[發明專利]基于簡易導管架海洋平臺集成波能發電裝置

在審

• 申請號: 201810136502.5
• 申請日: 2018-02-09
• 公開（公告）號: CN108457794A
• 公開（公告）日: 2018-08-28
• 發明（設計）人: 喬東生;王昌;舒福志;李玉剛;周道成
• 申請（專利權）人: 大連理工大學
• 主分類號: F03B13/24
• 分類號: F03B13/24;E02B17/00
• 代理公司: 大連理工大學專利中心 21200
• 代理人: 李曉亮;潘迅

本發明屬于新能源利用技術領域，提供一種基于簡易導管架海洋平臺集成波能發電裝置，包括海洋平臺和波浪能發電裝置兩部分。波浪能發電裝置包括氣室和空氣透平發電裝置，氣室由半徑相同的圓柱環體和半球環體組成，半球環體位于圓柱環體上；半球環體上部設有氣孔，氣孔管道連接有在雙向氣流作用下均同向旋轉的空氣透平裝置；氣室上部與樁基通過焊接的形式連接，最大限度的保障氣室的空間。本發明基于能360°全方向吸收波能的特性，提高波浪能的吸收率；采用固定式結構保證裝置的穩定性；將波浪能發電裝置與海洋平臺結合，使得該裝置從近岸走向離岸成為可能，為海洋平臺的運行提供電能，節省成本。

技術領域

本發明屬于新能源利用技術領域，涉及一種基于簡易導管架海洋平臺集成波能發電裝置。

背景技術

一方面，隨著全球能源消耗量日益增加，傳統的不可再生能源逐漸減少，能源問題越來越突出。綠色可再生能源得到人類的廣泛關注。其中波浪能開發對環境的影響小且以機械能的形式存在，是可再生能源開發的熱點。另一方面，目前國內外的許多邊際油田面臨生產效益低下的問題。這些油田位于近海區域，儲油量少，故采油設施的運行和維護比較簡單，通常是無人值守的，而且不能通過像大型油田那樣直接燃燒開采的石油來提供生產生活用電。因此，這一類的小型石油開采設施的用電問題可以通過波浪能發電來解決。

基于簡易導管架海洋平臺集成波能發電裝置最主要的部分是振蕩水柱式波能轉換裝置，該裝置主要有固定式和浮式兩種，其主體結構是一個向下開口的氣室結構，上部有氣孔管道連接空氣透平裝置。而目前已有的固定式結構，都只有一側面向來浪方向，不能同時對不同方向來浪進行有效吸收；浮式結構一般采用錨鏈結構固定，其成本高、可靠性低且波能轉換率較低。因此，提高波浪能利用率、降低波能發電成本，始終是波能利用研究的關鍵。簡易導管架海洋平臺集成波能發電裝置可以接收各個方向的來浪，不僅提高了波能利用率，而且使固定式的振蕩水柱波能轉換裝置從近岸走向離岸成為可能，為海洋的平臺正常運行提供了電能。

發明內容

針對現有技術存在的問題，本發明創新性地提出將波浪能發電裝置與簡易導管架海洋平臺集成，集成后的裝置能對各個方向的來浪進行有效吸收；同時，本發明采用焊接的形式將波浪能發電裝置與鋼管樁連接，形成固定結構，相對于浮式結構能夠增加結構的穩定性和可靠性。

為了達到上述目的，本發明的技術方案為：

基于簡易導管架海洋平臺集成波能發電裝置，包括振蕩水柱波浪能發電裝置、簡易導管架海洋平臺5、海洋平臺樁基結構8。所述的海洋平臺樁基結構8頂部固定在簡易導管架海洋平臺5的下方，下部穿過圓柱環體1和半球環體3后固定在海底；其中，海洋平臺樁基結構8與半球環體3通過焊接處4固接，簡易導管架海洋平臺5與海洋平臺樁基結構8之間設置斜撐9，增加結構的穩固性。振蕩水柱式波浪能發電裝置與樁基結構通過焊接的形式連接，在不同方向的波浪作用下，能保持同樣的受力狀態，提高結構的可靠度。

所述的振蕩水柱波浪能發電裝置包括氣室2、空氣透平發電裝置7。所述的氣室2由直徑相同的圓柱環體1和半球環體3組成，半球環體3位于圓柱環體1上；半球環體3上部設有氣孔管道6，氣孔管道6與空氣透平發電裝置7連接，空氣透平發電裝置在雙向氣流作用下均能同向旋轉，氣體通過氣孔管道6進入和排出氣室2時都能發電，提高發電效率。

使用時，圓柱環體1內部水面、圓柱環體1及半球環體3共同組成氣室2；在波浪作用下，波浪經過圓柱環體1底部透射進入圓柱環體1內部形成上下振蕩的水柱，水柱上下振動迫使氣室2內部氣體壓縮和膨脹，往復通過半球環體3頂部的氣孔管道6推動空氣透平發電裝置7旋轉發電。

所述的圓柱環體1、半球環體3、氣孔管道6均由鋼材制成。所述圓柱環體1采用圓形結構，可以不受外海來浪方向的影響，能適應各種浪向，提升波能吸收效率。所述氣室2頂部采用半球環體3，氣體經過半球環體3進入氣孔管道6，能有效減少阻力，并增大氣流速度，提高發電效率。