CN108223250A - 一种新型导管架海洋平台集成波能发电装置 - Google Patents

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Abstract

本发明属于新能源利用技术领域，提供一种新型导管架海洋平台集成波能发电装置。该装置包括导管架海洋平台、波浪能发电装置。波浪能发电装置包括气室和空气透平发电装置组成，气室由五块钢板和海洋平台的桩基焊接而成；顶部钢板设有气孔管道，气孔管道连接有在双向气流作用下均同向旋转的空气透平发电装置。本发明基于能360°全方向吸收波能的特性，提高了波浪能的吸收率；采用焊接型式形成固定式结构从而保证装置的稳定性；将波浪能发电装置与导管架海洋平台结合，使得该装置从近岸走向离岸成为可能，为海洋平台的运行提供电能，节省了成本。

Description

一种新型导管架海洋平台集成波能发电装置
技术领域
本发明属于新能源利用技术领域，涉及一种新型导管架海洋平台集成波能发电装置。
背景技术
一方面，随着全球能源消耗量日益增加，传统的不可再生能源逐渐减少，能源问题越来越突出。绿色可再生能源得到人类的广泛关注。其中波浪能开发对环境的影响小且以机械能的形式存在，是可再生能源开发的热点。另一方面，目前国内外的许多边际油田面临生产效益低下的问题。这些油田位于近海区域，储油量少，故采油设施的运行和维护比较简单，通常是无人值守的，而且不能通过像大型油田那样直接燃烧开采的石油来提供生产生活用电。因此，这一类的小型石油开采设施的用电问题可以通过波浪能发电来解决。
新型导管架海洋平台集成波能发电装置最主要的部分是振荡水柱式波能发电装置，该装置主要有固定式和浮式两种，其主体结构是一个向下开口的气室结构，上部有气孔管道连接空气透平装置。而目前已有的固定式结构，都只有一侧面向来浪方向，不能同时对不同方向来浪进行有效吸收；浮式结构一般采用锚链结构固定，其成本高、可靠性低且波能转换率较低。因此，提高波浪能利用率、降低波能发电成本，始终是波能利用研究的关键。新型导管架海洋平台集成波能发电装置可以接收各个方向的来浪，不仅提高了波能利用率，而且使固定式的振荡水柱波能转换装置从近岸走向离岸成为可能，为海洋的平台正常运行提供了电能。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明创新性地提出波浪能发电装置与导管架海洋平台集成的装置，本装置能对各个方向的来浪进行有效吸收；同时采用焊接的形式将波浪能发电装置与钢管桩连接，形成固定结构，相对于浮式结构增加了结构的稳定性和可靠性。
为了达到上述目的，本发明的技术方案为：
一种新型导管架海洋平台集成波能发电装置，包括振荡水柱式波浪能发电装置、导管架海洋平台4、海洋平台桩基结构7；所述的海洋平台桩基结构7垂直设置在气室2的四个顶角处，其顶部固定在导管架海洋平台4的下方，中部与振荡水柱式波浪能发电装置焊接，底部固定在海底；其中，海洋平台桩基结构7之间设置水平方向的斜撑8和横撑9，增加结构的稳固性。振荡水柱式波浪能发电装置与桩基结构通过焊接的形式连接，在不同方向的波浪作用下，能保持同样的受力状态，提高结构的可靠度。
所述的振荡水柱式波浪能发电装置包括气室2和空气透平发电装置5。所述的气室2为立方体结构，由四块侧面钢板1和一块顶部钢板3组成，顶部钢板3上方设有气孔管道6，气孔管道6与空气透平发电装置5连接，空气透平发电装置5在双向气流作用下均能同向旋转，气体通过气孔管道6进入和排出气室2时都能发电，提高发电效率。
使用时，振荡水柱式波浪能发电装置内部水面、四块侧面钢板1和顶部钢板3共同组成气室2；在波浪作用下，波浪经过钢板底部透射进入立方体内部形成上下振荡的水柱，水柱上下振动迫使气室2内部气体压缩和膨胀，往复通过气室上部的气孔管道6推动冲击式空气透平发电装置5旋转发电。
所述的振荡水柱式波浪能发电装置的构件均由钢材制成，采用立方体结构，可以不受外海来浪方向的影响，能适应各种浪向，提升波浪能吸收效率；其中，所述的气室2采用直立式侧壁，能有效减少阻力，并增大气流速度，提高发电效率；气室2内水柱有一个固定的波动频率，选择合适的气室2尺寸可以使得气室内水面振荡频率与外面波浪频率相近，共振的水面波动幅度会远高于波浪的幅度，大大提高气体的流速和流量，从而提高系统效率。
所述的海洋平台桩基结构7采用圆柱型钢管桩。水柱上下振动时能有效减少阻力，提高发电效率。
本发明的有益效果：本发明基于能360°全方向吸收波能的特性，提高了波浪能的吸收率；采用焊接的固定式结构能保证装置的稳定性，提高了发电效率，便于维护；将振荡水柱式波浪能发电装置与导管架海洋平台结合，使得该装置从近岸走向离岸成为可能，为海洋平台的运转提供了电能。
附图说明
图1为新型导管架海洋平台集成波能发电装置的结构示意图。
图中：1侧面钢板；2气室；3顶部钢板；4导管架海洋平台；5空气透平发电装置；6气孔管道；7海洋平台桩基结构；8斜撑；9横撑。
具体实施方式
以下结合附图和技术方案，进一步说明本发明的具体实施方案。
如图1所示，一种新型导管架海洋平台集成波能发电装置，包括振荡水柱式波浪能发电装置、导管架海洋平台4、海洋平台桩基结构7；所述的海洋平台桩基结构7垂直设置在气室2的四个顶角处，其顶部固定在导管架海洋平台4的下方，中部与振荡水柱式波浪能发电装置焊接，底部固定在海底；其中，海洋平台桩基结构7之间设置水平方向的斜撑8和横撑9，增加结构的稳固性。振荡水柱式波浪能发电装置与桩基结构通过焊接的形式连接，在不同方向的波浪作用下，能保持同样的受力状态，提高结构的可靠度。
所述的振荡水柱式波浪能发电装置包括气室2和空气透平发电装置5。所述的气室2为立方体结构，由四块侧面钢板1和一块顶部钢板3组成，顶部钢板3上方设有气孔管道6，气孔管道6与空气透平发电装置5连接，空气透平发电装置5在双向气流作用下均能同向旋转，气体通过气孔管道6进入和排出气室2时都能发电，提高发电效率。
使用时，振荡水柱式波浪能发电装置内部水面、四块侧面钢板1和顶部钢板3共同组成气室2；在波浪作用下，波浪经过钢板底部透射进入立方体内部形成上下振荡的水柱，水柱上下振动迫使气室2内部气体压缩和膨胀，往复通过气室上部的气孔管道6推动冲击式空气透平发电装置5旋转发电。
所述的振荡水柱式波浪能发电装置的构件均由钢材制成，采用立方体结构，其中，所述的气室2采用直立式侧壁。所述的海洋平台桩基结构7采用圆柱型钢管桩。
除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围。

Claims (5)

1.一种新型导管架海洋平台集成波能发电装置，其特征在于，所述的新型导管架海洋平台集成波能发电装置包括振荡水柱式波浪能发电装置、导管架海洋平台(4)、海洋平台桩基结构(7)；所述的海洋平台桩基结构(7)垂直设置在气室(2)的四个顶角处，其顶部固定在导管架海洋平台(4)的下方，中部与振荡水柱式波浪能发电装置焊接，底部固定在海底；振荡水柱式波浪能发电装置与桩基结构通过焊接的形式连接，在不同方向的波浪作用下，能保持同样的受力状态，提高结构的可靠度；
所述的振荡水柱式波浪能发电装置包括气室(2)和空气透平发电装置(5)；所述的气室(2)为立方体结构，由四块侧面钢板(1)和一块顶部钢板(3)组成，顶部钢板(3)上方设有气孔管道(6)，气孔管道(6)与空气透平发电装置(5)连接，空气透平发电装置(5)在双向气流作用下均能同向旋转，气体通过气孔管道(6)进入和排出气室(2)时都能发电，提高发电效率；
使用时，振荡水柱式波浪能发电装置内部水面、四块侧面钢板(1)和顶部钢板(3)共同组成气室(2)；在波浪作用下，波浪经过钢板底部透射进入立方体内部形成上下振荡的水柱，水柱上下振动迫使气室(2)内部气体压缩和膨胀，往复通过气室上部的气孔管道(6)推动冲击式空气透平发电装置(5)旋转发电。
2.根据权利要求1所述的一种新型导管架海洋平台集成波能发电装置，其特征在于，所述的海洋平台桩基结构(7)之间设置水平方向的斜撑(8)和横撑(9)，增加结构的稳固性。
3.根据权利要求1或2所述的一种新型导管架海洋平台集成波能发电装置，其特征在于，所述的振荡水柱式波浪能发电装置的构件均由钢材制成。
4.根据权利要求1或2所述的一种新型导管架海洋平台集成波能发电装置，其特征在于，所述的海洋平台桩基结构(7)采用圆柱型钢管桩。
5.根据权利要求3所述的一种新型导管架海洋平台集成波能发电装置，其特征在于，所述的海洋平台桩基结构(7)采用圆柱型钢管桩。
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