一种海上风电导管架的波浪能综合利用装置及施工方法制造方法及图纸

一种海上风电导管架的波浪能综合利用装置及施工方法，属于海上风电导管架技术领域，实现海上风电支撑结构的综合运用，在海上风电导管架上同时搭载振荡水柱式发电装置和越浪式波浪发电装置，实现二者的综合运用；结构主体包括导管架

【技术实现步骤摘要】
一种海上风电导管架的波浪能综合利用装置及施工方法


[0001]本专利技术属于海上风电导管架
，具体涉及一种海上风电导管架的波浪能综合利用装置及施工方法
。

技术介绍

[0002]坚持海上资源统筹规划，协同推进海洋多种能源技术融合；海上综合能源开发利用已被作为新能源领域亟需突破的关键技术问题
。
[0003]海上风能与波浪能往往存在伴生关系，海上风能资源丰富的地区，波浪能资源亦相对丰富，这使得风浪联合发电具有得天独厚的优势；风浪联合开发过程中，可实现基础结构
、
输电装备与电源管理共享，设施投入的增加极为有限，有利于节省建造成本
。
[0004]波浪能发电装置的种类分为如下三大类：第一类，振荡水柱式装置又称为空气透平式装置，它是利用开口淹没于水下的空腔作为气室，将波浪引入，通过气室内水面起伏产生气流，驱动置于导管内的空气透平，进而带动发电机运转；空气透平设备是一种热力机械设备，用于将空气的动能转化为机械能，属于一种类似于涡轮机的热力循环设备，通过压缩和膨胀空气来实现能量转换；空气透平包括一个转子，通常是一个轴，上面装有叶片；当压缩空气流经透平时，叶片会受到空气的压力，从而转动轴，产生机械功；第二类，越浪式装置是将波浪汇集起来，形成内外水头差，将波浪动能转化为水的势能，当发电水头满足要求时将水流放出，驱动水轮机，并带动发电机运转；水轮机是一种传统的水力发电机械，广泛应用于水电站和其他水力工程中；水轮机的工作原理基于水的动能和势能转化；当水流经水轮机叶片时，叶片会受到水流的冲击和推动，从而使得水轮机转动；水流的动能转化为机械能，推动水轮机的转子旋转；转子连接着发电机，通过转动发电机产生电能；水轮机根据其结构和工作方式的不同，可以分为不同类型，包括垂直轴水轮机和水平轴水轮机；第三类，振荡浮子式装置是利用波浪推动浮体部分进行周期性往复运动，带动齿轮齿条或者是驱动液压系统从而驱动发电机运转
。
[0005]申请公开号：
CN115750211A
，公开了一种基于导管架平台的波浪能
‑
风能发电装置集成系统，解决传统的风电产业往往占地面积较大的问题，以导管架平台为基础，将柔性气囊波浪能发电装置和风力发电系统安装在导管架平台上，形成集成系统，综合利用波浪能和海上风能发电；波浪作用于柔性气囊，使柔性气囊发生形变，柔性气囊形变会推动气体在通气管道中流动，利用通气管道中的气流发电系统发电，将气体流动的机械能转换为电能，从而实现波浪能发电；在风力的带动下，叶片发生转动，进而带动风机轮毂转动，经风机内部发电装置进行发电，将风能转换成电能
。
[0006]授权公告号：
CN211623607U
，公开了一种垂直振荡式波浪能发电与海上升压站集成装置，将海上升压站和波浪能发电相结合，波浪能发电装置与升压站共享一座支撑基础和一套升压及输送设备，大幅降低波浪能发电的开发成本，提升波浪能发电的整体收益
。
[0007]授权公告号：
CN212155044U
，公开了一种基于固定导管架的风浪耦合利用装置，综合利用多能种进行互补开发，形成以海上风电为牵引的海洋能综合利用模式；综合利用海上风能和波浪能，极大地提高了装置单体的发电量，实现了复杂环境下的多能发电互补，在提高整体发电功率，扩大供电容量的同时，还能有效地减少资金投入，对缓解能源危机和环境污染问题
。
[0008]上述现有技术，没有解决如何利用海上风电支撑结构，实现海上风电支撑结构的综合运用，如何实现海上风电导管架上同时搭载振荡水柱式发电装置和越浪式波浪发电装置，实现二者的综合运用，缺乏可用的技术手段，因此，需要进一步改进
。

技术实现思路

[0009]有鉴于此，面对现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种海上风电导管架的波浪能综合利用装置及施工方法，具有导管架利用率高，方便实施，结构稳定，安装实施成本低的优点
。
[0010]为实现上述目的及其它相关目的，本专利技术提供一种海上风电导管架的波浪能综合利用装置，包括导管架
、
空气导管
、
气室
、
聚浪室，气室用于驱动空气透平设备，聚浪室用于驱动水轮机；气室
、
聚浪室设置在水面附近；导管架的从上至下的第一层叉撑和第二层叉撑中间的空隙大于第二层叉撑和第三层叉撑中间的空隙；导管架的第一层叉撑和第二层叉撑中间的主弦杆上焊接气室
。
[0011]本申请提供的一种技术方案，还具有以下技术特征：优选的，每两个相邻的气室之间设置聚浪室；聚浪室的部分外侧与两边的气室重合，聚浪室顶部位置低于设计高水位
。
[0012]优选的，空气透平设备和水轮机均连接有发电设备，发电设备通过电缆连接风电设备
。
[0013]优选的，气室
、
聚浪室在导管架上的高度能够调节
。
[0014]优选的，气室内设置压力传感器，气室的顶部设置空气导管，空气导管穿过导管架的主弦杆及塔筒，进入塔筒内部，塔筒内部设置透平发电机
。
[0015]优选的，气室的外壁设置靠泊系统
。
[0016]优选的，聚浪室的中部靠下位置设置水轮机，聚浪室的内部设置水位观测仪
。
[0017]优选的，聚浪室的水轮机连接电缆，电缆穿过聚浪室的底部进入气室的底部后，与气室的顶部的空气导管的铺设路径重合
。
[0018]优选的，沿空气导管的铺设路径重合设置的电缆，设置在空气导管的内部，电缆通过连接空气导管的内壁固定
。
[0019]优选的，根据港口与航道水文规范
JTS145
‑
2015
，设计高水位为高潮累积频率
10%
的潮位或历时累积频率
1%
的潮位，潮水达到的高度简称潮位
。
[0020]优选的，一种海上风电导管架的波浪能综合利用装置施工方法：第一步，气室焊接在导管架的主弦杆上；第二步，每两个相邻的气室之间焊接设置聚浪室；第三步，聚浪室的中部靠下位置焊接水轮机，聚浪室的内壁焊接水位观测仪；第四步，水轮机连接电缆，电缆穿过聚浪室的底部进入气室的底部后，电缆沿气室
的顶部的空气导管的铺设路径铺设；第五步，气室的顶部焊接带电缆的空气导管，气室的内壁焊接压力传感器；第六步，带电缆的空气导管穿过导管架的主弦杆；第七步，带气室和聚浪室的导管架支撑结构在指定海域安装下沉；第八步，导管架的顶部安装塔筒；第九步，带电缆的空气导管穿过塔筒，进入塔筒内部，空气导管内的空气穿过空气透平设备完成发电，空气导管内的电缆连接用电装置
。
[0021]本专利技术的有益效果在于：（1）本专利技术在海上风电导管架上同时搭载振荡水柱式发电装置和越浪式波浪发电装置，振荡水柱式对应的是气室式发电，越浪式发电装置对应的是聚浪室式发电；一方面实现了海上风电支本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种海上风电导管架的波浪能综合利用装置，其特征在于，包括导管架（1）
、
空气导管（2）
、
气室（3）
、
聚浪室（4），气室（3）用于驱动空气透平设备，聚浪室（4）用于驱动水轮机；气室（3）
、
聚浪室（4）设置在水面附近；导管架（1）的从上至下的第一层叉撑和第二层叉撑中间的空隙大于第二层叉撑和第三层叉撑中间的空隙；导管架（1）的第一层叉撑和第二层叉撑中间的主弦杆上焊接气室（3）；每两个相邻的气室（3）之间设置聚浪室（4）；聚浪室（4）的部分外侧与两边的气室（3）重合，聚浪室顶部位置低于设计高水位
。2.
如权利要求1所述的一种海上风电导管架的波浪能综合利用装置，其特征在于，空气透平设备和水轮机均连接有发电设备，发电设备通过电缆连接风电设备
。3.
如权利要求1所述的一种海上风电导管架的波浪能综合利用装置，其特征在于，气室（3）
、
聚浪室（4）在导管架（1）上的高度能够调节
。4.
如权利要求2所述的一种海上风电导管架的波浪能综合利用装置，其特征在于，气室（3）内设置压力传感器，气室（3）的顶部设置空气导管（2），空气导管（2）穿过导管架（1）的主弦杆及塔筒，进入塔筒内部，塔筒内部设置透平发电机
。5.
如权利要求1所述的一种海上风电导管架的波浪能综合利用装置，其特征在于，气室（3）的外壁设置靠泊系统
。6.
如权利要求4所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：田会元，徐明强，陈立，程海锋，宋础，陈鹏飞，
申请(专利权)人：上海勘测设计研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：