一种风机和空心贯流式潮流能水轮机组合式发电设备制造技术

一种风机和空心贯流式潮流能水轮机组合式发电设备，包括风机，风机包括塔筒，塔筒顶部安装有风机轮毂与机舱，风机轮毂上安装有风机叶片，风机叶片和塔筒材料为高强度碳纤维复合材料；塔筒下端与发电设备固定连接，发电设备下端连接有支撑整个系统的至少两根钢管桩，钢管桩下端插入海床中；在钢管桩上固定安装有空心贯流式潮流能水轮机，空心贯流式潮流能水轮机包括圆筒状固定环，固定环内嵌有可绕固定环轴线旋转的旋转盘，空心贯流式潮流能水轮机同时和发电设备电连接；固定环和旋转盘采用不锈钢合金材料，外涂环氧树脂型重防腐涂料制成。该种发电设备将风机和水轮机组合，充分利用了资源，而且通过材料的改进使得机械性能有大幅提升。

【技术实现步骤摘要】

本技术属于风能和潮流能发电设备领域，具体涉及一种风机和空心贯流式潮流能水轮机组合式发电设备。
技术介绍
我国近海风能资源和潮流能资源丰富，初步估计，海上风能、潮流能发电市场具有10万亿以上的市场规模。与陆上风电场远离电力负荷中心不同，我国东部沿海地区经济发达，能源需求大，电网结构强，风电接网条件好，因此，我国发展海上风电和潮流能发电具有得天独厚的优势。潮流能发电和风力发电都是利用流体的动能发电，潮流能发电技术和风力发电技术是近年来发展迅速的新技术，风力发电设备和潮流能发电设备一般都各自单独利用，且占用海域面积大。单独利用风力发电往往浪费了海上潮流能资源，可贵的能源得不到充分利用。中国专利201420572187.8公开了一种海上发电平台，包括水轮机和风力机；所述水轮机包括涡轮和水力发电机；所述涡轮安装于水能外壳中，所述水能外壳包括前开口和后开口 ；所述涡轮通过连接管与水力发电机电连；所述水力发电机固定于甲板；所述甲板四角设置有上支撑杆；所述上支撑杆上端固定有风能基座；所述风能基座上固定有风塔；所述风塔上端转动设置有风能发电机；所述风能发电机的输出端设置有轮毂；所述轮毂上固定设置有风机叶片。该专利将风机和水轮机结合使用，可同时利用风能和潮流能进行发电。但是，用于支撑整个装置的支架结构施工繁琐，钢材使用多，成本高。而且，包括专利201420572187.8在内的现有技术的风机叶片一般为玻璃纤维材料，其质量重，刚度和韧性都不够理想；现有技术的固定环和旋转盘一般为金属材料外表面镀耐腐蚀金属层，叶片的耐腐蚀性、疲劳强度、断裂韧性等指标也都不够理想。【技术内容】针对上述问题，本技术旨在提供一种能够实现在同一海域同时利用海上风能和潮流能，资源利用充分的风机和空心贯流式潮流能水轮机组合式发电设备。本技术解决问题的技术方案是:一种风机和空心贯流式潮流能水轮机组合式发电设备，包括风机，该风机包括塔筒，塔筒顶部安装有风机轮毂与机舱，风机轮毂上安装有风机叶片，所述风机叶片和塔筒材料为高强度碳纤维复合材料；所述塔筒下端与发电设备固定连接，所述发电设备下端连接有支撑整个系统的至少两根钢管粧，所述钢管粧下端插入海床中；在钢管粧上固定安装有空心贯流式潮流能水轮机，该空心贯流式潮流能水轮机包括圆筒状固定环，该固定环内嵌有可绕固定环轴线旋转的旋转盘，空心贯流式潮流能水轮机同时和发电设备电连接；所述固定环和旋转盘采用不锈钢合金材料，外涂环氧树脂型重防腐涂料制成。所述钢管粧为单粧大直径薄壁结构，具有施工方便、结构强度高、经济性好等优点。塔筒下端与发电设备通过螺栓或灌浆连接。固定环与发电设备之间通过螺栓或灌浆连接。发电设备与钢管粧之间通过螺栓或灌浆连接。优选的，所述钢管粧为两根，发电设备设有两根与钢管粧对接的支撑脚，所述空心贯流式潮流能水轮机横向水平固定于两根钢管粧之间，且与发电设备通过螺栓或灌浆连接。更优选的，所述发电设备上端连接的风机有多个。本技术的显著效果是:1.所述风机和空心贯流式潮流能水轮机组合式发电设备，资源利用率高，整体性较好，施工方便，采用大直径单粧钢管粧基础，施工质量和工程进度均得到了较大提高。由于风机和空心贯流式潮流能水轮机组合在一起，提高了海域的使用率和资源的开发效率，促进了海上风能和潮流能的开发利用，推动了海上风能和潮流能发电设备的市场化和商业化，应用前景广阔。2.风机叶片和塔筒的材质为高强度碳纤维复合材料，相比传统风机叶片和塔筒采用的材料，其质量轻、刚度大、韧性好；固定环和旋转盘的材质为不锈钢合金材料，表面外涂环氧树脂型重防腐涂料，使固定环和旋转盘具有耐腐蚀性强、冲击强度高、疲劳强度大和断裂韧性高等优点，可以保证水轮机长期运行的需要。3.用于支撑的钢管粧为单粧大直径薄壁结构，具有施工方便、结构强度高、经济性好等优点；各设备之间采用螺栓或灌浆连接，具有连接性能好、安装方便、施工效率高等优点。【附图说明】下面结合附图对本技术作进一步说明。图1为本技术发电设备的主视图。图2为本技术发电设备的侧视图。图3为本技术发电设备的俯视图。图中:1_风机叶片；2_风机轮毂与机舱；3-塔筒；4_发电设备；5_固定环；6-旋转盘；7-钢管粧，8-支撑脚。【具体实施方式】如图1?3所示，一种风机和空心贯流式潮流能水轮机组合式发电设备，包括两个风机，该风机包括塔筒3，塔筒3顶部安装有风机轮毂与机舱2，风机轮毂上安装有风机叶片I，所述风机叶片I和塔筒3的材料为高强度碳纤维复合材料；所述塔筒3下端与发电设备4通过螺栓或灌浆连接，发电设备4设有两根支撑脚8，支撑脚8下端通过螺栓或灌浆对接有支撑整个系统的两根钢管粧7，所述钢管粧7为单粧大直径薄壁结构，下端插入海床中；在两根钢管粧7之间横向水平固定安装有空心贯流式潮流能水轮机，该空心贯流式潮流能水轮机包括圆筒状固定环5，该固定环5内嵌有可绕固定环轴线旋转的旋转盘6，空心贯流式潮流能水轮机通过螺栓或灌浆与发电设备4连接，并和发电设备4电连接；所述固定5和旋转盘6采用不锈钢合金材料，外涂环氧树脂型重防腐涂料制成。【主权项】1.一种风机和空心贯流式潮流能水轮机组合式发电设备，包括风机，该风机包括塔筒，塔筒顶部安装有风机轮毂与机舱，风机轮毂上安装有风机叶片，其特征在于:所述风机叶片和塔筒材料为高强度碳纤维复合材料； 所述塔筒下端与发电设备固定连接，所述发电设备下端连接有支撑整个系统的至少两根钢管粧，所述钢管粧下端插入海床中； 在钢管粧上固定安装有空心贯流式潮流能水轮机，该空心贯流式潮流能水轮机包括圆筒状固定环，该固定环内嵌有可绕固定环轴线旋转的旋转盘，空心贯流式潮流能水轮机同时和发电设备电连接； 所述固定环和旋转盘采用不锈钢合金材料，外涂环氧树脂型重防腐涂料制成。2.根据权利要求1所述的风机和空心贯流式潮流能水轮机组合式发电设备，其特征在于:所述钢管粧为单粧大直径薄壁结构。3.根据权利要求1所述的风机和空心贯流式潮流能水轮机组合式发电设备，其特征在于:塔筒下端与发电设备通过螺栓或灌浆连接。4.根据权利要求1所述的风机和空心贯流式潮流能水轮机组合式发电设备，其特征在于:固定环与发电设备之间通过螺栓或灌浆连接。5.根据权利要求1所述的风机和空心贯流式潮流能水轮机组合式发电设备，其特征在于:发电设备与钢管粧之间通过螺栓或灌浆连接。6.根据权利要求1所述的风机和空心贯流式潮流能水轮机组合式发电设备，其特征在于:所述钢管粧为两根，发电设备设有两根与钢管粧对接的支撑脚，所述空心贯流式潮流能水轮机横向水平固定于两根钢管粧之间，且与发电设备通过螺栓或灌浆连接。7.根据权利要求1所述的风机和空心贯流式潮流能水轮机组合式发电设备，其特征在于:所述发电设备上端连接的风机有多个。【专利摘要】一种风机和空心贯流式潮流能水轮机组合式发电设备，包括风机，风机包括塔筒，塔筒顶部安装有风机轮毂与机舱，风机轮毂上安装有风机叶片，风机叶片和塔筒材料为高强度碳纤维复合材料；塔筒下端与发电设备固定连接，发电设备下端连接有支撑整个系统的至少两根钢管桩，钢管桩下端插入海床中；在钢管桩上固定安装有空心贯流式潮流能水轮机，空心贯流式潮流能水轮机包括圆筒状固定环，固定环内嵌有可绕固定环轴线旋本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种风机和空心贯流式潮流能水轮机组合式发电设备，包括风机，该风机包括塔筒，塔筒顶部安装有风机轮毂与机舱，风机轮毂上安装有风机叶片，其特征在于：所述风机叶片和塔筒材料为高强度碳纤维复合材料；所述塔筒下端与发电设备固定连接，所述发电设备下端连接有支撑整个系统的至少两根钢管桩，所述钢管桩下端插入海床中；在钢管桩上固定安装有空心贯流式潮流能水轮机，该空心贯流式潮流能水轮机包括圆筒状固定环，该固定环内嵌有可绕固定环轴线旋转的旋转盘，空心贯流式潮流能水轮机同时和发电设备电连接；所述固定环和旋转盘采用不锈钢合金材料，外涂环氧树脂型重防腐涂料制成。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：刘功鹏，黄春芳，罗成喜，刘小松，伏亮明，钟耀，周凯，汪睿，
申请(专利权)人：中国电建集团中南勘测设计研究院有限公司，
类型：新型
国别省市：湖南;43