一种潮流能水轮机基础弧形防冲刷装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种潮流能水轮机基础弧形防冲刷装置，包括架设于水轮机基础外部的弧形板结构，其中，所述弧形板结构用于引导底层水流平顺绕经水轮机基础，包括两个相对称的弧形部，且两个弧形部的连接点所连直线的中点与水轮机基础的圆心相重合；所述弧形板结构的下半部分埋设于海床内

【技术实现步骤摘要】
一种潮流能水轮机基础弧形防冲刷装置


[0001]本专利技术涉及一种潮流能水轮机基础弧形防冲刷装置，属于潮流发电

。

技术介绍

[0002]潮流能资源作为一种清洁的可再生资源，由于其优良的能量密度
、
良好的可预测性以及对土地资源的节约而受到国际社会的广泛关注
。
潮流能水轮机作为潮流能主要的开发利用手段，存在多种多样的结构形式
。
其中，以桩基基础作为结构承载主体的方案因为其造价低廉
、
设计施工相对简便而被较多应用于实际工程中
。
[0003]潮流能水轮机的基础作为工程稳定性的关键一环，其安全防护措施的制定至关重要
。
影响潮流能水轮机基础稳定性的重要因素是潮流长期掏刷基础底部周边海床所造成的局部失稳，应对此开展潮流能水轮机基础冲刷的工程防护措施研究
。
[0004]潮流能水轮机基础结构局部冲刷的成因主要包含以下几点
。
首先，桩前来流接触到桩柱结构后由于过流断面的收缩，在垂向形成下潜水流
。
该部分水流在床面形成的横轴反向漩涡与底层水流交汇形成的马蹄涡不断搬动海床面泥沙，并向下游移动堆积
。
基础背水面周期性的低压涡结构增强了上游马蹄涡的紊动程度，同时水轮机的旋转也对局部冲刷的范围造成了一定影响
。
同时，潮流的往复循环也是潮流能工程的重要特征，在制定基础冲刷防护方案时不应忽略
。
[0005]目前对于潮流能水轮机基础的冲刷防护多采取传统的河床加固方案如抛石防护等，未充分考虑水轮机附近的水流特性，尤其是潮流的往复作用对局部冲刷的影响，导致防冲效率不高，因此，需要提出结合潮流能工程本身的基础防冲刷装置，降低潮流冲刷对工程结构整体安全稳定性造成的影响
。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种潮流能水轮机基础弧形防冲刷装置，通过采用弧形板结构，并将弧形板结构的下半部分埋设于海床内，既不影响水轮机附近的过流能力，又能充分引导底层水流平顺绕经水轮机基础，减少尾流涡结构，削弱水流对水轮机基础的直接冲击和下潜流对海床的冲刷作用，同时，弧形板结构设置两个相对称的弧形部，形成上下游的轴对称结构，以适用于潮流能水轮机这类处于复杂的往复流环境中的工程结构
。
[0007]为达到上述目的
/
为解决上述技术问题，本专利技术是采用下述技术方案实现的：一种潮流能水轮机基础弧形防冲刷装置，包括架设于水轮机基础外部的弧形板结构，其中，所述弧形板结构用于引导底层水流平顺绕经水轮机基础，包括两个相对称的弧形部，且两个弧形部的连接点所连直线的中点与水轮机基础的圆心相重合；所述弧形板结构的下半部分埋设于海床内
。
[0008]进一步的，所述弧形部包括外部弧形板
、
内部弧形板和纵梁，其中，
所述外部弧形板和内部弧形板的圆心相重合；所述纵梁设置于外部弧形板与内部弧形板之间，用于连接外部弧形板与内部弧形板
。
[0009]进一步的，所述外部弧形板和内部弧形板的圆心均位于水轮机基础圆心两侧各
1.2
倍水轮机基础直径的位置；所述外部弧形板的半径为水轮机基础直径的2倍，弦长为水轮机基础直径的
3.2
倍；所述内部弧形板的半径为水轮机基础直径的
1.95
倍
。
[0010]进一步的，所述纵梁设置有四个，均位于弧形部
1/3
弧长位置；所述纵梁为工字型梁结构，包括上
、
下翼板和腹板，所述上
、
下翼板分别连接外部弧形板和内部弧形板，所述腹板用于连接上
、
下翼板
。
[0011]进一步的，所述外部弧形板
、
内部弧形板和纵梁的高度均为水轮机基础直径的倍，其中外部弧形板
、
内部弧形板和纵梁高度的
1/2
贯入海床
。
[0012]进一步的，所述上
、
下翼板的宽度为水轮机基础直径的
4%
，厚度为水轮机基础直径的
1%
；所述腹板的长度为水轮机基础直径的
3%
，厚度为水轮机基础直径的
1%。
[0013]进一步的，还包括支撑部，所述支撑部设置于弧形部与水轮机基础之间，所述弧形部通过支撑部与水轮机基础相连接
。
[0014]进一步的，所述支撑部包括支撑板和支撑架，所述支撑板与水轮机基础相固定，所述支撑架用于固定支撑板与弧形部
。
[0015]进一步的，所述支撑架包括一根横梁和两根斜梁，两根斜梁对称安装于横梁的上下两侧，其中，所述横梁与弧形部的顶端齐平并与内部弧形板相垂直固定，所述横梁的另一端与支撑板相固定，所述横梁的长度为水轮机基础直径的
1/4
；所述斜梁的一端与支撑板相固定，另一端与横梁外端
1/3
处相固定，所述斜梁与横梁的夹角为
30
°
；所述横梁与斜梁的直径均为水轮机基础直径的
1%。
[0016]进一步的，所述支撑板为圆心与水轮机基础圆心相重合的弧形件；所述支撑板的圆弧度数为
20~30
°
，高度为水轮机基础直径的
1/2
，厚度为水轮机基础直径的
1%。
[0017]与现有技术相比，本专利技术所达到的有益效果：本专利技术提供的潮流能水轮机基础弧形防冲刷装置，通过采用弧形板结构，并将弧形板结构的下半部分埋设于海床内，既不影响水轮机附近的过流能力，又能充分引导底层水流平顺绕经水轮机基础，减少尾流涡结构，削弱水流对水轮机基础的直接冲击和下潜流对海床的冲刷作用，同时，弧形板结构设置两个相对称的弧形部，形成上下游的轴对称结构，以适用于潮流能水轮机这类处于复杂的往复流环境中的工程结构；本专利技术提供的潮流能水轮机基础弧形防冲刷装置，弧形部采用外部弧形板和内部弧形板的双层弧形板构造，内部空心，并通过纵梁实现外部弧形板和内部弧形板的连接，从而在保证防冲刷效果的前提下降低了造价，易于施工；
本专利技术提供的潮流能水轮机基础弧形防冲刷装置，通过支撑部实现弧形防冲刷装置与水轮机基础间的连接，能够稳定弧形防冲刷装置，以保证其稳定性
。
附图说明
[0018]图1是实施例一提供的弧形防冲刷装置的立体结构示意图
。
[0019]图2是图1所示弧形防冲刷装置的主视图；图3是图1所示弧形防冲刷装置的左视图
。
[0020]图4是图1所示弧形防冲刷装置的结构水平剖面示意图
。
[0021]图5是图1所示弧形防冲刷装置的结构垂向剖面示意图
。
[0022]图中：
1、
弧形防冲刷装置；
11、
弧形板结构；
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种潮流能水轮机基础弧形防冲刷装置，其特征在于，包括架设于水轮机基础（2）外部的弧形板结构（
11
），其中，所述弧形板结构（
11
）用于引导底层水流平顺绕经水轮机基础（2），包括两个相对称的弧形部，且两个弧形部的连接点所连直线的中点与水轮机基础（2）的圆心相重合；所述弧形板结构（
11
）的下半部分埋设于海床内
。2.
根据权利要求1所述的潮流能水轮机基础弧形防冲刷装置，其特征在于，所述弧形部包括外部弧形板（
111
）
、
内部弧形板（
112
）和纵梁（
113
），其中，所述外部弧形板（
111
）和内部弧形板（
112
）的圆心相重合；所述纵梁（
113
）设置于外部弧形板（
111
）与内部弧形板（
112
）之间，用于连接外部弧形板（
111
）与内部弧形板（
112
）
。3.
根据权利要求2所述的潮流能水轮机基础弧形防冲刷装置，其特征在于，所述外部弧形板（
111
）和内部弧形板（
112
）的圆心均位于水轮机基础（2）圆心两侧各
1.2
倍水轮机基础（2）直径的位置；所述外部弧形板（
111
）的半径为水轮机基础（2）直径的2倍，弦长为水轮机基础（2）直径的
3.2
倍；所述内部弧形板（
112
）的半径为水轮机基础（2）直径的
1.95
倍
。4.
根据权利要求2所述的潮流能水轮机基础弧形防冲刷装置，其特征在于，所述纵梁（
113
）设置有四个，均位于弧形部
1/3
弧长位置；所述纵梁（
113
）为工字型梁结构，包括上
、
下翼板和腹板，所述上
、
下翼板分别连接外部弧形板（
111
）和内部弧形板（
112
），所述腹板用于连接上
、
下翼板
。5.
根据权利要求2所述的潮流能水轮机基础弧形防冲刷装置，其特征在于，所述外部弧形板（
111
）
、
内部弧形板（
112
）和纵梁（
113
）的高度均为水轮机基础（2）直径的2倍，其中外部弧形板（
111
）
、
内部弧形板（
112
）和纵梁（
11...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙长平，祝文龙，徐海滨，王方政，
申请(专利权)人：中国长江三峡集团有限公司，
类型：发明
国别省市：