具有水面操作平台的潮流发电机组桁架式分布载荷结构的制作方法
【专利说明】
[0001]技术领域:本发明涉及具有水面操作平台的潮流发电机组桁架式分布载荷结构。【背景技术】:
[0002]传统潮流发电机组群有三种独立安装方式:图1所示粧柱式；图2所示坐底式；图3所示漂浮式。其中，只有粧柱式具有小型操作平台，但该操作平台仅可对本台机组进行检修，不能实现操作平台共享。坐底式机组根本没有操作平台，只能依靠检修船进行检修维护作业，维修难度大，操作复杂，经济成本及时间成本高。漂浮式机组在检修时，可利用漂浮船作为操作平台，但成本相对较高，且漂浮式机组受海面风浪影响明显，受力复杂，难以保证机组长时间处于最佳工作状态。
【发明内容】
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[0003]本发明的目的是公开一种结构简单，维修方便的具有水面操作平台的潮流发电机组桁架式分布载荷结构。本发明的技术方案是:一种具有水面操作平台的潮流发电机组桁架式分布载荷结构，单层潮流发电机组(I)、两层机组(9)、三层机组(12)安装在桁架结构
(2)上，上下与左右相邻的任意一台发电机组水轮机转轴转动方向相反；桁架结构的整体外形为平行六面体，所有桁架结构(2)均由杆件构成，在桁架结构(2)与海底的多个支撑点处分别安装重物(11);单层潮流发电机组⑴中展翅(8)、腔体(6)、机组支撑立柱(5)三者刚性连接，机组支撑立柱(5)与底部支撑柱(3)通过旋转机构(4)连接；展翅(8)与操作平台(10)上的转动机构连接；叶片(7)转动中心与发电机组转轴为同一根轴。
[0004]桁架结构(2)均由杆件组成，杆件有重量轻，便于安装运输等特点，机组的重量分散到桁架结构(2)上，在桁架结构(2)与海底的多个支撑点处安装重物(11)，将桁架的重量分散到与海底的多个支撑点上，实现集中载荷分布处理，提高整个机组的可靠性和稳定性。杆件的直径较小，搭建的桁架结构⑵迎流面积小，水流阻力小，又增加了该结构的稳定性。所有桁架结构(2)均由杆件组成，结构简单，维修方便，提高了桁架结构的互换性，降低制造和安装成本，易于实现模块化、标准化，可进行批量生产。
[0005]桁架结构(2)顶部露出水面，可在其上面搭建操作平台(10)，在操作平台(10)上安装作业设备。由于桁架结构的整体外形为平行六面体，那么就可以像搭建积木一样，实现向横向、纵向、竖直方向的延伸，通过桁架结构的叠加，在海底搭建一个非常庞大的机组群，有效利用该海域空间的潮流能。在机组群的桁架顶部搭建操作平台(10)，操作平台(10)上安装作业设备，一个平台可同时满足多台机组的维修需要。利用平台上的起吊设备，可以将机组拉出水面，完成维修工作，进而很大程度上降低作业成本。在水流发生变化时，通过操作平台(10)上的转动机构带动展翅(8)转动，展翅(8)、腔体￠)、机组支撑立柱(5)三者刚性连接，机组支撑立柱(5)以旋转机构(4)为中心转动，保证叶片(7)始终处于最优的迎流状态。
[0006]技术效果
[0007]本发明中阐述的具有水面操作平台的潮流发电机组桁架式分布载荷结构，所有桁架结构均由杆件组成，结构简单，维修方便，提高了桁架结构的互换性，降低制造和安装成本。由于桁架结构的整体外形为平行六面体，那么就可以向搭建积木一样，实现机组向横向、纵向、竖直方向的延伸，有效利用该海域空间的潮流能。最小安装单元可实现模块化、标准化，可进行批量生产，降低成本。除此之外，与传统的潮流发电机组群结构相比，具有诸多优点，详述如下:
[0008]1.与图1所示粧柱式机组群相比:结构稳定，重量轻，将发电机组的重量分散到桁架与海底的多个支撑点上，将集中载荷变为分布载荷。桁架结构迎流面积小，水流阻力小，增加结构的稳定性，更能避免双叶片时的动力死区。桁架结构可组成发电机组群，并在桁架顶部搭建操作平台，方便机组的控制和维修。
[0009]2.与图2所示坐底式机组群相比:桁架结构可搭建操作平台，在机组维修、保养时，可利用操作平台上的起吊设备，将机组拉出水面进行维修和保养，降低成本。
[0010]3.与图3所示漂浮式机组群相比:桁架结构可利用操作平台上的转动机构，使机组始终最优的迎流状态，避免漂浮式机组复杂受力状况，可保证机组长时间处于最佳工作状态。
[0011]本发明在机组安装时，一对带有桁架结构的机组为一个最小安装单位，这两台机组的水轮机轴转向相反，从而抵消由于水轮机旋转作用在桁架结构上的翻转力矩。
【附图说明】
[0012]图1为潮流粧柱式发电机组群结构图
[0013]图2为潮流坐底式发电机组群结构图
[0014]图3为潮流漂浮式发电机组群结构图
[0015]图4为潮流发电机组桁架式最小安装单位结构图
[0016]图5为单层潮流发电机组结构图
[0017]图6为双层潮流发电机组桁架式结构立体图
[0018]图7为双层潮流发电机组桁架式结构主视图
[0019]图8为三层双排潮流发电机组桁架式结构主视图
[0020]图9为三层双排潮流发电机组桁架式结构侧视图
【具体实施方式】
[0021]如图4所示，一种具有水面操作平台的潮流发电机组桁架式分布载荷结构，单层潮流发电机组1、两层机组9、三层机组12安装在桁架结构2上，上下与左右相邻的任意一台发电机组水轮机转轴转动方向相反；桁架结构的整体外形为平行六面体，所有桁架结构2均由杆件构成，在桁架结构2与海底的多个支撑点处分别安装重物11 ;单层潮流发电机组I中展翅8、腔体6、机组支撑立柱5三者刚性连接，机组支撑立柱5与底部支撑柱3通过旋转机构4连接；展翅8与操作平台10上的转动机构连接；叶片7转动中心与发电机组转轴为同一根轴。
[0022]如图9所示，上、下两层机组9通过展翅8刚性连接，上、中、下三层机组12通过展翅8刚性连接后形成三层潮流机组群18，在三层潮流机组群18的桁架顶部搭建操作平台10，操作平台10上安装作业设备。
[0023]如图4所示，在机组最小安装单位结构中单层潮流发电机组I安装在桁架结构2中，一对带有桁架结构的机组为一个最小安装单位，这两台机组的水轮机轴转向相反，从而抵消由于水轮机旋转作用在桁架结构上的翻转力矩。在桁架与海底的多个支撑点处安装重物以提高机组的稳定性，实现集中载荷分布处理。在操作平台10上可以安装转动机构，实现机组任意角度的旋转。
[0024]如图5所示为单层潮流发电机组结构图，展翅8、腔体6、机组支撑立柱5三者刚性连接，机组支撑立柱5与底部支撑柱3通过旋转机构4连接。机组支撑立柱5可沿圆周、轴向方向移动。展翅8通过操作平台10上的转动机构带动，以旋转机构4为中心旋转，即实现整个发电机组的旋转，保证叶片7始终处于最优迎流工作状态。机组在小修时，维修人员可通过展翅8进入腔体6中；机组在大修时，可利用操作平台10上的起吊设备将机组拉出水面进行维修。
[0025]如图6所示为双层潮流发电机组桁架式结构立体图，上下两层机组9通过展翅刚性连接，两层机组9可一起转动，保证机组始终处于最优迎流方向。在机组检修时，两层机组9 一起被起吊设备拉至操作平台10上进行检修，待检修完成后，再一起放置到桁架中。同层两台机组的发电机组水轮机转轴转动方向相反，上下两台发电机组水轮机转轴转动方向也相反，如图7双层潮流发电机组桁架式单位结构主视图，图中箭头表示发电机组水轮机转轴转动方向，由于相邻的任意一台水轮机转动方向相反，从而抵消由于水轮机旋转作用在桁架结构上的翻转力矩。
[0026]如图8所示为三层双排潮流发电机组桁架式结构主视图，图9所示为三层双排潮流发电机组桁架式结构侧视图，上中下三层机组12通过展翅刚性连接，形成三层18台潮流机组群，每台机组转向均与上下、左右相邻的任意一台机组转向相反。在机组群的桁架顶部可搭建操作平台10，操作平台10上安装作业设备，在操作平台10上实现对任意一台机组的检修，进而很大程度上降低作业成本。同时，可通过操作平台10上的转动设备使三层机组12始终处于最优迎流工作状态，以适应不同来流条件。
[0027]同理，通过本发明中的桁架结构可实现N台机组阵列安装，形成立体式潮流发电机组群，将海域内的潮流能进行充分利用，并在桁架结构顶部建造庞大的操作平台以实现机组的维护作业。在桁架与海底的多个支撑点处安装重物以提高机组的稳定性，实现集中载荷分布处理。
【主权项】
1.一种具有水面操作平台的潮流发电机组桁架式分布载荷结构，其特征是:单层潮流发电机组(1)、两层机组(9)、三层机组(12)安装在桁架结构(2)上，上下与左右相邻的任意一台发电机组水轮机转轴转动方向相反；桁架结构的整体外形为平行六面体，所有桁架结构(2)均由杆件构成，在桁架结构(2)与海底的多个支撑点处分别安装重物(11);单层潮流发电机组(1)中展翅(8)、腔体￠)、机组支撑立柱(5)三者刚性连接，机组支撑立柱(5)与底部支撑柱(3)通过旋转机构⑷连接；展翅⑶与操作平台(10)上的转动机构连接；叶片(7)转动中心与发电机组转轴为同一根轴。2.根据权利要求1所述的一种具有水面操作平台的潮流发电机组桁架式分布载荷结构，其特征是:上、下两层机组(9)通过展翅(8)刚性连接，上、中、下三层机组(12)通过展翅(8)刚性连接后形成三层潮流机组群(18)，在三层潮流机组群(18)的桁架顶部搭建操作平台(10)，操作平台(10)上安装作业设备。
【专利摘要】本发明涉及一种具有水面操作平台的潮流发电机组桁架式分布载荷结构，单层潮流发电机组安装到桁架结构中，在桁架结构顶部可搭建操作平台，利用平台上的转动设备调节水轮机转向，使其始终最优迎流状态；在机组检修时，可用操作平台上的起吊设备，将机组拉出水面，方便维修，降低成本；桁架式结构实现发电机组安装的标准化、模块化，桁架式结构可沿横向、纵向、竖向任意组合，桁架结构底部多个支撑点处安装重物，在机组稳定性上，将集中载荷分布到框架四周，提高整个机组的可靠性和安全性。
【IPC分类】F03B13/12, F03B11/00
【公开号】CN105275723
【申请号】CN201510731840
【发明人】覃大清, 赵越, 刘永新, 刘登峰, 张锐, 侯卫松, 李正东, 刘耘彰, 程宇坤, 宫颖, 张仁江, 杨卫彬, 闫娜, 付国龙, 宋玉宇, 曹大伟
【申请人】哈尔滨电机厂有限责任公司
【公开日】2016年1月27日
【申请日】2015年11月2日