基于浮式平台的内嵌式减振发电系统技术方案

本实用新型专利技术实施例涉及一种基于浮式平台的内嵌式减振发电系统，所述系统包括：浮式平台子系统、吸能减振子系统、振荡发电子系统以及智能控制子系统，智能控制子系统分别与浮式平台子系统、吸能减振子系统、振荡发电子系统连接，浮式平台子系统与吸能减振子系统连接，吸能减振子系统与振荡发电子系统连接；浮式平台子系统，包括浮式平台浮体结构，系泊系统，顶部甲板以及相关的作业生产设备；吸能减振子系统，包括一个或者多个内嵌式调谐液柱阻尼器；振荡发电子系统，包括振荡气室、气流通道和自整流涡轮；智能控制子系统，包括用于自动化和机电过程的处理器、传感器及其数据采集、通信和人机界面。

Embedded damping power generation system based on floating platform

【技术实现步骤摘要】
基于浮式平台的内嵌式减振发电系统
本技术实施例涉及浮式结构减振技术和海洋新能源
，尤其涉及一种基于浮式平台的内嵌式减振发电系统。
技术介绍
深海浮式平台在外部载荷环境、系索张力变化以及平台本体浮力变化的作用下会产生大幅整体运动，对平台的安全性与工作效率造成不利影响。如何对浮式平台整体运动进行有效抑制是业界亟待解决的难题。相关技术中，已有的减振技术主要涉及调谐质量阻尼器、摩擦式阻尼器、调谐液柱阻尼器、磁流变阻尼器、电流变阻尼器等。其中，调谐液柱阻尼器属于简单有效的被动控制装置。但是目前调谐液柱阻尼器存在的不足之处包括：1、调谐液柱阻尼器体积大，占用平台结构大量空间，影响浮式平台的正常功能，可行性差；2、调谐液柱阻尼器仅能实现平台运动抑制，功能过于单一，工程推广应用价值低，且自振周期固定，控制效果难以保证，设计优化不足。
技术实现思路
鉴于此，为解决现有技术中的问题，本技术实施例提供了一种基于浮式平台的内嵌式减振发电系统。第一方面，本技术实施例提供了一种基于浮式平台的内嵌式减振发电系统，所述系统包括：浮式平台子系统、吸能减振子系统、振荡发电子系统以及智能控制子系统，其中，所述智能控制子系统分别与所述浮式平台子系统、吸能减振子系统、振荡发电子系统连接，所述浮式平台子系统与所述吸能减振子系统连接，所述吸能减振子系统与所述振荡发电子系统连接；所述浮式平台子系统，包括深海浮式平台或者浮式基础，所述深海浮式平台或者浮式基础包括浮式平台浮体结构，系泊系统，顶部甲板以及相关的作业生产设备；所述吸能减振子系统，包括一个或者多个内嵌式调谐液柱阻尼器；所述振荡发电子系统，包括振荡气室、气流通道和自整流涡轮；所述智能控制子系统，包括用于自动化和机电过程的处理器、传感器及其数据采集、通信和人机界面。在一个可能的实施方式中，所述内嵌式调谐液柱阻尼器包括水平液柱通道、两端等截面的垂直液柱通道和填充在内嵌式调谐液柱阻尼器内部的工作流体。在一个可能的实施方式中，所述水平液柱通道和垂直液柱通道设置于所述顶部甲板下方，所述浮式平台浮体结构内部。在一个可能的实施方式中，所述工作流体包括海水。在一个可能的实施方式中，所述内嵌式调谐液柱阻尼器配备水泵，用于根据具体的海洋工况调整工作流体的体积，其中确保内嵌式调谐液柱阻尼器的固有周期与工作海况中波浪荷载谱峰周期一致。在一个可能的实施方式中，所述内嵌式调谐液柱阻尼器配备节流装置，并配备相应的控制设备，用于根据具体的海洋工况调整所述节流装置的阻尼性能。在一个可能的实施方式中，所述节流装置包括节流孔板或者阀门。在一个可能的实施方式中，所述多个内嵌式调谐液柱阻尼器根据所述浮式平台浮体结构的特点对称布置。在一个可能的实施方式中，所述振荡气室位于每一个内嵌式调谐液柱阻尼器垂直液柱通道顶部，用于上下移动调整气室体积；所述振荡气室与所述垂直液柱通道相通，气室高度应大于工作流体发生的最大振幅。在一个可能的实施方式中，所述气流通道设置于所述振荡气室顶部，并在所述气流通道出口处设置操作间；所述操作间与外部大气相通，用于人员安装、操作和维护设备；所述自整流涡轮安装于所述气流通道中，其中，所述自整流涡轮为用于振荡水柱式波能发电装置的威尔斯涡轮或者冲击式涡轮。本技术实施例提供的技术方案，针对相关技术中的不足，对浮式平台中调谐液柱阻尼器进行优化，同步应用海洋新能源技术，同时实现深海浮式平台减振控制和吸能发电。附图说明为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术实施例中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本技术实施例的一种基于浮式平台的内嵌式减振发电系统的结构示意图；图2为本技术实施例的另一种基于浮式平台的内嵌式减振发电系统的结构示意图；图3为本技术实施例的另一种基于浮式平台的内嵌式减振发电系统的俯视示意图。具体实施方式为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。为便于对本技术实施例的理解，下面将结合附图以具体实施例做进一步的解释说明，实施例并不构成对本技术实施例的限定。如图1所示，为本技术实施例提供的一种基于浮式平台的内嵌式减振发电系统的结构示意图，该系统具体可以包括：浮式平台子系统、吸能减振子系统、振荡发电子系统以及智能控制子系统，其中，所述智能控制子系统分别与所述浮式平台子系统、吸能减振子系统、振荡发电子系统连接，所述浮式平台子系统与所述吸能减振子系统连接，所述吸能减振子系统与所述振荡发电子系统连接。针对浮式平台子系统，包括较为常见的深海浮式平台或者浮式基础，为了叙述方便，后续深海浮式平台或者浮式基础统称为浮式平台，该浮式平台包括浮式平台浮体结构，系泊系统，顶部甲板以及相关的作业生产设备等。针对吸能减振子系统，包括一个或者多个内嵌式调谐液柱阻尼器。内嵌式调谐液柱阻尼器包括水平液柱通道、两端等截面的垂直液柱通道和填充在内嵌式调谐液柱阻尼器内部的工作流体，其中，水平液柱通道和垂直液柱通道设置于所述顶部甲板下方，所述浮式平台浮体结构内部，工作流体包括海水。另外，对于内嵌式调谐液柱阻尼器配备水泵，该水泵用于根据具体的海洋工况调整工作流体的体积。优选的，确保内嵌式调谐液柱阻尼器的固有周期与工作海况中波浪荷载谱峰周期一致。再者，对于内嵌式调谐液柱阻尼器配备节流装置，并配备相应的控制设备，用于根据具体的海洋工况调整所述节流装置的阻尼性能。其中，节流装置包括较为常见的节流孔板或者阀门。由于海洋环境的随机性，多个内嵌式调谐液柱阻尼器根据所述浮式平台浮体结构的特点对称布置。针对振荡发电子系统，包括振荡气室、气流通道和自整流涡轮。振荡气室位于每一个内嵌式调谐液柱阻尼器垂直液柱通道顶部，可以上下移动调整气室体积。优选的，振荡气室与所述垂直液柱通道相通，气室高度应大于工作流体发生的最大振幅。另外，对于气流通道设置于所述振荡气室顶部，并在所述气流通道出口处设置足够宽敞的操作间。其中，操作间与外部大气相通，用于人员安装、操作和维护设备。再者，对于自整流涡轮安装于所述气流通道中，其中，所述自整流涡轮为用于振荡水柱式波能发电装置的威尔斯涡轮或者冲击式涡轮。针对智能控制子系统，包括用于自动化和机电过程的处理器、传感器及其数据采集、通信和人机界面。对于智能控制子系统的控制对象，包括节流本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于浮式平台的内嵌式减振发电系统，其特征在于，所述系统包括：浮式平台子系统、吸能减振子系统、振荡发电子系统以及智能控制子系统，其中，所述智能控制子系统分别与所述浮式平台子系统、吸能减振子系统、振荡发电子系统连接，所述浮式平台子系统与所述吸能减振子系统连接，所述吸能减振子系统与所述振荡发电子系统连接；/n所述浮式平台子系统，包括深海浮式平台或者浮式基础，所述深海浮式平台或者浮式基础包括浮式平台浮体结构，系泊系统，顶部甲板以及相关的作业生产设备；/n所述吸能减振子系统，包括一个或者多个内嵌式调谐液柱阻尼器；/n所述振荡发电子系统，包括振荡气室、气流通道和自整流涡轮；/n所述智能控制子系统，包括用于自动化和机电过程的处理器、传感器及其数据采集、通信和人机界面。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于浮式平台的内嵌式减振发电系统，其特征在于，所述系统包括：浮式平台子系统、吸能减振子系统、振荡发电子系统以及智能控制子系统，其中，所述智能控制子系统分别与所述浮式平台子系统、吸能减振子系统、振荡发电子系统连接，所述浮式平台子系统与所述吸能减振子系统连接，所述吸能减振子系统与所述振荡发电子系统连接；
所述浮式平台子系统，包括深海浮式平台或者浮式基础，所述深海浮式平台或者浮式基础包括浮式平台浮体结构，系泊系统，顶部甲板以及相关的作业生产设备；
所述吸能减振子系统，包括一个或者多个内嵌式调谐液柱阻尼器；
所述振荡发电子系统，包括振荡气室、气流通道和自整流涡轮；
所述智能控制子系统，包括用于自动化和机电过程的处理器、传感器及其数据采集、通信和人机界面。


2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述内嵌式调谐液柱阻尼器包括水平液柱通道、两端等截面的垂直液柱通道和填充在内嵌式调谐液柱阻尼器内部的工作流体。


3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述水平液柱通道和垂直液柱通道设置于所述顶部甲板下方，所述浮式平台浮体结构内部。


4.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述工作流体包括海水。


5.根据权利要求2...

【专利技术属性】
技术研发人员：余杨，李振眠，余建星，高扬，赵明仁，崔宇朋，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：新型
国别省市：天津;12