半潜式减振防垂荡平台装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及一种半潜式减振防垂荡平台装置，包括风力发电装置、液压发电装置、用于储蓄电能的蓄能装置、螺旋推进装置、半潜式支撑平台和调谐垂荡板装置,所述风力发电装置、所述液压发电装置和蓄能装置分别固定在所述半潜式支撑平台伸出海平面的上部，所述螺旋推进装置和所述调谐垂荡板装置安装在所述半潜式支撑平台伸入海中的底部。本实用新型专利技术通过将海洋风电技术与动力定位半潜平台相结合，将平台作为风力发电装置的载体，有效减少化石能源消耗；设置调谐垂荡板装置可有效实现控制垂荡响应或对横摇、纵摇自由度实现减摇控制，使动力定位系统无法控制的垂直面自由度运动响应得到控制，以适应更加恶劣的海况。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及海洋可再生能源综合开发利用领域，属于海洋工程海洋可再生能源领域，尤其涉及一种半潜式减振防垂荡平台装置。
技术介绍
半潜式平台在海洋中作业时，通过动力定位技术，可以保持自身在海洋中的相对位置不变，但需要消耗大量的能量，与此同时，平台上的仪器、电器、人员生活都将消耗能量。传统的海洋平台采用锚泊定位的方式，即系缆以一定的角度(一般为30°～40°)到达海底，拖拽海洋平台向抛锚点处前进、在抛锚点处既要受到水平力，又要承受竖直向上的力，对材料刚度要求很高。通常只适用于1000m内的水深，水深超过1000m后，不仅经济性差，而且结构重量过大，导致平台产生较大的水平偏离，在工程应用中不满足条件定位已不再适用。依靠海洋平台的自身动力(推进器系统)在深水区域进行作业是必要选择。推进器系统作为动力定为系统的执行机构，其性能直接影响着海洋平台的性能和稳定性，又决定着能源的消耗。因此半潜式海洋平台动力定位系统的设计至关重要。现阶段国内外许多专家学者研究海洋平台动力定位系统(DPS)，海洋平台动力定位系统仅仅是一个简单的闭环系统，利用GIS信息得到与船舶的实际位置与目标位置的偏差，进而在中央控制器计算出到达目标位置给各螺旋桨推进器的动力分配，使海洋平台到达目标位置。但仅仅一个位置信息的闭 环反馈一方面很难保证控制的精度(目标位置与实际位置偏差)，另一方面系统的鲁棒性、稳定性相对较差，难以在深海区域这种复杂环境干扰下保持持续稳定。而一旦动力定位系统出现故障，对于海洋平台是颠覆性的伤害。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种半潜式减振防垂荡平台装置，可有效满足平台工作消耗的能源，并通过装置将风力转换成电能，清洁高效，同时保证风力不足时平台仍可继续工作；可有效实现控制垂荡响应或对横摇、纵摇自由度实现减摇控制，使动力定位系统无法控制的垂直面自由度运动响应得到控制，以适应更加恶劣的海况。本专利技术解决上述技术问题的技术方案如下：一种半潜式减振防垂荡平台装置，包括风力发电装置、液压发电装置、用于储蓄电能的蓄能装置、螺旋推进装置、半潜式支撑平台和调谐垂荡板装置,所述风力发电装置、所述液压发电装置和蓄能装置分别固定在所述半潜式支撑平台伸出海平面的上部，所述风力发电装置、所述蓄能装置分别和所述液压发电装置之间电连接；所述螺旋推进装置安装在所述半潜式支撑平台伸入海中的底部，所述螺旋推荐装置与所述液压发电装置电连接，所述调谐垂荡板装置安装在所述半潜式支撑平台底部；所述螺旋推进装置为螺旋桨，所述螺旋桨有至少四个，至少四个所述螺旋桨呈阵列安装在所述半潜式支撑平台的底部。本专利技术的有益效果是：本专利技术通过将海洋风电技术与动力定位半潜平台相结合，将平台作为风力发电装置的载体，有效减少化石能源消耗；设置调谐垂荡板装置可有效实现控制垂荡响应或对横摇、纵摇自由度实现减摇控制，使动力定位系统无法控制的垂直面自由度运动响应得到控制，以适应更加恶劣的海况。在上述技术方案的基础上，本专利技术还可以做如下改进：进一步，所述风力发电装置包括竖直轴、水平轴、多个叶片和风机，所述风机固定在所述半潜式支撑平台上，所述竖直轴竖直安装在所述风机上且与所述风机电连接；所述竖直轴顶部水平固定有所述水平轴，所述水平轴远离所述竖直轴的一端均匀固定有多个叶片。进一步，所述液压发电装置包括油泵、单向阀、溢流阀、液气储能器、压力传感器、定量马达、第一发电机、流量传感器、PLC控制阀门、PLC控制变量马达和第二发电机，所述油泵依次和所述单向阀、所述溢流阀、所述液气储能器、所述压力传感器、所述定量马达、所述流量传感器、PLC控制阀门、PLC控制变量马达以及第二发电机通过链路串联，所述压力传感器和所述PLC控制阀门之间通过线路连接；所述定量马达和所述第一发电机通过线路连接；所述流量传感器和所述PLC控制变量马达之间通过线路连接。进一步，所述半潜式支撑平台包括甲板平台、四个支撑柱和两个浮力箱，所述甲板平台水平布置，四个所述支撑柱竖直固定在所述甲板平台底部四个角处且以所述甲板平台的几何中心为中心点中心对称；每两个所述支撑柱底端水平固定有一个所述浮力箱，所述螺旋推进装置固定在所述浮力箱底部。进一步，所述螺旋桨为偶数个，至少四个所述螺旋桨均分为两组，每组所述螺旋桨对应一个所述浮力箱，每组所述螺旋桨等距离固定在所述浮力箱底部。进一步，在所述浮力箱的底部且位于每个所述支撑柱的正下方位置各安装有一套用于实现减摇减荡控制的调谐垂荡板装置，所述调谐垂荡板装置包括两个主动变阻尼装置、回复弹簧、两个法兰盘、四套限位弹簧、五个垂荡板立柱和垂荡板；所述垂荡板上表面的四角处和中心位置分别固定有一个所述垂荡板立柱，所述垂荡板立柱中部固定有连接五个所述垂荡板立柱的水平桁架；所述 水平桁架、所述垂荡板和所述垂荡板立柱构成一个矩形桁架体；位于所述垂荡板中心位置的垂荡板立柱上端与固定于所述浮力箱内部的回复弹簧连接；位于垂荡板对角线位置的两根垂荡板立柱上端分别与固定于所述浮力箱内部的两个主动可变阻尼装置的活塞推杆连接；另外两根所述垂荡板立柱上端分别与固定于所述浮力箱内部的法兰盘连接，位于所述法兰盘的上下等距离处的所述垂荡板立柱上安装有限位弹簧，所述限位弹簧固定与所述浮力箱固定连接。进一步，所述甲板平台的形状为矩形、圆形或者椭圆形。进一步，所述蓄能装置为蓄能器。附图说明图1是本专利技术半潜式减振防垂荡平台装置正视图；图2是本专利技术半潜式减振防垂荡平台装置侧视图；图3是本专利技术半潜式减振防垂荡平台装置俯视图；图4是本专利技术风力-液压发电系统原理示意图；图5是本专利技术中半潜式支撑平台结构示意图；图6是本专利技术中调谐垂荡板装置结构示意图。具体实施方式以下结合附图对本专利技术的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本专利技术，并非用于限定本专利技术的范围。如图1至图6所示，一种半潜式减振防垂荡平台装置，包括风力发电装置1、液压发电装置2、用于储蓄电能的蓄能装置3、螺旋推进装置、半潜式支撑平台5和调谐垂荡板装置6,所述风力发电装置1、所述液压发电装置2和蓄能装置3分别固定在所述半潜式支撑平台5伸出海平面的上部，所述风 力发电装置1、所述蓄能装置3分别和所述液压发电装置2之间电连接；所述螺旋推进装置安装在所述半潜式支撑平台5伸入海中的底部，所述螺旋推荐装置与所述液压发电装置2电连接，所述调谐垂荡板装置6安装在所述半潜式支撑平台5底部；所述螺旋推进装置为螺旋桨4，所述螺旋桨4有至少四个，至少四个所述螺旋桨4均匀安装在所述半潜式支撑平台5的底部。所述风力发电装置1包括竖直轴、水平轴、多个叶片和风机，所述风机固定在所述半潜式支撑平台5上，所述竖直轴竖直安装在所述风机上且与所述风机电连接；所述竖直轴顶部水平固定有所述水平轴，所述水平轴远离所述竖直轴的一端均匀固定有多个叶片。所述液压发电装置2包括油泵2-1、单向阀2-2、溢流阀2-3、液气储能器2-4、压力传感器2-5、定量马达2-6、第一发电机2-7、流量传感器2-8、PLC控制阀门2-9、PLC控制变量马达2-10和第二发电机2-11，所述油泵2-1依次和所述单向阀2-2、所述溢流阀2-3、所述液气储能器2-4、所述压力传感器2-5、所述定量马达2-6、所述流量传感器2-8、PLC控制阀门2-9、PLC控制变量马达本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种半潜式减振防垂荡平台装置，其特征在于，包括风力发电装置(1)、液压发电装置(2)、用于储蓄电能的蓄能装置(3)、螺旋推进装置、半潜式支撑平台(5)和调谐垂荡板装置(6),所述风力发电装置(1)、所述液压发电装置(2)和蓄能装置(3)分别固定在所述半潜式支撑平台(5)伸出海平面的上部，所述风力发电装置(1)、所述蓄能装置(3)分别和所述液压发电装置(2)之间电连接；所述螺旋推进装置安装在所述半潜式支撑平台(5)伸入海中的底部，所述螺旋推荐装置与所述液压发电装置(2)电连接，所述调谐垂荡板装置(6)安装在所述半潜式支撑平台(5)底部；所述螺旋推进装置为螺旋桨(4)，所述螺旋桨(4)有至少四个，至少四个所述螺旋桨(4)均匀安装在所述半潜式支撑平台(5)的底部。

【技术特征摘要】
1.一种半潜式减振防垂荡平台装置，其特征在于，包括风力发电装置(1)、液压发电装置(2)、用于储蓄电能的蓄能装置(3)、螺旋推进装置、半潜式支撑平台(5)和调谐垂荡板装置(6),所述风力发电装置(1)、所述液压发电装置(2)和蓄能装置(3)分别固定在所述半潜式支撑平台(5)伸出海平面的上部，所述风力发电装置(1)、所述蓄能装置(3)分别和所述液压发电装置(2)之间电连接；所述螺旋推进装置安装在所述半潜式支撑平台(5)伸入海中的底部，所述螺旋推荐装置与所述液压发电装置(2)电连接，所述调谐垂荡板装置(6)安装在所述半潜式支撑平台(5)底部；所述螺旋推进装置为螺旋桨(4)，所述螺旋桨(4)有至少四个，至少四个所述螺旋桨(4)均匀安装在所述半潜式支撑平台(5)的底部。2.根据权利要求1所述一种半潜式减振防垂荡平台装置，其特征在于，所述风力发电装置(1)包括竖直轴、水平轴、多个叶片和风机，所述风机固定在所述半潜式支撑平台(5)上，所述竖直轴竖直安装在所述风机上且与所述风机电连接；所述竖直轴顶部水平固定有所述水平轴，所述水平轴远离所述竖直轴的一端均匀固定有多个叶片。3.根据权利要求1所述一种半潜式减振防垂荡平台装置，其特征在于，所述液压发电装置(2)包括油泵(2-1)、单向阀(2-2)、溢流阀(2-3)、液气储能器(2-4)、压力传感器(2-5)、定量马达(2-6)、第一发电机(2-7)、流量传感器(2-8)、PLC控制阀门(2-9)、PLC控制变量马达(2-10)和第二发电机(2-11)，所述油泵(2-1)依次和所述单向阀(2-2)、所述溢流阀(2-3)、所述液气储能器(2-4)、所述压力传感器(2-5)、所述定量马达(2-6)、所述流量传感器(2-8)、PLC控制阀门(2-9)、PLC控制变量马达(2-10)以及第 二发电机(2-11)通过线路串联，所述压力传感器(2-5)和所述PLC控制阀门(2-9)之间通过线路连接；所述定量马达(2-6)和所述第一发电机(2-7)通过线路连接；所述流量传感器(2-8)和所述PLC控制变量马达(2-10)之间通过线路连接。...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘小宇，宗楚红，唐松奇，汪林锋，王化明，吴国荣，
申请(专利权)人：浙江海洋学院，
类型：新型
国别省市：浙江;33