，生产和制造成本低，安装和维护检修方便、经济，适合漂浮式水平轴潮流发电装置发电机舱的安装和维护作业。

经检索发现，公开号为CN202790366U的专利文件中公开了一种潮流发电系统提升锁紧控制装置，其摘要内容为本实用新型公开了一种潮流发电系统提升锁紧控制装置，包括提升电机，提升电机通过4级游星减速箱与输出齿轮连接，输出齿轮与桩腿齿条啮合；另设有锁紧电机，锁紧电机与蜗轮蜗杆减速机连接，蜗轮蜗杆减速机与通过和桩腿齿条的啮合来实现桩腿的锁紧及解锁功能的锁紧齿条连接。本实用新型结构合理，传动比大，提升承载能力高，输出扭矩大，可靠性高；一套装置额定提升能力达60T；最大提升能力达90T。

发明内容

本发明的目的是为了提供一种结构简单、生产和制造成本较低的船载潮流发电水轮机翻转装置，巧妙地解决了水轮机出水检修的难题，适合于海上大型潮流水轮机发电机组。

本发明的目的是这样实现的：包括横跨在船体左片体与船体右片体的上方、且沿着船体左片体与船体右片长度方向前后设置的前吊架和后吊架、设置在船体左片体与船体右片体之间的左承载结构和右承载结构、前滚轴、后滚轴，所述左承载结构与船体左片体固连，右承载结构与船体右片体固连，所述前滚轴和后滚轴一前一后的设置在左承载结构和右承载结构之间，两根滚轴上均设置有一对轴承，且轴承安装在对应的承载结构所设置的凹槽中，两根滚轴的端部均安装有控制轴承周向移动的轴帽，每个承载结构上端还设置有防止轴承垂向运动的、可开启的限位块，且限位块与对应的轴承之间设置有弹簧，前吊架与后吊架上设置有前钢缆与后钢缆，前钢缆的端部与水轮机的前端固连，后钢缆的端部与水轮机的后端固连，水轮机的中间位置设置有钢架结构，钢架结构同时与前滚轴、后滚轴固定连接。

本发明还包括这样一些结构特征：

1.前滚轴、后滚轴之间还设置有钢管。

2.当水轮机向前翻转时，打开前滚轴对应的限位块，以后滚轴作为支点，通过前吊架和前钢缆将水轮机向前翻转提升出水，进行水轮机前端的检修；当水轮机向后翻转时，打开后滚轴对应的限位块，以前滚轴作为支点，通过后吊架和后钢缆将水轮机向后翻转提升出水，进行水轮机后端的检修。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明与公开号为CN204152718U，公开号为CN103206333A，公开号为CN202790366U的专利有明显的不同：(1)本发明与前面所述的三种专利在结构及实施方式上完全不同；(2)在提升水轮机时，本发明是将其中一个滚轴作为支撑点，依靠吊架和钢缆进行提升，而公开号为CN204152718U的专利则采用主动轮、升降导槽等升降叶轮潮流发电系统，公开号为CN103206333A的专利则是依靠齿轮组转动进行提升，公开号为CN202790366U的专利则是通过提升电机进行提升作业；(3)本发明在滚轴两端添加了轴承结构，不仅可以在轴向对水轮机进行约束，而且较大幅度地降低了提升时所需的力和力矩，而前面所述的三种专利并不存在这方面的结构。(4)本发明在滚轴磨损较严重时可以方便地进行更换，需要更换前滚轴时，只需将水轮机组向前翻转，此时前滚轴处于空置状态，即可完成更换；同理，需要更换后滚轴时，只需将水轮机组向后翻转即可。在更换完成后即可放下钢缆转到工作状态，而前面三种专利在提升装置需要更换时，必须将整个水轮机组转移后再进行维修，需要较长的维修时间。也即本发明具有安装方便，拆卸简便，易于维修，造价低廉等优点；本发明提供一种全新的翻转思路，便于工程应用，并且无需借助外在起升装置即可对水轮机进行出水检修，有利于降低船载潮流发电装置的造价。

附图说明

图1是本发明的侧视结构示意图；

图2是本发明的滚轴部分的结构示意图；

图3是本发明的正视方向的结构示意图；

图4是本发明向前翻转的示意图；

图5是本发明向后翻转的示意图。

图中：1.水轮机钢架结构；2.左轴承；3.右轴承；4.左轴帽；5.右轴帽；6.左承载结构；7.右承载结构；8.钢管；9.船体左片体；10.船体右片体；11.连接桥；12.限位块；13.弹簧结构；14.前滚轴；15.后滚轴；16.水轮机；17.前钢缆；18.后钢缆；19.前吊架；20.后吊架；21.水轮机叶片。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细描述。

结合图1至图5，本发明主要包括承载结构6和7、滚轴部分14和15和船载吊架19和20。所述的承载结构6、7，用于搭载前滚轴14、后滚轴15)，为水轮机16提供支持。承载结构6与船舶左片体9固连，承载结构7与船舶右片体10固结，左承载结构6与右承载结构7相距2.9m，方便水轮机的入水安装。所述的滚轴部分14、15，用于承载水轮机16，包括前滚轴14和后滚轴15。钢架1焊接在前滚轴14和后滚轴15上，并通过钢管8连接在一起，以加强结构的强度。钢架1下连接着水轮机16。滚轴14在左右两端分别安装有轴承2和轴承3，并在左右最外端安装轴帽4和轴帽5，用于控制轴承2和轴承3的轴向移动。所述的轴承部分，包括左端轴承2和右端轴承3，用于控制滚轴14的轴向位移，并提供支持。在水轮发电机组16进行翻转检修时，由于轴承2和轴承3是滚子轴承，可以大大减小翻转水轮机16所需的力和力矩。承载结构6、7在轴承2、3位置处有凹槽，用以限制轴承2、3的轴向移动，从而限制滚轴14的轴向移动。在轴承3、2的上方承载结构7、6上，设置有限位装置12，通过弹簧结构13约束轴承3、2的垂向移动。限位装置12通过螺栓或液压的方式与承载结构7固连。所述的吊架部分，包括前吊架19和后吊架20，对称置于滚轴两侧。在水轮机16工作时，钢缆17和18收起。当需要维修水轮机前端，即叶片部分21时，系上钢缆17，通过吊架19将水轮机拉出水面；当需要维修水轮机后端时，系上钢缆18，通过吊架20将水轮机拉出水面。

滚轴长6400mm，直径1200mm，在距中心2550mm的两端，安装轴承2和轴承3，轴承为滚子轴承。轴承的外侧安装轴帽4和轴帽5。滚轴安装在承载结构6和承载结构7上，且轴承2和轴承3恰好处于承载结构的凹槽内。在轴承的上方，设置限位装置12，为方形结构，通过弹簧13与轴承连接。水轮机16通过钢架1与滚轴14和滚轴15连接在一起，钢架1与滚轴14和滚轴15焊接。钢管8为加强结构，焊接在滚轴14和滚轴15上，也与钢架1连接。前后吊架19、20分位于滚轴14、15两侧，且吊架19、20与滚轴14、15相距6550mm。翻转作业时，前吊架19通过钢缆17连接在水轮机16的前端；后吊架20通过钢缆18连接在水轮机16的后端。

滚轴部分作为船载潮流水轮机翻转装置的主要部分，主要由一根轴和两个轴承组成。安装时，轴承被置于承载结构的凹槽内，约束滚轴的轴向位移；在轴承的上方，覆有限位装置，约束滚轴的垂向位移。吊架19和20用于起升水轮机，将其吊起至水面上以便检修。

当对水轮机叶片或水轮机前端进行检修时，需要将水轮机向前翻转出水。此时，首先打开滚轴14上的限位装置，去掉滚轴14的垂向约束；然后放下钢缆17，将其系于水轮机前端；最后通过吊架19，以滚轴15作为支撑点，收缩钢缆17，将水轮机前端吊至水面以上。

当对水轮机后端进行检修时，需要将水轮机向后翻转出水。此时，首先打开滚轴15上的限位装置，去掉滚轴15的垂向约束；然后放下钢缆18，将其系于水轮机后端；最后通过吊架20，以滚轴14作为支撑点，收缩钢缆18，将水轮机后端吊至水面以上。

当滚轴14磨损严重需要更换时，只需打开滚轴14上的限位装置，系上钢缆17，用吊架19将水轮翻转一定的角度，使滚轴14处于可以方便更换的位置即可。反之，当滚轴15需要更换时，通过吊架20，使滚轴15脱离工作位置即可更换

所述承载结构包括左、右两个承载结构，用于搭载水轮机。左承载结构与左片体固连，右承载结构与右片体固连，作为翻转装置的基础。左右两个承载结构相距2.9m，方便水轮机的入水安装和出水检修。

所述滚轴部分用于搭载水轮机，并在检修时进行翻转作业。滚轴部分有前滚轴和后滚轴，在每个滚轴左右两端分别安装轴承结构，轴承结构置于承载结构的凹槽内，以约束滚轴的轴向移动。在滚轴的两端，轴承的外侧，安装有轴帽，约束轴承的轴向移动。在水轮机正常作业时，为防止滚轴和轴承的垂向运动，在每个轴承的上方设置有限位装置，通过弹簧结构与轴承相连，从而约束轴承和滚轴的垂向移动。限位装置通过螺栓或其它连接结构与承载结构固连在一起。

所述吊架部分分别位于水轮机前后位置，横跨船体左右片体。水轮机正常作业时，钢缆收起；水轮机向前翻转时，前吊架工作，首先打开前滚轴的限位装置，将后滚轴作为支点，然后通过吊架和钢缆将水轮机向前翻转提升出水，然后进行水轮机的检修；同理，水轮机向后翻转时，后吊架工作，打开后滚轴上的限位装置，将前滚轴作为支点，将水轮机向后翻转提升出水进行检修。

Claims (3)

1.一种船载潮流发电水轮机翻转装置，其特征在于：包括横跨在船体左片体与船体右片体的上方、且沿着船体左片体与船体右片长度方向前后设置的前吊架和后吊架、设置在船体左片体与船体右片体之间的左承载结构和右承载结构、前滚轴、后滚轴，所述左承载结构与船体左片体固连，右承载结构与船体右片体固连，所述前滚轴和后滚轴一前一后的设置在左承载结构和右承载结构之间，两根滚轴上均设置有一对轴承，且轴承安装在对应的承载结构所设置的凹槽中，两根滚轴的端部均安装有控制轴承周向移动的轴帽，每个承载结构上端还设置有防止轴承垂向运动的、可开启的限位块，且限位块与对应的轴承之间设置有弹簧，前吊架与后吊架上设置有前钢缆与后钢缆，前钢缆的端部与水轮机的前端固连，后钢缆的端部与水轮机的后端固连，水轮机的中间位置设置有钢架结构，钢架结构同时与前滚轴、后滚轴固定连接。

2.根据权利要求1所述的一种船载潮流发电水轮机翻转装置，其特征在于：前滚轴、后滚轴之间还设置有钢管。

3.根据权利要求1或2所述的一种船载潮流发电水轮机翻转装置，其特征在于：当水轮机向前翻转时，打开前滚轴对应的限位块，以后滚轴作为支点，通过前吊架和前钢缆将水轮机向前翻转提升出水，进行水轮机前端的检修；当水轮机向后翻转时，打开后滚轴对应的限位块，以前滚轴作为支点，通过后吊架和后钢缆将水轮机向后翻转提升出水，进行水轮机后端的检修。