CN107178465B - 一种用潮汐能洋流能发电的涡轮机的安装装置及安装方法 - Google Patents

Abstract

一种用潮汐能洋流能发电的涡轮机的安装装置，梯形框架包括斜支撑架、框架梁、柱、底脚梁；柱设置有四根，斜支撑架设置有四根，底脚梁设置有四根，框架梁设置有两个且均设置为正方形；框架梁上下平行设置，上下设置的框架梁在四个端点处分别设置有柱，即由上下设置的框架梁和四根柱构成正四棱柱，每个柱的另一侧均设置有斜支撑架，每个斜支撑架的底部与下面设置的框架梁处于同一水平面，且下面设置的框架梁的四端通过底脚梁与斜支撑架固定连接，本发明不仅使涡轮机可以反复更换，而且电机及变速箱都可在安装装置上维护与更换，同时也解决了电机及变速箱防腐及密封等因素引起的故障问题，降低海电最大的能耗成本。

Description

一种用潮汐能洋流能发电的涡轮机的安装装置及安装方法

技术领域

本发明属于海洋能源安装技术领域，具体涉及一种用潮汐能洋流能发电的涡轮机的安装装置及安装方法。

背景技术

目前的海洋能源安装技术主要集中在海洋底部安装，如英国苏格兰的梅伊根和贝尔法思特，德国海德海姆公司在韩国济州岛都是依托在海底，这主要是涡轮机工作性质决定其安装在海流的中间，支柱从海底向上支撑，高约15米连接电机与涡轮机，这样做最大缺点是电机与涡轮机及变数箱都密封在海里，工作时非常复杂，一旦发生渗漏现象，将会报废，如果更换维修就等于重新安装一次，损失巨大。

我国江夏潮汐发电站涡轮机不能双向工作，当涨潮时，发电机陷入停顿状态不能工作，影响蓄水，只有当蓄水完成后才能工作，如何解决既能蓄水，又能工作，这是关键难题之一，如何在涨潮时不影响蓄水，如何在蓄水中不影响发电，把现有技术改变成既能蓄水又不影响发电的双向工作模式，也是本发明要点。

综上所述，针对现有技术中存在的不足之处，有必要提供一种具有新颖性和创造性的安装方案。

发明内容

本发明提供一种用于潮汐能洋流能发电额涡轮机的安装方法，以此来适应我国近海大型洋流水道157个，如金塘湾水道，西侯门水道以及老铁山水道，以及台湾海峡，水深基本上都是60m以下，而大小钦岛水道仅为20m都蕴藏着巨大的能源，全部适合本发明的装配平台，构建海上电站的设备大多极其昂贵，所以建造大型固定型发电机组安装装置非常必要，而且安装装置上要保证设有共用的龙门起吊装置，使维修工作常态化，无需从外部调用起吊船，这是海上电站标准装置，也是海洋发电降低综合成本，达到实用化的必要条件。

本发明是通过以下技术方案来实现的：一种用潮汐能洋流能发电的涡轮机的安装装置，包括梯形框架、天吊轨道、天吊、钢筋网、闸板、预置钢筋网、预置混凝土定位中心底槽、涡轮机主轴底脚、牵引钢索挂钩、牵引索绞盘；

所述梯形框架包括斜支撑架、框架梁、柱、底脚梁；所述柱设置有四根，斜支撑架设置有四根，底脚梁设置有四根，框架梁设置有两个且均设置为正方形；所述框架梁上下平行设置，上下设置的框架梁在四个端点处分别设置有柱，即由上下设置的框架梁和四根柱构成正四棱柱，每个柱的另一侧均设置有斜支撑架，每个斜支撑架的底部与下面设置的框架梁处于同一水平面，且下面设置的框架梁的四端通过底脚梁与斜支撑架固定连接，所述梯形框架的四个侧面成梯形，上下面成正方形，当安装用潮汐能发电的涡轮机时，其中一个侧面的中间设置有闸门斜梁，且上面设置的框架梁的一端旋转连接有闸板；当安装用洋流能发电的涡轮机时，则不需要安装闸门斜梁；

框架梁的中间通过钢架支撑有电机，电机固定连接有变速箱，变速箱与涡轮机主轴的上端相连接，涡轮机主轴的底部设置有涡轮机主轴底脚，涡轮机主轴底脚的下面设置有牵引钢索挂钩，利用牵引索绞盘将涡轮机主轴的下端设置在梯形框架底部的预设混凝土定位中心底槽中；涡轮机主轴的下端由牵引钢索牵引就位；

框架梁上面的两端对称侧分别设置有天吊轨道用于架设天吊，上面设置的框架梁露出海平面，且天吊距离上面设置的框架梁的距离设置为2米。

作为一种优选的技术方案，所述梯形框架由钢筋混凝土制成，且混凝土中添加有高标号防水剂。

作为一种优选的技术方案，所述底脚梁与柱的直径之比为1:2。

作为一种优选的技术方案，所述柱与斜支撑架的截面设置为橄榄球形。

作为一种优选的技术方案，相邻底脚梁之间预埋有钢筋网用现浇混凝土填平，形成完整地基。

一种用潮汐能洋流能发电的涡轮机的安装装置的安装方法，

S001：首先要测量海水的深度，并处理好海底平面；

S002：将梯形框架用混凝土浇筑出来，且沿所测阶梯高度制作；，底脚梁与柱之间的直径比为1:2；

S003：由岸边呈阶梯形逐步深入到海洋深处，始终要保持框架露出于水平面2米；

S004：天吊轨道埋设预埋件用现浇混凝土操平，以方便道轨的铺设和加固；

S005：涡轮机通过天吊进行安装，涡轮机主轴底脚对应梯形框架底部中心的预置混凝土定位中心底槽，牵引钢索挂钩挂在涡轮机主轴底脚上，利用利用牵引索绞盘牵拉到预设混凝土定位中心底槽，电机固定连接有变速箱，变速箱与涡轮机主轴的上端相连接。

与现有技术相比较，本发明的有益效果在于：本发明主要是针对专利号为ZL 20132 0319751.0的涡轮机提供一种在海平面上的安装电机及变速箱的安装装置及安装方法，这种安装装置稳固性极强，不仅要能抵御日常海洋环境的侵蚀，还具备百年不遇特大灾害的抗击能力，保证一劳永逸，除此之外，电机及附属设备每个环节都有使用寿命，比如发电机寿命是二十年，本发明不仅使涡轮机可以反复更换，而且电机及变速箱都可在安装装置上维护与更换，同时也解决了电机及变速箱防腐及密封等因素引起的故障问题，降低海电最大的能耗成本。海洋电站它是一个百年大计，这种安装装置如果应用在潮汐发电环境，它还可以提供调节水流，实现边蓄水边工作，当蓄水期结束，变成泄水时，工作平台自动把不工作的回水区关闭，把水流都调向工作区，延长泄水时间提高工作效率。

附图说明

图1：为本发明的俯视示意图；

图2：为本发明的主视示意图；

图3：为本发明的侧视示意图；

图4：为本发明的潮汐电站蓄水平面图；

图5：为本发明的潮汐电站排水平面图；

图6：为图2中“C”部分的放大示意图。

图中序号说明：1电机，2变速箱，3天吊，4涡轮机臂杆，5涡轮机分轴，6钢架，7进水区、8斜支撑架，9框架梁，10闸门斜梁，11涡轮机主轴，12涡轮机叶片，13闸板，14柱，15天吊轨道，16潮汐电站蓄水区，17底脚梁，18钢筋网，19预设混凝土定位中心底槽，20涡轮机主轴底脚，21涡轮机主轴底脚锁，31引索绞盘，30钢索挂钩。

具体实施方式

为了进一步说明本发明，下面结合附图及实施例对本发明进行详细地描述，但不能将它们理解为对本发明保护范围的限定。

结合图1到图6：一种用潮汐能洋流能发电的涡轮机的安装装置，包括梯形框架、天吊轨道15、天吊3、钢筋网18、闸板13、预置钢筋网18、预置混凝土定位中心底槽19、涡轮机主轴底脚20、牵引钢索挂钩30、牵引索绞盘31；

所述梯形框架包括斜支撑架8、框架梁9、柱14、底脚梁17；所述柱14设置有四根，斜支撑架8设置有四根，底脚梁17设置有四根，框架梁9设置有两个且均设置为正方形；所述梯形框架由混凝土制成，且混凝土中添加有高标号防水剂。

所述框架梁9上下平行设置，上下设置的框架梁9在四个端点处分别设置有柱14，即由上下设置的框架梁9和四根柱14构成正四棱柱，每个柱14的另一侧均设置有斜支撑架8，每个斜支撑架8的底部与下面设置的框架梁9处于同一水平面，且下面设置的框架梁9的四端通过底脚梁17与斜支撑架8固定连接，所述底脚梁17与柱14的长度之比小于1:2；所述柱14与斜支撑架8的截面设置为橄榄球形；相邻底脚梁17之间设置有钢筋网18，所述钢筋网18用现浇混凝土填平。

当安装用潮汐能发电的涡轮机时，其中一个侧面的中间设置有闸门斜梁10，且上面设置的框架梁9的一端旋转连接有闸板13；当安装用洋流能发电的涡轮机时，则不需要安装闸门斜梁10，

框架梁9的中间通过钢架6支撑有电机1，电机1固定连接有变速箱2，变速箱2与涡轮机主轴11的上端相连接，涡轮机主轴11的底部设置有涡轮机主轴底脚20，涡轮机主轴底脚20的下面设置有牵引钢索挂钩30，利用牵引索绞盘31将涡轮机主轴11的下端设置在梯形框架底部的预设混凝土定位中心底槽19中；涡轮机主轴11的下端由牵引钢索牵引就位；

框架梁9上面的两端对称侧分别设置有天吊轨道15用于架设天吊3，上面设置的框架梁9露出海平面，且天吊3距离上面设置的框架梁9的距离设置为2米。

涡轮机包括涡轮机主轴11、涡轮机臂杆4，涡轮机分轴5，具体的结构以及结构的连接是本领域技术人员应该理解的，例如专利号为ZL 2013 2 0319751.0的涡轮机就有所介绍。

一种用潮汐能洋流能发电的涡轮机的安装装置的安装方法，

S001：首先要测量海水的深度，并处理好海底平面；

S002：将梯形框架用混凝土浇筑出来，且沿所测阶梯高度制作； 相邻梯形框架

顶端应保持平行，深度大于2米即可装配涡轮机，柱与斜支撑架由于面向水流，其截面均做成橄榄球型，降低阻力保持水流畅通，底脚梁与柱之间的直径比

为1:2，

S003：由岸边呈阶梯形逐步深入到海洋深处，始终要保持框架露出于水平面2米；

S004：天吊轨道埋设预埋件用现浇混凝土操平，以方便道轨的铺设和加固；

S005：涡轮机通过天吊进行安装，涡轮机主轴底脚对应梯形框架底部中心的预置混凝土定位中心底槽，牵引钢索挂钩挂在涡轮机主轴底脚上，利用利用牵引索绞盘牵拉到预设混凝土定位中心底槽，电机固定连接有变速箱，变速箱与涡轮机主轴的上端相连接。

图3和图4是潮汐发电示意图，从图1图2可看出，本涡轮机是垂直轴性质，任何水流方向总有一侧是面对水流方向工作，涨潮时进水区7一侧工作，而退潮时潮汐电站蓄水区16侧工作，从图4看，当退潮时，闸板自放，挡住整个潮汐电站蓄水区16，使水只流向进水区7一侧，受限的潮汐电站蓄水区16只能从工作区通过，延长了发电时间。

本发明主要是针对专利号为ZL 2013 2 0319751.0的涡轮机提供一种在海平面上的安装电机及变速箱的安装装置及安装方法，这种安装装置稳固性极强，不仅要能抵御日常海洋环境的侵蚀，还具备百年不遇特大灾害的抗击能力，保证一劳永逸，除此之外，电机及附属设备每个环节都有使用寿命，比如发电机寿命是二十年，本发明不仅使涡轮机可以反复更换，而且电机及变速箱都可在安装装置上维护与更换，同时也解决了电机及变速箱防腐及密封等因素引起的故障问题，降低海电最大的能耗成本。海洋电站它是一个百年大计，这种安装装置如果应用在潮汐发电环境，它还可以提供调节水流，实现边蓄水边工作，当蓄水期结束，变成泄水时，工作平台自动把不工作的回水区关闭，把水流都调向工作区，延长泄水时间提高工作效率。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种用潮汐能洋流能发电的涡轮机的安装装置，其特征在于：包括梯形框架、天吊轨道（15）、天吊（3）、闸板（13）、钢筋网（18）、预置混凝土定位中心底槽（19）、涡轮机主轴底脚（20）、牵引钢索挂钩（30）、牵引索绞盘（31）；

所述梯形框架包括斜支撑架（8）、框架梁（9）、柱（14）、底脚梁（17）；所述柱（14）设置有四根，斜支撑架（8）设置有四根，底脚梁（17）设置有四根，框架梁（9）设置有两个且均设置为正方形；所述框架梁（9）上下平行设置，上下设置的框架梁（9）在四个端点处分别设置有柱（14），即由上下设置的框架梁（9）和四根柱（14）构成正四棱柱，每个柱（14）的另一侧均设置有斜支撑架（8），每个斜支撑架（8）的底部与下面设置的框架梁（9）处于同一水平面，且下面设置的框架梁（9）的四端通过底脚梁（17）与斜支撑架（8）固定连接，当安装用潮汐能发电的涡轮机时，其中一个侧面的中间设置有闸门斜梁（10），且在上面设置的框架梁（9）的一端旋转连接有闸板（13）；当安装用洋流能发电的涡轮机时，则不需要安装闸门斜梁（10）；

框架梁（9）的中间通过钢架（6）支撑有电机（1），电机（1）固定连接有变速箱（2），变速箱（2）与涡轮机主轴（11）的上端相连接，涡轮机主轴（11）的底部设置有涡轮机主轴底脚（20），涡轮机主轴底脚（20）的下面设置有牵引钢索挂钩（30），利用牵引索绞盘（31）将涡轮机主轴（11）的下端设置在梯形框架底部的预置混凝土定位中心底槽（19）中；涡轮机主轴（11）的下端由牵引钢索牵引就位；

框架梁（9）上面的两端对称侧分别设置有天吊轨道（15），用于架设天吊（3）；上面设置的框架梁（9）露出海平面，且天吊（3）距离上面设置的框架梁（9）的距离设置为2米。

2.根据权利要求1所述的一种用潮汐能洋流能发电的涡轮机的安装装置，其特征在于：所述梯形框架由钢筋混凝土制成，且混凝土中添加有防水剂。

3.根据权利要求1所述的一种用潮汐能洋流能发电的涡轮机的安装装置，其特征在于：所述底脚梁（17）与柱（14）的直径之比为1:2。

4.根据权利要求1所述的一种用潮汐能洋流能发电的涡轮机的安装装置，其特征在于：所述柱（14）与斜支撑架（8）的截面设置为橄榄球形。

5.根据权利要求1所述的一种用潮汐能洋流能发电的涡轮机的安装装置，其特征在于：相邻底脚梁（17）之间预埋有钢筋网（18）用现浇混凝土填平，形成完整地基。

6.根据权利要求1所述的一种用潮汐能洋流能发电的涡轮机的安装装置的安装方法，其特征在于：

S001：首先要测量海水的深度，并处理好海底平面；

S002：将梯形框架用混凝土浇筑出来；相邻梯形框架顶端应保持平行，深度大于2米即可装配涡轮机，柱与斜支撑架由于面向水流，其截面均做成橄榄球型，降低阻力保持水流畅通，底脚梁与柱之间的直径比为1:2；

S003：由岸边呈阶梯形逐步深入到海洋深处，始终要保持梯形框架露出于水平面2米；

S004：天吊轨道埋设预埋件用现浇混凝土操平，以方便道轨的铺设和加固；

S005：涡轮机通过天吊进行安装，涡轮机主轴底脚对应梯形框架底部中心的预置混凝土定位中心底槽，牵引钢索挂钩挂在涡轮机主轴底脚上，利用牵引索绞盘牵拉到预置混凝土定位中心底槽，电机固定连接有变速箱，变速箱与涡轮机主轴的上端相连接。