CN110550150A - 一种具有可多向移位侧向支撑臂的浮式潮流能平台 - Google Patents

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徐昊
魏方以
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Abstract

本发明公开了一种具有可多向移位侧向支撑臂的浮式潮流能平台，其技术方案要点是：一种具有可多向移位侧向支撑臂的浮式潮流能平台，包括浮筒式硬舱、桁架式垂荡板模块、底部软舱、系泊系统及锚固基础；浮筒式硬舱外壁设有若干个沿浮筒式硬舱筒壁外侧与筒轴垂直的水平环形滑道及与筒轴平行的垂向滑道，水平环形滑道或垂向滑道上布置若干个侧向支撑臂，侧向支撑臂沿水平环形滑道或垂向滑道水平滑移或竖直滑移，侧向支撑臂可固定于浮筒式硬舱外壁，侧向支撑臂上设若干个潮流能水轮机及配重块。本发明通过多方位调整侧向支撑臂位置，实现潮流能水轮机位置多层多方位布置，增加潮流能装置的获能范围。

Description

一种具有可多向移位侧向支撑臂的浮式潮流能平台
技术领域
本发明涉及潮流能平台领域，尤其涉及到一种具有可多向移位侧向支撑臂的浮式潮流能平台。
背景技术
随着国际社会对清洁能源的广泛关注，加强对海洋中蕴藏的丰富海洋能的研究与开发已经逐渐成为实现可再生能源发展的主要措施。潮流能作为一种重要的海洋能，具有规律性强，能量密度大且稳定的特点。潮流能发电是目前潮流能获能的主要形式，全球潮流能理论估值约在500GW到1000GW，我国沿岸潮流能资源理论估值约在14GW。开发潮流能资源的主要装备为各类潮流能水轮机，主要为水平轴和垂直轴潮流能水轮机两类。
潮流能水轮机一般通过固定式和漂浮式支撑基础安装在潮流能水道流域内。目前的固定式支撑基础多为桩基式和坐底式结构，桩基式基础多通过使用单桩及导管架式结构，适用于水深较浅的水域，一般小于25m；水深大于30m后，这类固定式基础的成本较高，需要采用浮式潮流能装置。
浮式潮流能装置一般采用浮式载体作为潮流水轮机的支撑基础，通过系泊系统和锚固基础在海床进行固定，这种装置对深水域和复杂地形条件的潮流能开发非常有效。同时该装备易于安装，维护和回收。但目前该类装置的浮式载体结构多样，稳定性较差，多存在获能范围小，获能效率低，获能方向不易调整，建造复杂和电力传输等技术问题。
因此，我们有必要对这样一种结构进行改善，以克服上述缺陷。
发明内容
本发明的目的是提供一种具有可多向移位侧向支撑臂的浮式潮流能平台，通过多方位调整侧向支撑臂位置，实现潮流能水轮机位置多层多方位布置，增加潮流能装置的获能范围，有效解决目前浮式潮流能支撑基础缺乏，适应水深小，获能范围小效率低，获能方向不易调整的问题。
本发明的上述技术目的是用过以下技术方案实现的：一种具有可多向移位侧向支撑臂的浮式潮流能平台，包括浮筒式硬舱、桁架式垂荡板模块、底部软舱、系泊系统及锚固基础，所述桁架式垂荡板模块连接于浮筒式硬舱下端面，所述底部软舱连接于桁架式垂荡板模块下端面；所述浮筒式硬舱外壁设有若干个沿浮筒式硬舱筒壁外侧与筒轴垂直的水平环形滑道及与筒轴平行的垂向滑道，所述水平环形滑道或垂向滑道上布置若干个侧向支撑臂，侧向支撑臂沿所述水平环形滑道或垂向滑道水平滑移或竖直滑移，所述侧向支撑臂可固定于浮筒式硬舱外壁，侧向支撑臂上设置若干个潮流能水轮机及配重块。
本发明的进一步设置为：所述浮筒式硬舱内部设置有浮舱、可变压载舱、储能舱、输电缆及控制缆的线缆舱，所述浮筒式硬舱的舱底设置连接井口，经由桁架式垂荡板模块和软舱底部井口与海底输电的电缆连接并进行电能传输。
本发明的进一步设置为：所述浮筒式硬舱筒壁外侧壁及底层软舱底部均设置锚泊点，所述系泊系统连接于锚泊点，所述浮筒式硬舱筒壁外侧壁锚泊点位置与水平环形滑道及垂向滑道位置分隔开。
本发明的进一步设置为：所述浮筒式硬舱筒壁外侧壁设置有螺旋侧板，所述螺旋侧板与水平环形滑道及垂向滑道位置分隔开。
综上所述，本发明具有以下有益效果：
(1)提供了一种适合于多层获能的深水浮式潮流能支撑基础设计；
(2)可根据潮流能流道的分布，实现潮流能水轮机的多层和多方位布置,适用于多种水深；
(3)增加了潮流能装置的获能范围，可满足多向多潮流能水道的需要，提高了其获能效率；
(4)适用于多类型潮流能水轮机，可根据需要配置多类型及多尺寸潮流能水轮机，适用性较强；
(5)以储能模块和海底电缆双重模式进行电能的储存，实现潮流能获能的有效储存和传输。
附图说明
图1是本发明的主视图；
图2是本发明的俯视图；
图3是本发明中浮筒式硬舱内部舱室布置图。
图中数字所表示的相应部件名称：1、浮筒式硬舱；2、桁架式垂荡板模块；3、底部软舱；4、侧向支撑臂；5、潮流能水轮机；6、配重块；7、垂向滑道；8、水平环形滑道；9\螺旋侧板；10、系泊系统；11、锚固基础；12、电缆；13、浮舱；14、储能舱；15、可变压载舱。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合图示与具体实施例，进一步阐述本发明。
如图1至图3所示，本发明提出的一种具有可多向移位侧向支撑臂的浮式潮流能平台，包括浮筒式硬舱1、桁架式垂荡板模块2、底部软舱3、系泊系统10及锚固基础11，桁架式垂荡板模块2连接于浮筒式硬舱1下端面，底部软舱3连接于桁架式垂荡板模块2下端面，并且其整体结构悬浮于水中，可以根据潮流能场地条件，调整其悬浮位置。
浮筒式硬舱1外壁设有若干个沿筒壁外侧与筒轴垂直的水平环形滑道8及与筒轴平行的垂向滑道7，水平环形滑道8与垂向滑道7连通，数目为1-3，但不限于该数目，可根据该浮式结构的尺度进行调整；水平环形滑道8或垂向滑道7上布置若干个侧向支撑臂4，侧向支撑臂4为桁架结构或其它类似支撑臂结构，侧向支撑臂4沿水平环形滑道8或垂向滑道7水平滑移或竖直滑移，侧向支撑臂4的数量及位置可通过水平环形滑道8或垂向滑道7进行调整；侧向支撑壁可通过连接结构固定于浮筒式硬舱1外壁，连接结构可以为螺栓结构或卡扣结构等，侧向支撑臂4上安装有若干个潮流能水轮机5及配重块6，潮流能水轮机5可以为多类型潮流能水轮机。
浮筒式硬舱1内部设置有浮舱13、可变压载舱15、储能舱14、输电缆及控制缆的线缆舱，浮舱13、可变压载舱15、储能舱14沿竖直方向排列，并且浮筒式硬舱1的舱底设置连接井口，经由桁架式垂荡板模块2和软舱底部井口与海底输电的电缆12连接并进行电能传输。侧向支撑臂4上覆与潮流能水轮机5输电缆和控制缆，连接至硬舱内部储能舱14。
硬舱筒壁外侧壁及底层软舱底部均设置锚泊点，系泊系统10连接于锚泊点，并且系泊系统10连接锚固基础11，硬舱筒壁外侧壁锚泊点位置与水平环形滑道8及垂向滑道7位置分隔开。系泊系统10可以采用悬链线系泊，张紧系泊，或悬链线系泊与张力腿系泊或张紧系泊组合的多种系泊模式；采用悬链线系泊和张紧系泊时，整体结构通过浮体硬舱筒壁外侧所设锚泊点与锚线连接；存在张力腿系泊的组合式系泊中，张力腿系泊系统10在整体结构的锚泊点为底层软舱所设的锚泊点。
硬舱筒壁外侧壁设置有螺旋侧板9，螺旋侧板9与水平环形滑道8及垂向滑道7位置分隔开，螺旋侧板9环绕硬舱筒壁呈螺旋状设置。
本申请能经济高效获取深水多层及多方位潮流能，并且便于调整潮流能水轮机5方位，增加了潮流能装置的获能范围，可满足多向多潮流能水道水域的潮流能获能需要；并且可根据不同需求，配置多类型及多尺寸潮流能水轮机5，适用性较强；同时以储能模块和海底的电缆12双重模式进行电能的储存，实现潮流能获能的有效储存和传输。该结构利用率高，适用于多种水深度，易于建造，稳定性强。通过本申请达到解决目前潮流能开发浮式装备缺乏及利用率低的问题。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。

Claims (4)

1.一种具有可多向移位侧向支撑臂的浮式潮流能平台，其特征在于：包括浮筒式硬舱(1)、桁架式垂荡板模块(2)、底部软舱(3)、系泊系统(10)及锚固基础(11)，所述桁架式垂荡板模块(2)连接于浮筒式硬舱(1)下端面，所述底部软舱(3)连接于桁架式垂荡板模块(2)下端面；
所述浮筒式硬舱(1)外壁设有若干个沿浮筒式硬舱(1)筒壁外侧与筒轴垂直的水平环形滑道(8)及与筒轴平行的垂向滑道(7)，所述水平环形滑道(8)或垂向滑道(7)上布置若干个侧向支撑臂(4)，侧向支撑臂(4)沿所述水平环形滑道(8)或垂向滑道(7)水平滑移或竖直滑移，所述侧向支撑臂(4)可固定于浮筒式硬舱(1)外壁，侧向支撑臂(4)上设置若干个潮流能水轮机(5)及配重块(6)。
2.根据权利要求1所述的一种具有可多向移位侧向支撑臂的浮式潮流能平台，其特征在于：所述浮筒式硬舱(1)内部设置有浮舱(13)、可变压载舱(15)、储能舱(14)、输电缆及控制缆的线缆舱，所述浮筒式硬舱(1)的舱底设置连接井口，经由桁架式垂荡板模块(2)和软舱底部井口与海底输电的电缆(12)连接并进行电能传输。
3.根据权利要求1所述的一种具有可多向移位侧向支撑臂的浮式潮流能平台，其特征在于：所述浮筒式硬舱(1)筒壁外侧壁及底层软舱底部均设置锚泊点，所述系泊系统(10)连接于锚泊点，所述浮筒式硬舱(1)筒壁外侧壁锚泊点位置与水平环形滑道(8)及垂向滑道(7)位置分隔开。
4.根据权利要求1所述的一种具有可多向移位侧向支撑臂的浮式潮流能平台，其特征在于：所述浮筒式硬舱(1)筒壁外侧壁设置有螺旋侧板(9)，所述螺旋侧板(9)与水平环形滑道(8)及垂向滑道(7)位置分隔开。
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