CN203809200U - 分层越浪式蓄能机构 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种分层越浪式蓄能机构。其包括上下两层半圆台型中空蓄水池，分别为上蓄水池和下蓄水池；上蓄水池顶部设有入水口A，上、下蓄水池之间设有半环形空隙，为下蓄水池的入水口B，下蓄水池的底部设有出水口B；上、下蓄水池之间设有贯穿上蓄水池底部并上下移动的管道，管道两端分别固接盖板A和用于闭合出水口B的盖板B，盖板A上设有与管道连通的出水口A，出水口A上设有盖板C。本实用新型提供的分层越浪式蓄能机构对应不同设计水位与入射波况，保证了波能装置对潮位变换的自主适应，提高了装置的能量转换总量。

Description

分层越浪式蓄能机构

技术领域

本实用新型涉及波浪能发电技术领域，特别涉及一种能自主适应潮差的变化、提高发电效率的分层越浪式蓄能机构。 

背景技术

目前大功率靠岸式波能电站仍以振荡水柱式为主，振荡水柱波能发电装置的水下活动部件少，装置可靠性高，但其能量转换效率过低，只能达到10%～15%，因此岸式装置的输出功率难以达到较高水平。而且岸式装置由于固定位置的限制，与深水区相比其波能利用率较低，同时还会受到岸线地形、潮差及海岸保护等多方面因素的制约。 

以往研发的越浪型波能发电装置，对潮位变化适应性很差，这将严重影响对水位变化极为敏感的工作水头，导致装置有效工作时间短，整体工作效率与时均发电出力水平都处于比较低的水平。大多越浪型波能装置的发电水头保持主要依靠入射波越浪量超过装置额定出流量，该类蓄水方式对入射波条件要求较高。由于入射波的随机性与不规则性，导致上述水头保持模式仅在大浪条件下工作性能较好，因此在欧洲波浪能流密度较高的区域应用较多，但在我国波浪能周期短、波高小的情况下整体利用率较低。 

申请号201010575362.5发明专利公开了一种越浪式波浪发电装置，其采用单层结构设计，对潮位变化适应性很差，对入射波条件要求较高，发电效率较低。而且其属于漂浮式波浪发电装置，一般安置于深水区，生存环境极端恶劣，极易发生破坏，环境适应性较低，安装布放与回收均较困难。 

实用新型内容

为解决上述技术问题，本实用新型提出了一种对潮位变化适应性强，波能转换率高的分层越浪式蓄能机构。 

本实用新型的技术方案是：一种分层越浪式蓄能机构，为分层式结构，包括上下两层半圆台型中空蓄水池，分别为上蓄水池和下蓄水池；上蓄水池顶部设有入水口A，上、下蓄水池之间设有半环形空隙，为下蓄水池的入水口B，下蓄水池的底部设有出水口B；上、下蓄水池之间设有贯穿上蓄水池底部并上下移动的管道，管道两端分别固接盖板A和用于闭合出水口B的盖板B，盖板A上设有与 管道连通的出水口A，出水口A上设有盖板C。 

所述蓄能机构的上、下蓄水池外侧面坡道上设有由导浪板均匀分割成的多个楔形坡道。 

所述楔形坡道坡度为2:3，适于波浪爬升与攀越。 

所述导浪板为不规则四边形，优选不规则梯形。 

所述上、下蓄水池内分别设有内验潮井，所述波能发电装置外侧设有外验潮井，内、外验潮井内均设有水位感应器。 

所述蓄能机构，因其外侧为斜坡设计，可与防波堤及护岸工程相结合。可以设置于防坡堤的堤头灯塔处，一方面可以变防波堤的被动消能为越浪型装置的主动吸能，对防波堤而言可减轻海工建筑的波浪荷载，增加可靠性。此外，波能装置可直接为堤头处灯塔提供电力支持，实现真正的全天候绿色供电。 

所述导浪板不但可以防止波浪爬升过程中往两侧滑落，以尽可能多的捕获波浪能，而且有利于波浪爬升过程中增加波高。研究发现：未设置导流叶片的装置基本只有正向有波浪越入蓄水池中，波浪沿坡道爬高后往两侧滑落的现象较严重，且每次越入蓄水池中的水体并不多，灌满整个蓄水池需要较长的时间，波浪在爬升过程中易破碎，能量的损耗较大。采用导浪板可有效提高正向波浪的越浪量（增加20～30%），降低侧面坡道回流并减轻后部波能集中现象。 

所述管道连通上、下蓄水池，当盖板A、盖板B和盖板C全部关闭时，上、下蓄水池全部进入蓄水状态。当上层蓄水池需要放水发电时，盖板B打开（延时关闭），上蓄水池放水，此时下蓄水池处于（接近）淹没状态，上下蓄水池之间无直接通路，上蓄水池蓄水不会通过下蓄水池返回大海。当下蓄水池需要放水发电时，管道向上提，下蓄水池出水口B放水。此时，上蓄水池同样不与下蓄水池连通，从而实现了上、下两层蓄水池各自独立蓄水的设想。 

本实用新型的有益效果在于：本实用新型提供的分层越浪式蓄能机构对应不同设计水位与入射波况，保证了波能装置对潮位变换的自主适应，提高了装置的能量转换总量。 

附图说明

图1是本实用新型的整体结构示意图； 

图2是本实用新型的部分结构示意图； 

图3是本实用新型中图1的剖面示意图； 

图4是本实用新型中高水位时工作状态示意图； 

图5是本实用新型中低水位时工作状态示意图。 

其中，101上蓄水池，102下蓄水池，103入水口A，104入水口B，105出水口B，106导浪板，107楔形坡道，108内验潮井，109外验潮井，110出水口A；111管道，112盖板A，113盖板B，114盖板C。 

具体实施方式

以下结合附图和实施例具体说明本实用新型。 

实施例1： 

本实用新型为分层式结构，包括上下两层半圆台型中空蓄水池，分别为上蓄水池101和下蓄水池102；上蓄水池101顶部设有入水口A103，上、下蓄水池之间设有半环形空隙，为下蓄水池102的入水口B104，下蓄水池102的底部设有出水口B105；上、下蓄水池之间设有贯穿上蓄水池101底部并上下移动的管道111，管道111两端分别固接盖板A112和用于闭合出水口B105的盖板B113，盖板A112上设有与管道111连通的出水口A110，出水口A110上设有盖板114。 

实施例2： 

除以下区别外，其他同实施例1。 

蓄能机构的上、下蓄水池外侧面坡道上设有由导浪板106均匀分割成的多个楔形坡道107。楔形坡道107坡度为2:3，适于波浪爬升与攀越。导浪板106为不规则四边形，优选不规则梯形。 

实施例3： 

除以下区别外，其他同实施例1和2。 

上、下蓄水池内分别设有内验潮井108，所述蓄能机构外侧设有外验潮井109，内、外验潮井内均设有水位感应器。 

本实用新型的工作过程如下： 

如图1-5所示： 

低水位条件下，海水沿楔形坡道107从下蓄水池102入水口B104进入下蓄水池102，当水位感应器监测内、外验潮井检测水位差达到规定阈值时，盖板C114和盖板B113上升，盖板B113带动管道111和盖板A112随之上升，下蓄水池102出水。 

高水位条件下，海水沿楔形坡道107分别从上蓄水池101入水口A103进入 上蓄水池101，从入水口B104进入下蓄水池102，当水位感应器监测到内、外验潮井检测水位差达到规定阈值时，盖板C114上升，上蓄水池101经管道111出水。当水位感应器监测到仅下蓄水池102满载后，盖板C114和盖板B113上升，盖板B113带动管道111和盖板A112随之上升，下蓄水池102出水。 

Claims (4)

1.一种分层越浪式蓄能机构，其特征在于：包括上下两层半圆台型中空蓄水池，分别为上蓄水池（101）和下蓄水池（102）；上蓄水池（101）顶部设有入水口A（103），上、下蓄水池之间设有半环形空隙，为下蓄水池（102）的入水口B（104），下蓄水池（102）的底部设有出水口B（105）；上、下蓄水池之间设有贯穿上蓄水池（101）底部并上下移动的管道（111），管道（111）两端分别固接盖板A（112）和用于闭合出水口B（105）的盖板B（113），盖板A（112）上设有与管道（111）连通的出水口A（110），出水口A（110）上设有盖板（114）。

2.根据权利要求1所述的分层越浪式蓄能机构，其特征在于，所述上、下蓄水池外侧面坡道上设有由导浪板（106）均匀分割成的多个楔形坡道（107）。

3.根据权利要求2所述的分层越浪式蓄能机构，其特征在于，所述导浪板（106）为不规则四边形。

4.根据权利要求1或2所述的分层越浪式蓄能机构，其特征在于，所述上、下蓄水池内分别设有内验潮井（108），所述波能发电装置外侧设有外验潮井（109），内、外验潮井内均设有水位感应器。