一种潮流能水轮机多向移位单桩式支撑基础及安装方法与流程

本发明涉及潮流能水轮机的支撑结构领域，尤其涉及到一种潮流能水轮机多向移位单桩式支撑基础及安装方法。

背景技术：

随着全球传统能源的日益短缺和环境问题的日渐严峻，世界各国对可再生能源的需求不断上升。潮流能作为一种重要的海洋能资源，其储量丰富，开发前景巨大，目前已成为世界各沿海国家可再生能源发展的重点。主要我国近海区域潮流能理论蕴藏量约14gw，资源丰富。然而目前全球整体潮流能发展速度仍受限与其开发技术和装备发展不足，成本较高等因素。

潮流能水轮机作为将潮流能转化为电能的主要装备，主要有水平轴潮流能水轮机和垂直轴潮流能水轮机两种。国际上潮流能水轮机的支撑结构也主要为重力坐底式基础，桩柱式及漂浮式支撑结构。

目前的固定式支撑基础多为桩基式和坐底式结构，桩基式基础多通过使用单桩及导管架式结构。然而这些传统的潮流能水轮机支撑结构多存在基础稳定性不足，经济性不足，获能范围小，获能效率低，获能方向不易调整，建造复杂和电力传输等技术问题。因此需要发展一种高效获能，多层获能及简单经济的潮流能水轮机的支撑结构。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种潮流能水轮机多向移位单桩式支撑基础及安装方法，达到经济高效获取多层及多方位潮流能，便于调整潮流能水轮机方位，增加了潮流能装置的获能范围，可满足多向多潮流能水道水域的潮流能获能需要。

本发明的上述技术目的是用过以下技术方案实现的：一种潮流能水轮机多向移位单桩式支撑基础，包括垂直贯入海床的大直径单桩基础，所述单桩基础侧壁设有若干个环绕桩壁并与桩轴垂直的水平环形滑道及若干个与桩轴平行的垂向滑道，所述水平环形滑道与垂向滑道连通，单桩基础侧壁布置有若干个侧向支撑臂，所述单桩基础侧壁可沿所述水平环形滑道或垂向滑道滑移，所述侧向支撑臂可固定于所述单桩基础侧壁，每个所述侧向支撑臂连接有若干个潮流能水轮机。

本发明的进一步设置为：所述侧向支撑臂为桁架结构，所述侧向支撑臂上覆连接潮流能水轮机的输电缆和控制缆。

本发明的进一步设置为：包括如下步骤：

s1、陆上预制单桩基础并设置水平环形滑道及垂向滑道，在水平环形滑道及垂向滑道安装对应侧向支撑臂，并调节若干个侧向支撑臂相对于单桩基础的位置，使若干个侧向支撑臂呈分层设置；

s2、单桩基础垂直贯入海床并安装就位；

s3、对各层侧向支撑臂的潮流能水轮机基座位置调整，潮流能水轮机就位；

s4、潮流能水轮机安装及输电系统调试。

综上所述，本发明具有以下有益效果：

(1)本技术提供了一种适合于多层获能且水轮机位置可调整的固定式潮流能支撑基础设计；

(2)可根据潮流能流道的分布，实现潮流能水轮机的多层和多方位布置协同工作目的；

(3)增加了潮流能装置的获能范围，可满足多向多潮流能水道的需要，提高了其获能效率；

(4)适用于多类型潮流能水轮机，可根据需要配置多类型及多尺寸潮流能水轮机，适用性较强；

(5)降低了采用传统桩柱式垂直轴潮流能水轮机支撑结构的潮流能开发成本，减小了潮流能开发装备对海域的影响范围。

附图说明

图1是本发明的主视图；

图2是本发明的俯视图。

图中数字所表示的相应部件名称：1、单桩基础；2、水平环形滑道；3、垂向滑道；4、侧向支撑臂；5、连接基座；6、潮流能水轮机。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合图示与具体实施例，进一步阐述本发明。

实施例1：如图1和图2所示，本发明提出的一种潮流能水轮机多向移位单桩式支撑基础，包括垂直贯入海床的大直径单桩基础1，单桩基础1固定于海床，单桩基础1侧壁设有若干个环绕桩壁并与桩轴垂直的水平环形滑道2及若干个与桩轴平行的垂向滑道3，水平环形滑道2与垂向滑道3连通，单桩基础1侧壁布置有若干个侧向支撑臂4，侧向支撑臂4为桁架结构，侧向支撑臂4可沿水平环形滑道2或垂向滑道3滑移，侧向支撑臂4的位置可通过水平环形滑道2及垂向滑道3进行调整；侧向支撑臂4可通过设置在滑道的连接结构固定于单桩基础1侧壁，连接结构可以为螺栓结构或卡扣结构，每个侧向支撑臂4的端部通过设置连接基座5连接有若干个潮流能水轮机6，即潮流能水轮机6固定安装于连接基座5，潮流能水轮机6可以为多类型潮流能水轮机6，并且侧向支撑臂4上覆连接潮流能水轮机6的输电缆和控制缆。

垂向滑道3数目一般为偶数，沿单桩外壁均匀布置；与桩轴垂直的水平环形滑道2层数设置为为2-3层，可根据设计进行调整；相邻环形滑道层之间的距离可根据现场潮流能水道情况进行设计。每层环形滑道所设置潮流能水轮机6连接装置数目可调整；与桩轴平行的垂向滑道3的设计也同理。

本技术能够达到经济高效获取多层及多方位潮流能。便于调整潮流能水轮机6方位，增加了潮流能装置的获能范围，可满足多向多潮流能水道水域的潮流能获能需要；可根据需要，配置多类型及多尺寸潮流能水轮机6，适用性较强。本技术结构利用率高，降低了采用传统桩柱式潮流能水轮机6支撑结构的潮流能开发成本，并且解决目前潮流能开发新型固定式支撑基础缺乏及利用率低的问题。

实施例2：一种潮流能水轮机多向移位单桩式支撑基础的安装方法，包括如下步骤：

s1、陆上预制单桩基础1并设置水平环形滑道2及垂向滑道3，在水平环形滑道2及垂向滑道3安装对应侧向支撑臂4，并调节若干个侧向支撑臂4相对于单桩基础1的位置，使若干个侧向支撑臂4呈分层设置，垂向滑道3数目一般为偶数，沿单桩外壁均匀布置，这些水平环形滑道2及垂向滑道3需要提前在单桩基础1外壁进行焊接和加工，侧向支撑臂4的数目和位置可以根据现场获能需要进行调整；

s2、单桩基础1垂直贯入海床并安装就位；

s3、对各层侧向支撑臂4的潮流能水轮机6基座位置调整，潮流能水轮机6就位；

s4、潮流能水轮机6安装及输电系统调试。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。

技术特征：

1.一种潮流能水轮机多向移位单桩式支撑基础，包括垂直贯入海床的大直径单桩基础(1)，其特征在于，所述单桩基础(1)侧壁设有若干个环绕桩壁并与桩轴垂直的水平环形滑道(2)及若干个与桩轴平行的垂向滑道(3)，所述水平环形滑道(2)与垂向滑道(3)连通，单桩基础(1)侧壁布置有若干个侧向支撑臂(4)，所述单桩基础(1)侧壁可沿所述水平环形滑道(2)或垂向滑道(3)滑移，所述侧向支撑臂(4)可固定于所述单桩基础(1)侧壁，每个所述侧向支撑臂(4)连接有若干个潮流能水轮机(6)。

2.根据权利要求1所述的一种潮流能水轮机多向移位单桩式支撑基础，其特征在于，所述侧向支撑臂(4)为桁架结构，所述侧向支撑臂(4)上覆连接潮流能水轮机(6)的输电缆和控制缆。

3.一种1或2所述的潮流能水轮机多向移位单桩式支撑基础的安装方法，其特征在于，包括如下步骤：

s1、陆上预制单桩基础(1)并设置水平环形滑道(2)及垂向滑道(3)，在水平环形滑道(2)及垂向滑道(3)安装对应侧向支撑臂(4)，并调节若干个侧向支撑臂(4)相对于单桩基础(1)的位置，使若干个侧向支撑臂(4)呈分层设置；

s2、单桩基础(1)垂直贯入海床并安装就位；

s3、对各层侧向支撑臂(4)的潮流能水轮机(6)基座位置调整，潮流能水轮机(6)就位；

s4、潮流能水轮机(6)安装及输电系统调试。

技术总结
本发明公开了一种潮流能水轮机多向移位单桩式支撑基础及安装方法，其技术方案要点是：一种潮流能水轮机多向移位单桩式支撑基础，包括垂直贯入海床的大直径单桩基础，所述单桩基础侧壁设有若干个环绕桩壁并与桩轴垂直的水平环形滑道及若干个与桩轴平行的垂向滑道，所述水平环形滑道与垂向滑道连通，单桩基础侧壁布置有若干个侧向支撑臂，所述单桩基础侧壁可沿所述水平环形滑道或垂向滑道滑移，所述侧向支撑臂可固定于所述单桩基础侧壁，每个所述侧向支撑臂连接有若干个潮流能水轮机。本发明经济高效获取多层及多方位潮流能，便于调整潮流能水轮机方位，增加了潮流能装置的获能范围，可满足多向多潮流能水道水域的潮流能获能需要。

技术研发人员：毋晓妮;李晔;徐昊;魏方以;任桐鑫;章丽骏
受保护的技术使用者：上海交通大学
技术研发日：2019.09.06
技术公布日：2019.11.29