一种水下系泊式海流能发电系统技术方案

本发明专利技术公开了一种水下系泊式海流能发电系统，包括浮力稳定单元、与所述浮力稳定单元相连的传动舱、与所述传动舱相连的叶轮、与所述传动舱相连的锚链以及与所述锚链相连的锚；浮力稳定单元内设置有橄榄型主机舱，主机舱采用橄榄型，目的在于减少水流阻力；发电机和齿轮箱至于直立的橄榄型主机舱内，叶轮主轴和其他传动轴承采用非水密设计，降低主轴摩擦阻力。系统使用高压空气密封技术，主机舱除了底部允许部分进水外，其他部位采用气密设计，在橄榄型主机舱内部充入高压气体，使主机舱的水位保持在预定位置，主机舱内冷凝水则沿橄榄型舱壁流到底部，在舱内高压气体的作用下排出。本发明专利技术提高发电机能量转换效率，降低成本，提高海域适应性。高海域适应性。高海域适应性。

【技术实现步骤摘要】
一种水下系泊式海流能发电系统


[0001]本专利技术属于海洋能发电领域，具体涉及一种水下系泊式海流能发电系统。

技术介绍

[0002]水下能源供给是水下作业系统生命维持的“血液”及“动力”，同时也是水下作业系统形成的先决条件。随着水下作业向深远海、隐蔽性、大容量、长航时等方向发展，母船及常规能量的传统供给方式已经无法满足水下作业要求。海洋是一个巨大的资源与能量库，其本身就蕴藏着丰富的能源，如能量巨大的水下波浪能及洋流能、各大洋分布广泛的海底热液储存的热能等，因此，利用海洋储量巨大的能量为水下作业系统供能是保障水下作业系统安全高效工作的绝佳选择。
[0003]深海洋流的特征是水量大、流域宽、随水深流动变化剧烈，靠近海底流速较低，流动方向多变，受海底复杂环境影响，还会出现上升流，具有强非定常性的特点。深海大功率洋流发电，必然要多机组协同组网，而每个单台机组均在非定常流场中做7个自由度的运动(装置整体6自由度+叶轮旋转运动)，想要获得高效稳定的能量，必须实时追踪洋流变化和机组姿态变化，进行全系统动态耦合的发电性能控制管理。洋流发电机在深水工作，主轴密封要求高，密封圈对主轴的摩擦作用大，同时海底洋流速度相对较低，叶轮扭矩较小，密封引起的功率损失巨大。
[0004]为了解决以上难题，确保水下作业系统安全可靠运行，因此本专利技术提出一种用于水下作业能量补给的系泊式海流能发电系统。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种水下系泊式海流能发电系统。
[0006]本专利技术的目的通过如下技术方案来实现：
[0007]一种水下系泊式海流能发电系统，包括浮力稳定单元、与所述浮力稳定单元相连的传动舱、与所述传动舱相连的叶轮、与所述传动舱相连的锚链以及与所述锚链相连的锚；
[0008]所述传动舱通过锚链和锚与海底连接，传动舱内设置有传动机构，叶轮布置在传动舱下游位置，叶轮和传动机构为非水密设计；
[0009]所述浮力稳定单元包括直立的橄榄型主机舱，橄榄型主机舱内设置有发电机和齿轮箱，发电机位于齿轮箱上方，齿轮箱下方与传动机构连接；
[0010]所述主机舱与所传动舱之间设置有冷凝水收集装置和液面监测装置；主机舱底部允许部分进水，其他部位采用气密设计；在主机舱内部充入高压气体，使主机舱的水位保持在预定位置，主机舱内冷凝水则沿主机舱壁流到底部，在舱内高压气体的作用下排出。
[0011]本专利技术还可以包括：
[0012]1.所述浮力稳定单元内设置至少一个高压舱室，高压舱室内充满高压气体，主机舱与高压舱室之间设置有调节气压装置。
[0013]2.所述叶轮主轴和传动机构的轴承为非水密设计，降低摩擦阻力。
[0014]3.所述浮力单元外形采取流线型；所述锚链采用重力锚链。
[0015]4.所述整体系统浮力大于重力，浮心在重心之上；所述整体系统设置有所处深度测量装置。
[0016]本专利技术的有益效果在于：
[0017]本专利技术适应非定常、低流速、变流向的洋流获能系统，实时追踪洋流变化和机组变化姿态，进行全系统动态耦合的发电性能控制管理，以实现最大能量捕获和发电网络的运行稳定，研究高效的传动机制，降低传动过程的机械损失，提高发电机能量转换效率，降低成本，提高海域适应性。
附图说明
[0018]图1为本专利技术实施例提供的一种装置概念图；
[0019]图2为本专利技术实施例提供的一种装置概念轴测图。
具体实施方式
[0020]下面结合附图对本专利技术做进一步描述。
[0021]需要说明的是，除非另外定义，本专利技术使用的技术术语或者科学术语应当为本专利技术所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本专利技术中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。
[0022]本专利技术提供一种水下系泊式海流能发电系统，传动舱通过锚链与海底连接，系统通过浮力稳定单元使系统浮于水中(装置浮力略大于重力，浮心在重心之上)，使系统保持距离海底一定的距离，并保持稳定的姿态，使系统远离海底洋流流速较低的区域。并保持稳定的姿态。叶轮布置在传动舱下游，以防止叶轮与锚链的碰撞。通过总体设计和姿态控制技术使系统具备自动对流能力，通过高性能叶轮设计提高能量获取效率。发电机和齿轮箱至于直立的橄榄型主机舱内，叶轮主轴和其他传动轴承采用非水密设计，降低主轴摩擦阻力。系统使用高压空气密封技术，主机舱除了底部允许部分进水外，其他部位采用气密设计，在内部充入高压气体，使主机舱的水位保持在预定位置，主机舱内冷凝水则沿橄榄型舱壁流到底部，在舱内高压气体的作用下排出。
[0023]通过具体的实施例进一步详细说明本专利技术的技术方案。
[0024]参考图1和图2，本专利技术提供的一种水下系泊式海流能发电系统，包括外形采取流线型的浮力稳定单元、与所述浮力稳定单元相连的传动舱、与所述传动舱相连的叶轮、与所述传动舱相连的锚链以及与所述锚链相连的锚；其中：
[0025]所述传动舱通过锚链和锚与海底连接，所述锚链采用重力锚链；系统通过浮力稳定单元使系统浮于水中(装置浮力略大于重力，浮心在重心之上)，使系统保持距离海底一定的距离，并保持稳定的姿态，使系统远离海底洋流流速较低的区域。并保持稳定的姿态。
叶轮布置在传动舱下游，以防止叶轮与锚链的碰撞，同时叶轮布置在系统的下游、配合锚链实现自动对流特性。通过总体设计和姿态控制技术使系统具备自动对流能力，通过高性能叶轮设计提高能量获取效率。浮力稳定单元内设置有橄榄型主机舱，主机舱采用橄榄型，目的在于减少水流阻力；发电机和齿轮箱至于直立的橄榄型主机舱内，叶轮主轴和其他传动轴承采用非水密设计，降低主轴摩擦阻力。系统使用高压空气密封技术，主机舱除了底部允许部分进水外，其他部位采用气密设计，在橄榄型主机舱内部充入高压气体，使主机舱的水位保持在预定位置，主机舱内冷凝水则沿橄榄型舱壁流到底部，在舱内高压气体的作用下排出。
[0026]所述主机舱与所传动舱之间设置有冷凝水收集装置和液面监测装置。
[0027]所述传动舱内设置有传动机构，传动机构采用非水密设计；传动机构与主机舱内的齿轮相连。
[0028]所述浮力稳定单元内设置有多个高压舱室，多个高压舱室内充满高压气体；主机舱与多个高压舱室之间设置有调节气压装置。
[0029]所述水下系泊式海流能发电系统具有所处深度测量装置。
[0030]本专利技术为简化说明和讨论，并且为了不会使本说明书一个或多个实施例难以理解，在所提供的附图中可以示出或可以不示出与集成本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种水下系泊式海流能发电系统，其特征在于：包括浮力稳定单元、与所述浮力稳定单元相连的传动舱、与所述传动舱相连的叶轮、与所述传动舱相连的锚链以及与所述锚链相连的锚；所述传动舱通过锚链和锚与海底连接，传动舱内设置有传动机构，叶轮布置在传动舱下游位置，叶轮和传动机构为非水密设计；所述浮力稳定单元包括直立的橄榄型主机舱，橄榄型主机舱内设置有发电机和齿轮箱，发电机位于齿轮箱上方，齿轮箱下方与传动机构连接；所述主机舱与所传动舱之间设置有冷凝水收集装置和液面监测装置；主机舱底部允许部分进水，其他部位采用气密设计；在主机舱内部充入高压气体，使主机舱的水位保持在预定位置，主机舱内冷凝水则沿主机舱壁流到底...

【专利技术属性】
技术研发人员：张学伟，张帆，盛其虎，邵兴华，谢筱槿，武玉章，
申请(专利权)人：哈尔滨工程大学，
类型：发明
国别省市：