CN108756769B - 一种立管外设套筒和转板的同步抑振与发电装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种立管外设套筒和转板的同步抑振与发电装置及方法，装置由套筒组件、旋转组件和导流组件构成。套筒组件包括引流前置套筒、泄流后置套筒、转动轴承、发电机；旋转组件包括发电转轴、叶轮、固定扣、密封圈；导流组件包括布置有半圆形截面导流管排的导流转板、转板轴、板轴连接件。在导流管的导流作用、套筒组件对海流的能量削减作用、导流转板的切割作用的共同作用下，海洋立管后侧的绕流流场受到干扰，延迟了旋涡的形成，减小了尾流的宽度，从而实现涡激振动的抑制。
Description
技术领域
本发明属于海洋能源的开发与利用技术领域，具体涉及一种立管外设套筒和转板的同步抑振与发电装置及方法。
背景技术
在海洋油气工程中，海洋立管被大量使用，当波浪、海流以一定速度经过这些海洋立管时，会在海洋立管后方两侧交替地产生脱离结构物表面的旋涡，当旋涡脱落的频率与立管自身的固有频率相近时，立管就会发生剧烈的共振，加速其疲劳损害，引发不可估量的灾难性事故。
涡激振动抑制装置主要分为主动控制和被动控制两种。主动控制通过引入外部能量主动干扰绕流流场，破坏旋涡结构。主动控制能耗大、安装不便且成本较高，在工程中应用的可行性较小。被动控制通过改变立管的表面形状或附加额外的装置来改变绕流流场，从而影响旋涡的产生和发展，比如螺旋条纹、整流罩、分隔板及轴向板条罩等。但是，被动控制对来流的方向及流速较敏感，只能在一定的工况下发挥作用，难以适应复杂多变的海洋环境。
海洋中的波浪、海流、潮汐蕴藏着巨大的能量，是一种无污染的清洁能源。目前，海洋能发电主要有两种方式，一种是在近海区域建立海洋能电站，另一种是在深海区域放置浮式发电装置。海洋能电站利用潮汐势能、波浪机械能或海水温差热能等发电，发电不连续，成本较高，且易对海洋生态产成危害。浮式发电装置体积小，适应能力强，但发电效率低，往往需要大规模的布置才能达到一定的发电容量。
当前，对于波浪、海流机械能的利用和对涡激振动的抑制是并行发展的两个领域，前者试图增大海洋能的利用效率，后者则是对海洋能转化的机械振动进行抑制。能否将两者结合，有效转化海洋能量是当下的热点问题。
发明内容
为解决背景技术所提出的问题，本发明的目的在于提供一种无污染、性能可靠、能够自动适应任意方向来流的立管外设套筒和转板的同步抑振与发电装置及方法。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种立管外设套筒和转板的同步抑振与发电装置，由一个套筒组件、八个旋转组件和一个导流组件构成。套筒组件包括一个引流前置套筒、一个泄流后置套筒、两个转动轴承、八个发电机；旋转组件包括一个发电转轴、四个叶轮、八个固定扣、八个密封圈；导流组件包括一个布置有半圆形截面导流管排的导流转板、一个转板轴、三个板轴连接件。
引流前置套筒为半圆筒结构，由轻质金属一次性加工完成，引流前置套筒的内径等于海洋立管的外径；引流前置套筒沿周向均匀开有三个内凹的引流窗口，三个引流窗口对应的圆心角均为30°；引流前置套筒内空，流体从引流窗口进入后，穿行至泄流后置套筒；引流前置套筒的上、下均有一个前置端盖，引流前置套筒与前置端盖采用螺栓连接，上、下前置端盖上均有两个发电转轴安装孔，且在垂向上一一对齐，用于安装旋转组件；两个前置端盖均开设有半圆环形的轴承安装槽，轴承安装槽的直径等于转动轴承的外径，半圆环形的轴承安装槽深度等于转动轴承的高度；引流前置套筒端部四角开设有螺纹孔，用于与泄流后置套筒连接。
泄流后置套筒为端面呈三角形的半圆筒结构，由轻质金属一次性加工完成，泄流后置套筒的内径等于海洋立管的外径；泄流后置套筒中部开有一个泄流窗口；泄流后置套筒内空，流体穿过泄流后置套筒后从泄流窗口流出；泄流后置套筒的上、下均有一个后置端盖，泄流后置套筒与后置端盖采用螺栓连接，上、下后置端盖上沿周向均设有六个发电转轴安装孔，且在垂向上一一对齐，用于安装旋转组件；上、下后置端盖的三角形顶角处均设有一个转板轴安装孔，且在垂向上对齐，用于安装转板轴；两个后置端盖均开设有半圆环形的轴承安装槽，轴承安装槽的直径等于转动轴承的外径，半圆环形的轴承安装槽深度等于转动轴承的高度，引流前置套筒与泄流后置套筒连接后，前置端盖与后置端盖的半圆环形的轴承安装槽合并成完整的轴承安装槽；泄流后置套筒内壁面向泄流窗口方向呈锥形延伸，泄流后置套筒中海流的流动通道宽度保持不变；泄流后置套筒端部四角开设有螺纹孔，用于与引流前置套筒连接。
所述的转动轴承为内嵌圆柱滚珠的内外圈结构，转动轴承内径等于海洋立管的外径；引流前置套筒与泄流后置套筒的两端及中部内侧壁面开有卡抱发电转轴的内凹槽。此外，引流前置套筒与泄流后置套筒内壁面留有供叶轮旋转所需空间的半圆形凹槽，该半圆形凹槽直径大于叶轮直径；引流前置套筒与泄流后置套筒中部均设有一块发电集成板，发电机内置于发电集成板中，每根发电转轴均穿过一个发电机。
发电转轴两端加工有螺纹，安装螺母后防止发电转轴滑脱出套筒；发电转轴轴身布有定位横槽，用于叶轮的定位，一个发电转轴可安装四个叶轮；叶轮上、下两个端面均开设有四个固定槽；固定扣是带有四个插销的圆环结构，插销形状与叶轮端面的固定槽形状匹配；密封圈为环状的胶质垫片，密封圈置于叶轮端面和固定扣中间，固定扣插销插入叶轮端面的固定槽使叶轮固定。
转板轴两端加工有螺纹，安装螺母后防止转板轴滑脱出套筒；沿转板轴轴身有三处缩径处，用于板轴连接件的定位；导流转板为一长方形薄板，高度低于泄流后置套筒的泄流窗口的高度；导流转板前端沿垂向上开设有三个螺纹孔，三个螺纹孔的位置与转板轴的缩径处位置相同；导流转板尾端分叉，呈Y字形；导流转板两侧面均从上至下安装有半圆形截面的水平平行分布的导流管。
利用所述的立管外设套筒和转板的同步抑振与发电装置可以提供一种立管外设套筒和转板的同步抑振与发电方法。海流流经海洋立管时，若与导流转板存在攻角，将首先冲击导流转板，导流转板在海流的作用下产生扭矩，带动整个装置绕海洋立管旋转，直至导流转板位于海洋立管背流侧，且其所在平面与来流方向平行。海流从引流窗口流入套筒组件，在绕经叶轮时，叶片受到海流冲击而旋转，进而带动发电转轴旋转，发电转轴将扭矩传至发电集成板上的发电机，使发电机转子旋转而进行发电。套筒组件外壁面从外侧半包裹叶轮，使得套筒组件内海流难以冲击叶轮叶片的背流面，减小了发电的能量损失。泄流窗口流出的流体进入导流转板两侧的半圆形导流管，从导流管尾部流出。导流组件分割了海洋立管后侧的流动空间，抑制旋涡的发展，延迟了海洋立管绕流边界层的分离，减小尾流宽度；同时，经过套筒组件内部的海流因为部分能量用于发电，导致套筒组件内海流的机械能减少，流速下降，导流管的存在使得从泄流窗口流出的低速海流不会被外部的高速海流影响，得以继续在相对低速的状态下流动，导流管内的低速海流和导流管外的高速海流在导流管出口处发生碰撞，两种海流的速度和方向都受到影响，产生局部三维空间上的能量和流量重新分配，从而扰乱尾部的旋涡结构。导流转板尾部的Y形分叉又将海流向两侧引导，进一步分割尾部流场。此外，导流转板在海流的作用下，能绕着转板轴在一定角度范围内的水平方向上发生摆动，扰乱流场，对尾流旋涡产生深度扰动。因此，在导流管的导流作用、套筒组件对海流的能量削减作用、导流转板的切割作用的共同作用下，海洋立管后侧的绕流流场受到干扰，延迟了旋涡的形成，减小了尾流的宽度，从而实现涡激振动的抑制。
本发明由于采取以上技术方案，具有以下优点：
1、本发明装置的导流组件在任意方向海流的冲击下，都可以带动集成套筒绕海洋立管旋转，适应流向复杂多变的海洋环境；
2、本发明装置在实现发电功能的同时起到抑制涡激振动的作用，有效保护海洋立管，减缓发电机损耗。
附图说明
图1为本装置整体结构示意图；
图2为本装置套筒组件拆分示意图；
图3为本装置导流组件结构示意图；
图4为本装置导流组件衔接示意图；
图5为本装置旋转组件结构示意图；
图6为本装置叶轮形状示意图；
图7为本装置内部布置示意图；
图8为本装置工作原理示意图；
其中：1、海洋立管；2、引流前置套筒；3、泄流后置套筒；4、转动轴承；5、发电集成板；6、发电机；7、前置端盖；8、后置端盖；9、发电转轴；10、叶轮；11、固定扣；12、密封圈；13、导流转板；14、导流管；15、转板轴；16、板轴连接件
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施作进一步描述。
如图1所示，一种立管外设套筒和转板的同步抑振与发电装置，由一个套筒组件、八个旋转组件和一个导流组件构成。套筒组件包括一个引流前置套筒2、一个泄流后置套筒3、两个转动轴承4、八个发电机6；旋转组件包括一个发电转轴9、四个叶轮10、八个固定扣11、八个密封圈12；导流组件包括一个布置有半圆形截面导流管排的导流转板13、一个转板轴15、三个板轴连接件16。
如图2所示，引流前置套筒2为半圆筒结构，由轻质金属一次性加工完成，引流前置套筒2的内径等于海洋立管1的外径；引流前置套筒2沿周向均匀开有三个内凹的引流窗口，三个引流窗口对应的圆心角均为30°；引流前置套筒2内空，流体从引流窗口进入后，穿行至泄流后置套筒3；引流前置套筒2的上、下均有一个前置端盖7，引流前置套筒2与前置端盖7采用螺栓连接，上、下前置端盖7上均有两个发电转轴9安装孔，且在垂向上一一对齐，用于安装旋转组件；两个前置端盖7均开设有半圆环形的轴承安装槽，轴承安装槽的直径等于转动轴承4的外径，半圆环形的轴承安装槽深度等于转动轴承4的高度；引流前置套筒2端部四角开设有螺纹孔，用于与泄流后置套筒3连接。
如图2所示，泄流后置套筒3为端面呈三角形的半圆筒结构，由轻质金属一次性加工完成，泄流后置套筒3的内径等于海洋立管1的外径；泄流后置套筒3中部开有一个泄流窗口；泄流后置套筒3内空，流体穿过泄流后置套筒3后从泄流窗口流出；泄流后置套筒3的上、下均有一个后置端盖8，泄流后置套筒3与后置端盖8采用螺栓连接，上、下后置端盖8上沿周向均设有六个发电转轴9安装孔，且在垂向上一一对齐，用于安装旋转组件；上、下后置端盖8的三角形顶角处均设有一个转板轴15安装孔，且在垂向上对齐，用于安装转板轴15；两个后置端盖8均开设有半圆环形的轴承安装槽，轴承安装槽的直径等于转动轴承4的外径，半圆环形的轴承安装槽深度等于转动轴承4的高度，引流前置套筒2与泄流后置套筒3连接后，前置端盖7与后置端盖8的半圆环形的轴承安装槽合并成完整的轴承安装槽；泄流后置套筒3内壁面向泄流窗口方向呈锥形延伸，泄流后置套筒3中海流的流动通道宽度保持不变；泄流后置套筒3端部四角开设有螺纹孔，用于与引流前置套筒2连接。
如图2、图7所示，所述转动轴承4为内嵌圆柱滚珠的内外圈结构，转动轴承4内径等于海洋立管1的外径；引流前置套筒2与泄流后置套筒3的两端及中部内侧壁面开有卡抱发电转轴9的内凹槽。此外，引流前置套筒2与泄流后置套筒3内壁面留有供叶轮10旋转所需空间的半圆形凹槽，该半圆形凹槽直径大于叶轮10直径；引流前置套筒2与泄流后置套筒3中部均设有一块发电集成板5，发电机6内置于发电集成板5中，每根发电转轴9均穿过一个发电机6。
如图3、图4所示，转板轴15两端加工有螺纹，安装螺母后防止转板轴15滑脱出套筒；沿转板轴15轴身有三处缩径处，用于板轴连接件16的定位；导流转板13为一长方形薄板，高度低于泄流后置套筒3的泄流窗口的高度；导流转板13前端沿垂向上开设有三个螺纹孔，三个螺纹孔的位置与转板轴15的缩径处位置相同；导流转板13尾端分叉，呈Y字形；导流转板13两侧面均从上至下安装有半圆形截面的水平平行分布的导流管14。
如图5、图6所示，发电转轴9两端加工有螺纹，安装螺母后防止发电转轴9滑脱出套筒；发电转轴9轴身布有定位横槽，用于叶轮10的定位，一个发电转轴9可安装四个叶轮10；叶轮10上、下两个端面均开设有四个固定槽；固定扣11是带有四个插销的圆环结构，插销形状与叶轮10端面的固定槽形状匹配；密封圈12为环状的胶质垫片，密封圈12置于叶轮10端面和固定扣11中间，固定扣11插销插入叶轮10端面的固定槽使叶轮10固定。
如图8所示，利用所述的立管外设套筒和转板的同步抑振与发电装置可以提供立管外设套筒和转板的同步抑振与发电方法。海流流经海洋立管1时，若与导流转板13存在攻角，将首先冲击导流转板13，导流转板13在海流的作用下产生扭矩，带动整个装置绕海洋立管1旋转，直至导流转板13位于海洋立管1背流侧，且其所在平面与来流方向平行。海流从引流窗口流入套筒组件，在绕经叶轮10时，叶片受到海流冲击而旋转，进而带动发电转轴9旋转，发电转轴9将扭矩传至发电集成板5上的发电机6，使发电机转子旋转而进行发电。套筒组件外壁面从外侧半包裹叶轮10，使得套筒组件内海流难以冲击叶轮10叶片的背流面，减小了发电的能量损失。泄流窗口流出的流体进入导流转板13两侧的半圆形导流管14，从导流管14尾部流出。导流组件分割了海洋立管1后侧的流动空间，抑制旋涡的发展，延迟了海洋立管1绕流边界层的分离，减小尾流宽度；同时，经过套筒组件内部的海流因为部分能量用于发电，导致套筒组件内海流的机械能减少，流速下降，导流管14的存在使得从泄流窗口流出的低速海流不会被外部的高速海流影响，得以继续在相对低速的状态下流动，导流管14内的低速海流和导流管14外的高速海流在导流管14出口处发生碰撞，两种海流的速度和方向都受到影响，产生局部三维空间上的能量和流量重新分配，从而扰乱尾部的旋涡结构。导流转板13尾部的Y形分叉又将海流向两侧引导，进一步分割尾部流场。此外，导流转板13在海流的作用下，能绕着转板轴15在一定角度范围内的水平方向上发生摆动，扰乱流场，对尾流旋涡产生深度扰动。因此，在导流管14的导流作用、套筒组件对海流的能量削减作用、导流转板13的切割作用的共同作用下，海洋立管1后侧的绕流流场受到干扰，延迟了旋涡的形成，减小了尾流的宽度，从而实现涡激振动的抑制。
实施例：
安装本发明装置时，首先安装转动轴承4，根据引流前置套筒2和泄流后置套筒3的高度确定上、下转动轴承4的间距，分别将上、下转动轴承4套装在海洋立管1上。
接着，安装引流前置套筒2，分别将两根发电转轴9穿过引流前置套筒2中部发电集成板5的发电机6。如图5所示，分别将两个密封圈12置于叶轮10两个端面与固定扣11之间，将固定扣11的插销插入叶轮10端面。将插入固定扣11的叶轮10从上、下方套入引流前置套筒2的发电转轴9上，移至定位横槽处固定。用螺栓将上、下前置端盖7与前置引流套筒2固定在一起，将发电转轴9配对的螺母旋入发电转轴9两端。
然后，安装导流组件，将三个板轴连接件16套入转板轴15，分别移至三处缩径处，并使板轴连接件16在垂向上对齐，将导流转板13带螺孔的一端插入板轴连接件16中，使板轴连接件16与导流转板13上的螺孔对齐，用螺栓固定导流转板13。
之后，安装泄流后置套筒3，按照引流前置套筒2的发电转轴9和叶轮10相同的安装方法，将六个旋转组件安装在泄流后置套筒3上的发电集成板5上。将安装好的导流组件转板轴15上、下两端分别插入上、下后置端盖8的转板轴安装孔，同时用螺栓将上、下后置端盖8与泄流后置套筒3连接固定。
最后，将安装好的引流前置套筒2和泄流后置套筒3套装在海洋立管1两侧，使转动轴承4恰好嵌入套筒组件的转动轴承4安装槽内，用螺栓将前置端盖7和后置端盖8连接固定。
安装完毕后，将安装有该装置的海洋立管1放置于海流中。海流流经海洋立管1时，若与导流转板13存在攻角，将首先冲击导流转板13，导流转板13在海流的作用下产生扭矩，带动整个装置绕海洋立管1旋转，直至导流转板13位于海洋立管1背流侧，且其所在平面与来流方向平行。海流从引流窗口流入套筒组件，在绕经叶轮10时，叶片受到海流冲击而旋转，进而带动发电转轴9旋转，发电转轴9将扭矩传至发电集成板5上的发电机6，使发电机转子旋转而进行发电。套筒组件外壁面从外侧半包裹叶轮10，使得套筒组件内海流难以冲击叶轮10叶片的背流面，减小了发电的能量损失。泄流窗口流出的流体进入导流转板13两侧的半圆形导流管14，从导流管14尾部流出。导流组件分割了海洋立管1后侧的流动空间，抑制旋涡的发展，延迟了海洋立管1绕流边界层的分离，减小尾流宽度；同时，经过套筒组件内部的海流因为部分能量用于发电，导致套筒组件内海流的机械能减少，流速下降，导流管14的存在使得从泄流窗口流出的低速海流不会被外部的高速海流影响，得以继续在相对低速的状态下流动，导流管14内的低速海流和导流管14外的高速海流在导流管14出口处发生碰撞，两种海流的速度和方向都受到影响，产生局部三维空间上的能量和流量重新分配，从而扰乱尾部的旋涡结构。导流转板13尾部的Y形分叉又将海流向两侧引导，进一步分割尾部流场。此外，导流转板13在海流的作用下，能绕着转板轴15在一定角度范围内的水平方向上发生摆动，扰乱流场，对尾流旋涡产生深度扰动。因此，在导流管14的导流作用、套筒组件对海流的能量削减作用、导流转板13的切割作用的共同作用下，海洋立管1后侧的绕流流场受到干扰，延迟了旋涡的形成，减小了尾流的宽度，从而实现涡激振动的抑制。
Claims (2)
1.一种立管外设套筒和转板的同步抑振与发电装置，由一个套筒组件、八个旋转组件和一个导流组件构成；套筒组件包括一个引流前置套筒(2)、一个泄流后置套筒(3)、两个转动轴承(4)、八个发电机(6)；旋转组件包括一个发电转轴(9)、四个叶轮(10)、八个固定扣(11)、八个密封圈(12)；导流组件包括一个布置有半圆形截面导流管(14)排的导流转板(13)、一个转板轴(15)、三个板轴连接件(16)；引流前置套筒(2)为半圆筒结构，由轻质金属一次性加工完成，引流前置套筒(2)的内径等于海洋立管(1)的外径；引流前置套筒(2)内空，流体从引流窗口进入后，穿行至泄流后置套筒(3)；引流前置套筒(2)端部四角开设有螺纹孔，用于与泄流后置套筒(3)连接；引流前置套筒(2)的上、下均有一个前置端盖(7)，引流前置套筒(2)与前置端盖(7)采用螺栓连接；两个前置端盖(7)均开设有半圆环形的轴承安装槽，轴承安装槽的直径等于转动轴承(4)的外径，半圆环形的轴承安装槽深度等于转动轴承(4)的高度；泄流后置套筒(3)中部开有一个泄流窗口；泄流后置套筒(3)内空，流体穿过泄流后置套筒(3)后从泄流窗口流出；泄流后置套筒(3)端部四角开设有螺纹孔，用于与引流前置套筒(2)连接；泄流后置套筒(3)的上、下均有一个后置端盖(8)，泄流后置套筒(3)与后置端盖(8)采用螺栓连接；两个后置端盖(8)均开设有半圆环形的轴承安装槽，轴承安装槽的直径等于转动轴承(4)的外径，半圆环形的轴承安装槽深度等于转动轴承(4)的高度，引流前置套筒(2)与泄流后置套筒(3)连接后，前置端盖(7)与后置端盖(8)的半圆环形的轴承安装槽合并成完整的轴承安装槽；转动轴承(4)为内嵌圆柱滚珠的内外圈结构，转动轴承(4)内径等于海洋立管(1)的外径；叶轮(10)上、下两个端面均开设有四个固定槽；固定扣(11)为带有四个插销的圆环结构，插销形状与叶轮(10)端面的固定槽形状匹配；密封圈(12)为环状的胶质垫片，密封圈(12)置于叶轮(10)端面和固定扣(11)中间，固定扣(11)插销插入叶轮(10)端面的固定槽使叶轮(10)固定；其特征在于：所述的引流前置套筒(2)沿周向均匀开有三个内凹的引流窗口，三个引流窗口对应的圆心角均为30°；所述的上、下前置端盖(7)上均有两个发电转轴(9)安装孔，且在垂向上一一对齐，用于安装旋转组件；所述的泄流后置套筒(3)为端面呈三角形的半圆筒结构，由轻质金属一次性加工完成，泄流后置套筒(3)的内径等于海洋立管(1)的外径；所述的上、下后置端盖(8)上沿周向均设有六个发电转轴(9)安装孔，且在垂向上一一对齐，用于安装旋转组件；上、下后置端盖(8)的三角形顶角处均设有一个转板轴(15)安装孔，且在垂向上对齐，用于安装转板轴(15)；泄流后置套筒(3)内壁面向泄流窗口方向呈锥形延伸，泄流后置套筒(3)中海流的流动通道宽度保持不变；引流前置套筒(2)与泄流后置套筒(3)的两端及中部内侧壁面开有卡抱发电转轴(9)的内凹槽；引流前置套筒(2)与泄流后置套筒(3)内壁面留有供叶轮(10)旋转所需空间的半圆形凹槽，该半圆形凹槽直径大于叶轮(10)直径；引流前置套筒(2)与泄流后置套筒(3)中部均设有一块发电集成板(5)，发电机(6)内置于发电集成板(5)中，每根发电转轴(9)均穿过一个发电机(6)；发电转轴(9)两端加工有螺纹，安装螺母后防止发电转轴(9)滑脱出套筒；发电转轴(9)轴身布有定位横槽，用于叶轮(10)的定位，一个发电转轴(9)安装四个叶轮(10)；所述的转板轴(15)两端加工有螺纹，安装螺母后防止转板轴(15)滑脱出套筒；沿转板轴(15)轴身有三处缩径处，用于板轴连接件(16)的定位；所述的导流转板(13)为一长方形薄板，高度低于泄流后置套筒(3)的泄流窗口的高度；导流转板(13)前端沿垂向上开设有三个螺纹孔，三个螺纹孔的位置与转板轴(15)的缩径处位置相同；导流转板(13)尾端分叉，呈Y字形；导流转板(13)两侧面均从上至下安装有半圆形截面的水平平行分布的导流管(14)。
2.一种立管外设套筒和转板的同步抑振与发电方法，采用如权利要求1所述的立管外设套筒和转板的同步抑振与发电装置，其特征在于：海流流经海洋立管(1)时，若与导流转板(13)存在攻角，将首先冲击导流转板(13)，导流转板(13)在海流的作用下产生扭矩，带动整个装置绕海洋立管(1)旋转，直至导流转板(13)位于海洋立管(1)背流侧，且其所在平面与来流方向平行；海流从引流窗口流入套筒组件，在绕经叶轮(10)时，叶片受到海流冲击而旋转，进而带动发电转轴(9)旋转，发电转轴(9)将扭矩传至发电集成板(5)上的发电机(6)，使发电机(6)转子旋转而进行发电；引流前置套筒(2)与泄流后置套筒(3)内壁面留有供叶轮(10)旋转所需空间的半圆形凹槽，使得套筒组件内海流难以冲击叶轮(10)叶片的背流面，减小了发电的能量损失；泄流窗口流出的流体进入导流转板(13)两侧的半圆形导流管(14)，从导流管(14)尾部流出；导流组件分割了海洋立管(1)后侧的流动空间，抑制旋涡的发展，延迟了海洋立管(1)绕流边界层的分离，减小尾流宽度；同时，经过套筒组件内部的海流因为部分能量用于发电，导致套筒组件内海流的机械能减少，流速下降，导流管(14)的存在使得从泄流窗口流出的低速海流不会被外部的高速海流影响，得以继续在相对低速的状态下流动，导流管(14)内的低速海流和导流管(14)外的高速海流在导流管(14)出口处发生碰撞，两种海流的速度和方向都受到影响，产生局部三维空间上的能量和流量重新分配，从而扰乱尾部的旋涡结构；导流转板(13)尾部的Y形分叉又将海流向两侧引导，进一步分割尾部流场；此外，导流转板(13)在海流的作用下，能绕着转板轴(15)在一定角度范围内的水平方向上发生摆动，扰乱流场，对尾流旋涡产生深度扰动；因此，在导流管(14)的导流作用、套筒组件对海流的能量削减作用、导流转板(13)的切割作用的共同作用下，海洋立管(1)后侧的绕流流场受到干扰，延迟了旋涡的形成，减小了尾流的宽度，从而实现涡激振动的抑制。
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