CN114784326B - 一种水底建设发电站 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及一种水底建设发电站，其包括支撑基座、发电机构、变压机组、升降机构和散热机构，发电机构固定于支撑基座上且位于水下，升降机构滑动安装于支撑基座上，变压机组固定于升降机构上，升降机构用于使变压机组始终处于水平面上，散热机构固定于升降机构上，散热机构用于对变压机组进行降温冷却；散热机构包括支撑平台、储液仓、冷却管和冷却泵，支撑平台固定于升降机构上且没入水中，储液箱固定于支撑平台上，冷却管两端分别与储液箱连通，且冷却管缠绕在变压机组上，用于冷却变压机组，在冷却管上还安装有抽液泵，抽液泵用于循环冷却液，本申请具有使变压机组得到冷却的同时对发电站发出的电流进行安全变压的效果。
Description
技术领域
本申请涉及新能源发电的技术领域，尤其是涉及一种水底建设发电站。
背景技术
新能源一般是指在新技术基础上加以开发利用的可再生能源，包括太阳能、生物质能、风能、地热能、波浪能、洋流能、潮汐能和氢能等。新能源发电也就是利用现有的技术，通过上述的新型能源，实现发电的过程。
而在对氢能进行利用发电的过程中，氢能发电站以及其变压机组常建设在水大型水源中，利用水的作用减少氢气与空气混合发生爆炸以及爆炸带来的损害。同时氢能发电站的变压机组由于需要进行冷却，所以需在变压机组上增设冷却机构，利用水流冲击通过冷却机构实现变压机组的热交换。
研发人员在研究改进中发现，由于变压机组和冷却机构均设置于水下，使得变压机组会受水流冲击影响导致破损，从而发生与水接触导致的电力事故，存在难以在使变压机组得到冷却的同时对发电站发出的电流进行安全变压的缺陷。
发明内容
为了使变压机组得到冷却的同时对发电站发出的电流进行安全变压，本申请提供一种水底建设发电站。
本申请提供的一种水底建设发电站采用如下技术方案：
一种水底建设发电站，包括支撑基座、发电机构、变压机组、升降机构和散热机构，发电机构固定于支撑基座上且位于水下，升降机构滑动安装于支撑基座上，变压机组固定于升降机构上，升降机构用于使变压机组始终处于水平面上，散热机构固定于升降机构上，散热机构用于对变压机组进行降温冷却；散热机构包括支撑平台、储液仓、冷却管和冷却泵，支撑平台固定于升降机构上且没入水中，储液箱固定于支撑平台上，冷却管两端分别与储液箱连通，且冷却管缠绕在变压机组上，用于冷却变压机组，在冷却管上还安装有抽液泵，抽液泵用于循环冷却液。
通过采用上述技术方案，变压机组在升降机构的带动下始终处于水平面上方不与水流接，而触储液箱在支撑平台的支撑下始终浸没于水中，使得冷却管内的冷却液可以始终与水流进行热交换，从而在抽液泵的带动下始终对变压机组进行冷却，从而使变压机组得到冷却的同时对发电站发出的电流进行安全变压。
可选的，升降机构包括升降平台和升降柱，升降柱竖直设置且固定于支撑基座的底部，升降平台位于支撑基座内，升降平台水平设置且固定于升降柱上部端面，且升降平台随升降柱沿竖直方向升降，变压机组固定于升降平台上且与发电机构电连。
通过采用上述技术方案，升降柱和升降平台的配合，使得位于升降平台上的变压机组始终处于水平面上方，减少了变压机组受水短路造成的电力事故。
可选的，支撑基座内固定有数组滑轨，滑轨均沿竖直方向设置，升降机构还包括数组滑轮，滑轮均固定于升降平台上，且滑轮与滑轨一一对应，滑轮滑动卡嵌于滑轨上。
通过采用上述技术方案，滑轨和滑轮的配合，减少了升降平台在升降过程中所受到的来自于支撑基座的摩擦。
可选的，支撑基座上开设有线缆移动槽，线缆移动槽沿竖直方向开设于支撑基座的竖直侧壁上，所述线缆移动槽用于避免变压机组随升降平台升降时输电线缆被支撑基座干涉。
可选的，发电机构包括发电舱、电池模组和输气机构，发电舱固定于支撑基座上，且埋设于水中，电池模组固定于发电舱内，输气机构贯穿发电舱后与电池模组固定连通，所述输气机构用于供给电池模组发电所需的氢气和氧气。
可选的，发电舱外侧固定有储氧仓，所述储氧仓用于存放氢氧燃料电池发电所需的液氧。
可选的，输气机构包括第一汽化器、第二汽化器、输氢管道和输氧管道，第一汽化器和第二汽化器均固定于发电舱内部，第一汽化器和第二汽化器分别与电池模组固定连通，输氢管道和输氧管道分别贯穿发电舱，输氢管道一端与外部储氢站固定连通，另一端与第一汽化器固定连通，输氧管道一端与储氧仓固定连通，另一端与第二汽化器固定连通。
通过采用上述技术方案，第一汽化器和第二汽化器分别对输入进发电舱内的液氢和液氧进行汽化，待汽化后再分别将氢气和氧气输入电池模组中进行发电反应。
可选的，发电舱内设置有集水器和储水仓，储水仓固定于发电舱内部，集水器一端与电池模组的反应末端固定连通，另一端与储水仓固定连通。
通过采用上述技术方案，集水器和储水仓能够将电池模组发电反应产生的水收集并储存。
可选的，发电舱内还设置有排水管和抽水泵，抽水泵固定于发电舱内且贯穿发电舱后与外界水源连通，排水管一端与储水仓固定连通，另一端与抽水泵固定连通。
通过采用上述技术方案，排水管和抽水泵的配合，可将储水仓25内过多的水排出。
可选的，电池模组上设置有氢气回收管，氢气回收管一端与电池模组的氢气排出口固定连通，另一端与第一汽化器和电池模组的连通处固定连通，所述氢气回收管用于回收利用电池模组发电未完全消耗的氢气。
综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：
1.变压机组在升降机构的带动下始终处于水平面上方不与水流接，而触储液箱在支撑平台的支撑下始终浸没于水中，使得冷却管内的冷却液可以始终与水流进行热交换，从而在抽液泵的带动下始终对变压机组进行冷却，从而使变压机组得到冷却的同时对发电站发出的电流进行安全变压；
2.集水器和储水仓能够将电池模组发电反应产生的水收集并储存，再配合抽水泵和排水管可将水排出。
附图说明
图1是本申请实施例的结构示意图；
图2是为凸显发电机构、变电机组、升降机构和散热机构的剖面图。
图中，1、支撑基座；11、滑轨；12、线缆移动槽；2、发电机构；21、发电舱；22、电池模组；23、输气机构；231、第一汽化器；232、第二汽化器；233、输氢管道；234、输氧管道；24、集水器；25、储水仓；26、抽水泵；27、排水管；28、氢气回收管；3、变压机组；31、防护壳；4、升降机构；41、升降平台；42、升降柱；43、滑轮；5、散热机构；51、支撑平台；52、储液仓；53、冷却管；54、抽液泵；6、储氧仓。
具体实施方式
以下结合附图1-2对本申请作进一步详细说明。
本申请实施例公开一种水底建设发电站。
参考图1，一种水底建设发电站包括支撑基座1、发电机构2、变压机组3、升降机构4和散热机构5，支撑基座1为向上开口的槽状基座，且支撑基座1底部未开口平台固定于水下河道上，本实施例中支撑基座1可为钢筋混凝土基座。发电机构2固定于支撑基座1上且位于水中。升降机构4滑动安装于支撑基座1上，变压机组3固定于升降机构4上，升降机构4用于抬升变压机组3并使其始终处于水平面以上。散热机构5固定于升降机构4上且部分位于水中，散热机构5用于对变压机组3进行散热。
参考图1和图2，发电机构2均包括发电舱21、电池模组22和输气机构23，本实施例中发电机构2仅示出2个发电机构2作为示意。发电舱21分别固定于支撑基座1底部未开口的平台侧壁，且沿所处侧壁长度走向阵列分布。电池模组22固定于发电舱21内部，且电池模组22与变压机组3电连，本实施例中电池模组22可为氢氧燃料电池组。输气机构23包括第一汽化器231、第二汽化器232、输氢管道233和输氧管道234，第一汽化器231和第二汽化器232均固定于所对应的发电舱21内，且第一汽化器231连通于电池模组22的氢气进入端，第二汽化器232连通于电池模组22的氧气进入端，第一汽化器231和第二汽化器232用于将进入其内部的液氢和液氧汽化排入电池模组22内。输氢管道233一端与发电站外部的储氢站连通，另一端贯穿支撑基座1和所对应的发电舱21侧壁后与第一汽化器231固定连通。发电舱21外均固定有储氧仓6，输氧管道234一端与储氧仓6固定连通，另一端贯穿所对应的发电舱21侧壁后与第二汽化器232固定连通。发电舱21内还设置有氢气回收管28，氢气回收管28一端与电池模组22氢气排出口固定连通，另一端与第一汽化器231固定连通，氢气回收管28用于回收电池模组22内未进行发电反应的氢气。
参考图1和图2，发电舱21内均设置有集水器24、储水仓25、抽水泵26和排水管27，集水器24与电池模组22氧气反应末端出口固定连通，用于收集电池模组22反应后产生的水。储水仓25和抽水泵26均固定于发电舱21内部，且储水仓25与集水器24固定连通，用于将收集到的水进行储存。排水管27一端与发电舱21侧壁固定连通，另一端与储水仓25固定连通，抽水泵26与排水管27固定连通，用于将储水仓25内的水排出发电舱21中。
参考图1和图2，升降机构4包括升降平台41、升降柱42和数个滑轮43，本实施例中仅示出四个滑轮43作为示意。升降柱42沿竖直方向设置，本实施例中的升降柱42可为大型液压柱。升降柱42进入水中的端面固定于支撑基座1底部未开口的平台侧壁上，且位于两个发电机构2之间。升降平台41固定于升降柱42远离发电机构2的端面上，且位于支撑基座1内部，升降平台41随升降柱42一同升降。支撑基座1上设置有数道滑轨11，本实施例中仅示出4道作为示意。滑轨11均竖直设置，且滑轨11分别固定于支撑基座1靠近升降平台41四角处。滑轮43分别与滑轨11一一对应，且滑轮43均固定于升降平台41上，滑轮43与滑轨11滑动连接。
参考图1和图2，变压机组3固定于升降平台41上，本实施例中变电机组仅示出4组作为示意。升降平台41上还设置有防护壳31，防护壳31将全部变压机组3包裹覆盖后与升降平台41固定连接。散热机构5包括支撑平台51、数个储液仓52、数条冷却管53和数个抽液泵54，本实施例中仅示出4个储液仓52、4条冷却管53和4个抽液泵54作为示意，且变电机组、储液仓52、冷却管53和抽液泵54一一对应设置。支撑平台51位于升降平台41下方，支撑平台51为纵向剖面为L型的支撑板，且L型开口指向升降柱42和升降平台41设置。支撑平台51远离发电机构2的侧壁与升降平台41固定连接，且支撑平台51沿两个发电机构2连线的长度走向设置。储液仓52两两一组固定于升降平台41的L型开口水平板上，且分别位于升降柱42两侧。冷却管53蛇形缠绕所对应的变电机组外壁后，冷却管53两端分别贯穿升降平台41后与储液箱固定连通。抽液泵54固定在升降平台41远离发电机构2的侧壁上，且均被保护壳包裹，抽液泵54与所对应的冷却管53固定连通，用于抽取冷却液并使冷却液在冷却管53中循环流动。
参考图1，支撑一座靠近储氧仓6的竖直侧壁上开设有数道线缆移动槽12，本实施例中仅示出3道作为示意，线缆移动槽12均位于同一水平面且沿竖直方向开设，且沿两个发电机构2之间的连线的长度走向等距分布，变压机组3的输电线缆分别从线缆移动槽12内穿过后与外界传输设备电连，线缆移动槽12用于避免变压机组3随升降平台41升降时输电线缆被支撑基座1干涉。
本申请实施例一种水底建设发电站的实施原理为：支撑基座1固定于水下河道上，发电机构2埋设与水中且固定在支撑基座1上，电池模组22采用氢氧燃料电池进行发电，且与变压机组3电连。变压机组3在升降机构4的带动下始终处于水平面上方不与水流接，而储液仓52在支撑平台51的支撑下始终浸没于水中，使得冷却管53内的冷却液可以始终与水流进行热交换，从而在抽液泵54的带动下始终对变压机组3进行冷却，从而使变压机组3得到冷却的同时对发电站发出的电流进行安全变压。
本具体实施方式的实施例均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种水底建设发电站，其特征在于：包括支撑基座(1)、发电机构(2)、变压机组(3)、升降机构(4)和散热机构(5)，发电机构(2)固定于支撑基座(1)上且位于水下，升降机构(4)滑动安装于支撑基座(1)上，变压机组(3)固定于升降机构(4)上，升降机构(4)用于使变压机组(3)始终处于水平面上，散热机构(5)固定于升降机构(4)上，散热机构(5)用于对变压机组(3)进行降温冷却；散热机构(5)包括支撑平台(51)、储液仓(52)、冷却管(53)和冷却泵，支撑平台(51)固定于升降机构(4)上且没入水中，储液仓(52)固定于支撑平台(51)上，冷却管(53)两端分别与储液仓(52)连通，且冷却管(53)缠绕在变压机组(3)上，用于冷却变压机组(3)，在冷却管(53)上还安装有抽液泵(54)，抽液泵(54)用于循环冷却液。
2.根据权利要求1所述的一种水底建设发电站，其特征在于：所述升降机构(4)包括升降平台(41)和升降柱(42)，升降柱(42)竖直设置且固定于支撑基座(1)的底部，升降平台(41)位于支撑基座(1)内，升降平台(41)水平设置且固定于升降柱(42)上部端面，且升降平台(41)随升降柱(42)沿竖直方向升降，变压机组(3)固定于升降平台(41)上且与发电机构(2)电连。
3.根据权利要求2所述的一种水底建设发电站，其特征在于：所述支撑基座(1)内固定有数组滑轨(11)，滑轨(11)均沿竖直方向设置，升降机构(4)还包括数组滑轮(43)，滑轮(43)均固定于升降平台(41)上，且滑轮(43)与滑轨(11)一一对应，滑轮(43)滑动卡嵌于滑轨(11)上。
4.根据权利要求3所述的一种水底建设发电站，其特征在于：所述支撑基座(1)上开设有线缆移动槽(12)，线缆移动槽(12)沿竖直方向开设于支撑基座(1)的竖直侧壁上，所述线缆移动槽(12)用于避免变压机组(3)随升降平台(41)升降时输电线缆被支撑基座(1)干涉。
5.根据权利要求1所述的一种水底建设发电站，其特征在于：所述发电机构(2)包括发电舱(21)、电池模组(22)和输气机构(23)，发电舱(21)固定于支撑基座(1)上，且埋设于水中，电池模组(22)固定于发电舱(21)内，输气机构(23)贯穿发电舱(21)后与电池模组(22)固定连通，所述输气机构(23)用于供给电池模组(22)发电所需的氢气和氧气。
6.根据权利要求5所述的一种水底建设发电站，其特征在于：所述发电舱(21)外侧固定有储氧仓（6），所述储氧仓（6）用于存放氢氧燃料电池发电所需的液氧。
7.根据权利要求6所述的一种水底建设发电站，其特征在于：所述输气机构(23)包括第一汽化器(231)、第二汽化器(232)、输氢管道(233)和输氧管道(234)，第一汽化器(231)和第二汽化器(232)均固定于发电舱(21)内部，第一汽化器(231)和第二汽化器(232)分别与电池模组(22)固定连通，输氢管道(233)和输氧管道(234)分别贯穿发电舱(21)，输氢管道(233)一端与外部储氢站固定连通，另一端与第一汽化器(231)固定连通，输氧管道(234)一端与储氧仓（6）固定连通，另一端与第二汽化器(232)固定连通。
8.根据权利要求7所述的一种水底建设发电站，其特征在于：所述发电舱(21)内设置有集水器(24)和储水仓(25)，储水仓(25)固定于发电舱(21)内部，集水器(24)一端与电池模组(22)的反应末端固定连通，另一端与储水仓(25)固定连通。
9.根据权利要求8所述的一种水底建设发电站，其特征在于：所述发电舱(21)内还设置有排水管(27)和抽水泵(26)，抽水泵(26)固定于发电舱(21)内且贯穿发电舱(21)后与外界水源连通，排水管(27)一端与储水仓(25)固定连通，另一端与抽水泵(26)固定连通。
10.根据权利要求9所述的一种水底建设发电站，其特征在于：所述电池模组(22)上设置有氢气回收管(28)，氢气回收管(28)一端与电池模组(22)的氢气排出口固定连通，另一端与第一汽化器(231)和电池模组(22)的连通处固定连通，所述氢气回收管(28)用于回收利用电池模组(22)发电未完全消耗的氢气。
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