CN1065321C

CN1065321C - 一种潮汐发电设施

Info

Publication number: CN1065321C
Application number: CN98100410A
Authority: CN
Inventors: 常胜
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1998-02-13
Filing date: 1998-02-13
Publication date: 2001-05-02
Anticipated expiration: 2018-02-13
Also published as: CN1186906A

Abstract

本发明是一种利用潮汐发电的能源设施，由置于海床上的下沉体和浮于下沉体上方海面的浮动体组成，下沉体由上腔、下腔和内含牵引体的中心腔构成，牵引体与置于上腔和下腔之间的膜片连接，使膜片下的中心腔形成水密腔，牵引体由绳缆与浮动体相连，随潮汐上涨使水密腔形成负压将海水吸入下沉体推动其内的水轮发电机发电并存于水密腔内，落潮时，牵引体下降，使水密腔内的海水外排，继续推动水轮发电机发电。该设施易于生产、安装、迁移和使用维护，更可综合利用，很具使用前景。

Description

一种潮汐发电设施

本发明涉及能源工程，属于一种潮汐发电设施。

占地球表面积百分之七十以上的海洋蕴藏着无穷无尽的能量，将这些能量提取、转化、利用起来，是人们一直追求的目标。而利用波浪的运动和潮汐的涨落发电更是世界各国研究开发的重点。如美国专利4398095公开的浮体式波浪激励的水力发电系统就是利用被锚定在海底的活塞一唧筒式泵提取波浪能量来发电。而中国专利CN85107154A公开的一种波能发电机，即设计了按基谐模操作的共振室，这种共振室建造在海床上，可将波浪的振幅加大，因而有可能使共振室内的浮体和泵有增大的能量输出，以发出更多的电能。而现有的潮汐发电设施则是在海边筑坝建库，积蓄上涨的潮水形成落差以推动水轮发电机发电。上述发明及设施各有特点，但其局限性亦十分明显：利用活塞、泵体机械换能，在技术、工艺和材料上要求很高，有很多难点需要解决，安装、使用和维修亦不是易事。而筑坝蓄潮不仅工程造价高，而且受涨潮高程的制约，亦限制了发电机组的容量和效率。

本发明的目的就是要提供一种能有效利用昼夜潮汐变化时海水涨落的能量，且易于建造、安装、维护、使用的潮汐发电设施。

为完成发明任务而设计的潮汐发电设施，由置于海床上的下沉体和浮于下沉体上方海面的浮动体两部分组成，下沉体为预制构件，由上腔、下腔和内含牵引体的中心腔构成，下腔内装有水轮发电机组，与水轮发电机组相通的进出水管道一端经过滤室进出海水，另一端与中心腔腔底相通，中心腔内的牵引体与置于上腔和下腔之间的膜片连接，使膜片下的中心腔形成水密腔，牵引体上有由带长度调节器和锁定器的垂直绳缆和斜拉绳缆组成的悬拉装置与浮动体相连。

将本发明潮汐发电设施下沉体的预制件和水力发电机组等内部设备，在设施使用地的海面上组装就绪，向下沉体的上、下，腔体内灌入海水，使下沉体沉至海床定位，然后在下沉体上方组装浮动体，并在低潮时将牵引体上的悬拉装置的绳缆与浮动体相连，该设施就可投入使用。潮涨时，浮动体随海面上升，上拉牵引体，使水密腔形成负压，海水即经过滤室被吸入进出水管推动水轮发电机组发电，并充入水密腔。由于水密腔的相对容积很大，而牵引体在中心腔内的升降范围又大于潮汐的落差。所以随着潮水的上涨和牵引体的上行，海水一直被吸入进出入水管推动水轮发电机发电；落潮时，浮动体随海面下降，牵引体因自重下行，挤压水密腔内的海水经进出水管排出，从而推动水轮发电机继续发电。如此昼夜循环，不论潮涨潮落，水轮发电机均发电不止。利用悬拉装置上的长度调节器和锁定器，可调节垂直绳缆和斜拉绳缆的长度，以适应逐日潮汐的变化保证设施正常工作。

为了减轻预制件自身重量，便于运输和组装，使下沉体能根据需要灌水下沉或排水上浮，可使下沉体的下腔内有注水阀经水口与海水相通，下腔还与上腔相通。而牵引体为空心腔体，其内有注水阀经水口与水密腔和进出水管道相通，牵引体顶上有通气管道与海面上大气相通，下沉体的上腔亦有通气管道与海面上大气相通。

为避免因牵引体上升过速或推动水轮发电机的进出入水管流量所限而使水密腔负压过大，可在下沉体的下腔内设补水阀，使补水阀一端经管道和过滤室与海水相通，另一端与水密腔通，以在必要时补水平衡负压。

由于本设施的浮动体是浮于海面上的大型建筑物，其面积大，具有较强的抗风浪能力，更可数个连在一起。因此浮动体的上平面是可作为码头、货场、直升机机场、发射场或运动场的海上平台。浮动体的空腔则可以是浴池、养殖池科学试验、考察基地、海洋观光设施或海上旅馆等。而在浮动体的下方可设养殖网箱、声纳装置或潜水吊仓，悬挂于浮动体上，用途十分广泛。

为保证悬拉装置工作更加可靠，不受海水影响，悬拉装置可以是牵引体上的绳缆和置于浮动体内的、自动调节绳缆长的电动绞盘机。

在近岸浅水区，本设施的悬拉装置也可以是与牵引体固定连接的、垂直高度可自动调节的钢性构件。

以下结合附图实施例描述本发明。

图1为本发明潮汐发电设施示意图。

如图1所示，本发明潮汐发电设施由置于海床上的下沉体5和浮于下沉体5上方海面的浮动体14组成，下沉体5为预制件，由上腔6、下腔26和内含牵引体17的中心腔4构成，下腔26内装有水轮发电机组2，与水轮发电机组2相通的进出水管道1一端经过滤室3进出海水，另一端与中心腔4腔底相通，中心腔4内的牵引体17与置于上腔6和下腔26之间的膜片19连接，使膜片19下的中心腔4形成水密腔21，牵引体17上有由带长度调节器和锁定器10的垂直绳缆12和斜拉绳缆11组成的悬拉装置与上浮体14相连。下沉体5的上腔6有通气管道7与海面上的大气相通。上腔6和下腔26之间相通，下腔26内还有注水阀25经水口与海水相通。牵引体17的腔体16顶上亦有通气管道9与海面上大气相通。牵引体17的腔体16内有注水阀18经水口20与水密腔21和进出水管1相通。下沉体5的下腔26内还设有补水阀22，补水阀22一端经管道24和过滤室23与海水相通，另一端与水密腔21相通。浮动体14的上平面为海上平台，可作直升机场、码台、货场、发射场或运动场。浮动体14的内腔13则可设浴池、养殖池、科学试验、考察基地、海洋观光设施或海上旅馆。而浮动体14的下方可设网箱、声纳装置或潜水吊仓。水下电缆8可将水轮发电机组2所发电力输出。

本发明潮汐发电设施易生产、组装、迁移和维护、建造成本低，而效益高而稳定，且能综合利用，很有开发前景。

Claims

1、一种潮汐发电设施，其特征在于该设施由置于海床上的下沉体和浮于下沉体上方海面的浮动体两部分组成，下沉体为预制构件，由上腔、下腔和内含牵引体的中心腔构成，下腔内装有水轮发电机组，与水轮发电机组相通的进出水管道一端经过滤室进出海水，另一端与中心腔腔底相通，中心腔内的牵引体与置于上腔和下腔之间的膜片连接，使膜片下的中心腔形成水密腔，牵引体上有由带长度调节器和锁定器的垂直绳缆和斜拉绳缆组成的悬拉装置与上浮体相连。

2、根据权利要求1所述的潮汐发电设施，其特征在于所说的下沉体的下腔内有注水阀经水口与海水相通，下腔还与上腔相通，所说的牵引体为空心腔体，其内有注水阀经水口与水密腔和进出水管道相通，牵引体顶上有通气管道与海面上大气相通，下沉体的上腔亦有通气管道与海面上大气相通。

3、根据权利要求1或2所述的潮汐发电设施，其特征在于所说的下沉体的下腔内有补水阀一端经管道和过滤室与海水相通，另一端与水密腔相通。

4、根据权利要求1所述的潮汐发电设施，其特征在于所说的浮动体的下方设网箱，声纳装置或潜水吊仓悬挂于浮动体上。

5、根据权利要求1所述的潮汐发电设施，其特征在于所说的牵引体上的悬拉装置是绳缆和置于浮动体内的自动调节绳缆长度的电动绞盘机。

6、根据权利要求1所述的潮汐发电设施，其特征在于所说的连接浮动体和牵引体的悬拉装置是与牵引体固定连接的、垂直高度可自动调节的钢性构件。

7、一种潮汐发电设施的用途，其特征在于所说的浮动体的上平面可作为码头、货场、直升机机场、发射场或运动场的海上平台。

8、一种潮汐发电设施的用途，其特征在于所说的浮动体的空腔可作为浴池、养殖场、科学试验、考察基地、海洋观光设施或海上旅馆。