專利名稱：躉船流水發(fā)電組合式電站的制作方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及一種靜止式船用設施和一種利用清潔能源構(gòu)成不間斷電源的發(fā)電站的多功能綜合設施，特別是一種兼有躉船功能、并且可以充分利用低速流水、以及風、光能發(fā)電的躉船流水發(fā)電組合式電站，或者專用綜合能源電站，亦可稱為躉船和流水組合電站的復合設施，或者專用水岸綜合能源電站。
背景技術(shù)：
躉船是一種非自航船舶，?？坑诟劭诖a頭岸邊，供自航船舶進行?？肯挡粗?，作為船舶與陸地交往的工作平臺和工具，也是聯(lián)接船舶與陸地的紐帶和橋梁。目前傳統(tǒng)躉船幾乎都需要電能供應，以供應照明和動力之用，例如水泵、絞纜機等。顯然電能只能來自于岸電。同時因為船舶在?？繒r也需要引用岸電，以供應船舶生活照明和蓄電池充電之用，所以取用岸電的容量可能較大?？梢?，傳統(tǒng)的躉船只能說是耗能設施。實際上在躉船所在的水陸交界處，太陽能和風能比較豐富，且往往有許多地方水流速度較大，例如海邊或者杭州灣錢塘江的潮汐較大，而長江三峽和金沙江邊的流水湍急，特別是三峽水電站的三峽大壩以下，在泄洪或者沖沙時，流水速度較大，往往使得躉船的系纜變得十分困難。可見其蘊含著豐富的流水動能。
此外，作為一般性躉船流水發(fā)電裝置面臨許多技術(shù)難題，而導致一般性躉船發(fā)電裝置難以投入實用。例如流水和風光能的季節(jié)性不均勻?qū)е鹿╇姷牟贿B續(xù)，生產(chǎn)淡季長、投資回報率低、得不償失；難以利用低速流水、能量效率較低；針對于廣大非專業(yè)化的使用條件，管理難度大控制復雜、許多自動控制系統(tǒng)不完善，例如根據(jù)流水流量的不均勻性的效率提高和穩(wěn)定性調(diào)節(jié)、發(fā)電質(zhì)量的控制、安全保護控制、洪水季節(jié)的超速保護、水上漂浮物較多的問題等等。其關(guān)鍵在于缺乏實用技術(shù)。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種躉船流水發(fā)電組合式電站，在保證滿足躉船的所有功能和需求的前提下，實現(xiàn)躉船充分利用低速流水、風、光能等多種清潔能源發(fā)電，構(gòu)成躉船不間斷電源，滿足停靠船舶和躉船自身的用電需求，以及適度向電網(wǎng)反饋電能或者供應給附近岸上用電。
為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是一種躉船流水發(fā)電組合式電站，包括躉船，所述的躉船上設有配備自動工作水位調(diào)節(jié)裝置、防超洪水裝置和清理漂浮物裝置的帶式水力機形式的流水發(fā)電裝置、太陽能發(fā)電裝置和\或風力發(fā)電裝置；流水發(fā)電裝置通過整流升壓器轉(zhuǎn)換為直流后與總配電板采用電纜連接； 風力發(fā)電裝置為多臺磁懸浮風力發(fā)電機、通過整流變換升壓控制器轉(zhuǎn)換為直流后與總配電板采用電纜連接；太陽能電池板通過DC/DC變換控制器與總配電板采用電纜連接； 總配電板與蓄電池組采用電纜連接；總配電板經(jīng)過整流逆變雙向控制器與岸電箱采用電纜連接。
所述的躉船迎水面設有清漂裝置，它由一個布置在兩個垂直轉(zhuǎn)軸上的網(wǎng)狀封閉帶和電動裝置組成，垂直轉(zhuǎn)軸可以旋轉(zhuǎn)以帶動網(wǎng)狀封閉帶用以清除漂浮物。
清漂裝置一側(cè)還設有輔助清漂裝置，它由一個高壓噴水或者噴氣裝置與高壓水或者高壓空氣系統(tǒng)組成。
所述的躉船為雙體或者多體躉船，在船體縱向中部過水通道入口處還設有防洪閘門，它由一個采用過電壓或者過流速傳感器控制的電動閘門組成。
所述的躉船底部還設有吃水線控制裝置，它由浮箱、水位傳感器控制的自動水泵和管道閥門組成。
所述的帶式水輪發(fā)電裝置中，第一轉(zhuǎn)動輪和第二轉(zhuǎn)動輪之間通過主動帶連接，所述的主動帶上設有多個葉片。
所述的主動帶下方設有至少一個下導流板，和/或主動帶兩側(cè)設有至少一個側(cè)導流板。
所述的葉片采用柔性材質(zhì)，以使葉片在回程時與主動帶基體貼合。
所述的葉片位于主動帶基體內(nèi)外兩面，相應的第一轉(zhuǎn)動輪和第二轉(zhuǎn)動輪上設有與內(nèi)側(cè)葉片相容的開口。
多種電源的調(diào)度使用采用單片機控制，優(yōu)先使用流水發(fā)電裝置、風力發(fā)電裝置和太陽能發(fā)電裝置的電能，在對蓄電池組充電的同時向負載供電，在船舶用電有余時，由整流逆變雙向控制器將直流電逆變?yōu)榻涣麟姺此偷桨峨娤?，反饋給電網(wǎng)。
本發(fā)明提供的一種躉船流水發(fā)電組合式電站，通過采用上述的技術(shù)方案，具有以下有益效果1、躉船的水下的雙體船形狀有利于安裝流水能量收集裝置，且便于安裝和維護管理。 船體水上部分與傳統(tǒng)躉船完全相同，功能不變。
2、帶式水輪發(fā)電裝置，通過設置多個可以吸收流水能量的葉片，可以高效吸收水流的動能，以原始水輪為例，單個葉片的受力FzftlXc0sa，式中，F(xiàn)為水平面垂直的分力，fQ 為水流的動力，α為當前葉片與垂線的夾角，即只有在葉片位于最底部時，該葉片作用于傳動軸的力矩才為最大，而在本發(fā)明中，各個浸沒在水中的葉片與垂線的夾角均為零，因此可以有效的吸收水流中的動能，即F f0,而在傳統(tǒng)水輪中，僅有單個葉片受力最大，而本發(fā)明中，配合下導流板和側(cè)導流板，可以確保同時有多個葉片受力均為最大。配合采用螺旋式離合傳動裝置的換向離合器，本發(fā)明的裝置，無論輸入的水流是正向或逆向，均可以輸出為一個方向扭矩，從而可適用于不定向流水環(huán)境，例如潮汐發(fā)電。
與帶式水輪發(fā)電裝置連接的永磁交流發(fā)電機采用低轉(zhuǎn)速、低頻率特征可適應于低速水流的情況，可在沒有或者少設置增速機和齒輪箱連接的情況下，而提高效率、并保證在流速較小時發(fā)電。同時由于以上特征和永磁無刷發(fā)電機的結(jié)構(gòu)形式，發(fā)電機體積較大且轉(zhuǎn)子上無繞組而易于散熱、加上無集電環(huán)和電刷的因素，因此可提高發(fā)電機能量轉(zhuǎn)換效率、可靠性、安全性高，大大減輕維護管理工作。
轉(zhuǎn)動輪與永磁交流發(fā)電機的機械連接采用無齒輪箱技術(shù)，且發(fā)電機低速低頻永磁交流發(fā)電機的形式，可獲得機械損失小、發(fā)電效率高、結(jié)構(gòu)簡單的效果，從機械和電氣雙重因素方面適用于低速水流的情況，且采用螺旋式離合傳動裝置可適應于雙向水流的情況，而具有擴大應用范圍、提高適應力和自動運行的特性?？稍谘睾ＫW(wǎng)地帶和近海不受潮汐影響的地域都可用來發(fā)電。大大的擴大了本發(fā)明的應用范圍。
此外，采用帶式水輪發(fā)電裝置可以成懸臂型支撐，即單側(cè)支撐，也可以成簡支梁型支撐，即雙側(cè)支撐，所以，它既適合在開闊水道，也可以在狹窄水道發(fā)電。應用在狹窄水道中還可以減少使用水道的橫截面，不影航道的通航。
3、多臺磁懸浮垂直軸風力發(fā)電機可取用低速風力，使用時間和效率可比傳統(tǒng)水平式風力發(fā)電機提高75%以上。
4、所述的太陽能電池板可以是由岸上延伸太陽能板與躉船上的太陽能電池板并聯(lián)，可擴大受光面積，解決躉船面積不足的問題，適應于小型躉船。
5、總配電板采用單片機控制可實現(xiàn)四種電源的自動控制和調(diào)度，DC/DC變換器、 AC/DC變換器升壓器和整流升壓器分別實現(xiàn)太陽能板、風力發(fā)電機和永磁交流發(fā)電機與蓄電池電參數(shù)匹配，并具有各種保護、可實現(xiàn)全自動運行，既有利于協(xié)調(diào)各種電源的關(guān)系優(yōu)先使用流水動能、風光能，恰當引用岸電，及時反供應電能，優(yōu)化運行，提高效率，又有利于適應現(xiàn)實管理水平不高的情況，從而提高本發(fā)明的設施的可靠性，有利于產(chǎn)品的普及推廣。
6、本發(fā)明具有集成優(yōu)勢和效應。利用了多種清潔能源，具有綠色環(huán)保節(jié)能的綜合效益。同時考慮了各種能源的季節(jié)性間斷性不連續(xù)的因素，而綜合利用多種清潔能源，并且以岸電為后盾，構(gòu)成了穩(wěn)定的電源，且配備了齊全的控制系統(tǒng)，硬件設施完善，適應性強，可靠性高，貼近使用的實際，不僅具有優(yōu)良的環(huán)境效益、社會效益，而且具有可觀的經(jīng)濟效益， 因此，具有了投資建設的必要性、可能性和可行性。這是因為各種因素集成產(chǎn)生了多種互補的效應。例如，躉船與發(fā)電站，供電和反供電，船舶與陸上都形成了集成綜合與互補的效果； 多種能源形成了補強和相互支持，流水、風光能都是有季節(jié)性的，首先，它們之間進行互補， 可極大地增加電站供電的可靠性和實現(xiàn)節(jié)能的目標，其次，它們與蓄電池互補，在用電較少時，可以儲存起來使用、以應對流水較小和雨天及無風的情況，此外，它們與岸電在時間和季節(jié)上互補，在旺季時，由于可以向大電網(wǎng)供電，所以相當于節(jié)約電煤，在淡季時，部分依靠岸電供電，則相當于再由煤轉(zhuǎn)變?yōu)殡?，這樣在一年中，總體上看，可能實現(xiàn)供電自給或者有余，因此在經(jīng)濟效益方面，是有可觀的，是可以實現(xiàn)投資高回報率的。
7、設置的清漂裝置、輔助清漂裝置和防洪自動閘門、以及躉船吃水線控制裝置可實現(xiàn)流水發(fā)電裝置利用流水去掉漂浮物和在特大洪水超過發(fā)電設計參數(shù)時實現(xiàn)自動失速保護、以及高效率全自動控制?？勺詣映チ魉械钠∥锖驮谔卮蠛樗畷r實現(xiàn)對于流水發(fā)電裝置的自動失速保護。躉船吃水線控制裝置可實現(xiàn)發(fā)電裝置的高效率運行。綜上所述，本發(fā)明可實現(xiàn)在多種情況下的全自動運行，既有利于提高效率充分利用綜合能源、而且有利于提高設備的可靠性，因此在總體上是安全可靠、簡單易行，對于管理要求較低，具有較高的實用價值，十分有利于普及推廣。


下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步說明 圖1為本發(fā)明的連接框圖。
圖2為本發(fā)明的主視結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3為本發(fā)明的俯視結(jié)構(gòu)示意圖。5
圖4為本發(fā)明中在過水通道安裝帶式水輪機的俯視結(jié)構(gòu)示意圖。
圖5為本發(fā)明中采用吃水線控制裝置時的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖6為本發(fā)明中帶式水輪發(fā)電裝置的主視結(jié)構(gòu)示意圖。
圖7為本發(fā)明中帶式水輪發(fā)電裝置的俯視結(jié)構(gòu)示意圖。
圖8為本發(fā)明中帶式水輪發(fā)電裝置采用雙面葉片并配合下導流板時的主視結(jié)構(gòu)示意圖。
圖9為本發(fā)明中帶式水輪發(fā)電裝置采用側(cè)導流板時的俯視結(jié)構(gòu)示意圖。
圖10為圖6的A-A剖視示意圖。
圖11為本發(fā)明中帶式水輪發(fā)電裝置采用多葉片并交錯布置時的結(jié)構(gòu)示意12為圖10的C向視圖。
圖13為圖8的B-B剖視示意圖。
圖中躉船1，清漂裝置2，整流升壓器3，流水發(fā)電裝置4，主動帶401，單葉片 4101，多葉片4102，主動帶基體4103，第一轉(zhuǎn)動輪402，第一轉(zhuǎn)動輪軸承座403，第二轉(zhuǎn)動輪 404，第二轉(zhuǎn)動輪軸承座405，張緊輪406，法蘭盤407，螺旋式機械傳動離合器408，基座409， 發(fā)電機410，下導流板411，側(cè)導流板412，開口 413，輔助清漂裝置5，蓄電池組6，太陽能電池板7，吃水線控制裝置8，DC/DC變換控制器9，風力發(fā)電裝置10，AC/DC整流變換升壓控制器11，岸電箱12，防洪閘門13，整流逆變雙向控制器14，總配電板15。
具體實施方式
如圖1中，一種躉船流水發(fā)電組合式電站，包括躉船1，所述的躉船1上設有流水發(fā)電裝置4、太陽能電池板7和\或風力發(fā)電裝置10 ；流水發(fā)電裝置4、太陽能電池板7和風力發(fā)電裝置10根據(jù)當?shù)氐那闆r，可以設置其中的一種或多種。例如在風能不足的區(qū)域，放棄安裝風力發(fā)電裝置10，或者在光照不足的區(qū)域，放棄安裝太陽能電池板7，以提高電站的整體性價比。
流水發(fā)電裝置4通過整流升壓器3與總配電板采用電纜連接；流水發(fā)電裝置4通常采用永磁交流發(fā)電機，由整流升壓器3升壓后提供給總配電板。
風力發(fā)電裝置10通過整流變換升壓控制器11與總配電板采用電纜連接；通常整流變換升壓控制器11采用AC/DC整流變換升壓控制器，將交流轉(zhuǎn)換為直流，以供蓄電池組 6充電。如圖2、圖5中，風力發(fā)電機10采用多臺磁懸浮垂直軸風力發(fā)電機。
太陽能電池板7通過DC/DC變換控制器9與總配電板采用電纜連接；太陽能電池板7不僅安裝在躉船上，還安裝在岸上延伸部，以克服躉船受光面積較小的問題。
總配電板15與蓄電池組6采用電纜連接；總配電板15經(jīng)過整流逆變雙向控制器 14與岸電箱12采用電纜連接。
電站總配電板15采用單片機控制，可對流水發(fā)電、風、光能發(fā)電、岸電和蓄電池儲電的多種電源實現(xiàn)集中統(tǒng)一調(diào)度控制，可實現(xiàn)滿足躉船用電和將多余的電能反饋于岸電大電網(wǎng)的雙重控制。
總配電板內(nèi)部開關(guān)組采用單片機控制，優(yōu)先使用流水發(fā)電裝置4、風力發(fā)電裝置 10和太陽能電池板7的電能，在對蓄電池組6充電的同時向負載供電，在船舶用電有余時， 由整流逆變雙向控制器將直流電逆變?yōu)榻涣麟姺此偷桨峨娤?2，再反饋給電網(wǎng)。而流水發(fā)電裝置、風力發(fā)電裝置和太陽能電池板產(chǎn)生的電能不足時，則切換至由岸電箱供電。
具體為在總配電板15的外部設置有岸電整流逆變雙向控制器14、直流電變?nèi)嘟涣麟娮冾l器和直流電變單相交流電逆變器，以及在配電板內(nèi)部設置由單片機控制的開關(guān)組；岸電整流逆變雙向控制器外接岸電箱12、內(nèi)接配電板內(nèi)部開關(guān)組，可實現(xiàn)岸電三相交流電和直流電的整流和逆變雙向轉(zhuǎn)變，可對蓄電池組6進行充電，也可以將蓄電池組6直流電轉(zhuǎn)變?yōu)榻涣麟姺答佊陔娋W(wǎng)或供碼頭岸上負載用電；蓄電池組6接配電板內(nèi)部開關(guān)組；通過配電板內(nèi)部開關(guān)組分別接整流升壓器3、DC/DC變換控制器9和AC/DC整流變換升壓控制器11 ；具有多數(shù)量的直流電變?nèi)嘟涣麟娮冾l器和直流電變單相交流電逆變器分別內(nèi)接總配電板內(nèi)部開關(guān)組，外部分別接船舶多個三相動力用戶和船舶單相交流用戶，兩者可將直流電逆變?yōu)闃藴嗜嘟涣麟姾蛦蜗嘟涣麟?，前者可進行變頻調(diào)速控制。
如圖3、圖4中，所述的躉船1為雙體躉船，在船體的中部過水通道入口處還設有防洪閘門13。防洪閘門13由一個垂直式電動活動門和一個垂直式框架組成，活動門可在框架內(nèi)上下運動。當遇到水流速度超過設計速度時，由水壓控制或者轉(zhuǎn)速超速控制和電氣超壓雙重控制下的電力開關(guān)起動，將間門放下，以減少中央流水通道的流水速度和流量，從而保護流水發(fā)電裝置4的安全。
如圖3中，所述的躉船1迎水面設有清漂裝置2。清漂裝置2 —側(cè)還設有輔助清漂裝置5。清漂裝置2在本例中，由一個環(huán)形丙綸強力絲網(wǎng)和兩個鋼質(zhì)旋轉(zhuǎn)軸構(gòu)成，環(huán)狀網(wǎng)可由兩個旋轉(zhuǎn)軸帶動而旋轉(zhuǎn)。在發(fā)電機運轉(zhuǎn)時自動起動，電動機帶動環(huán)形防護網(wǎng)，向水流中心方向環(huán)形運動，將漂浮物帶離中央流水通道，向躉船邊沿流動，最后被中心水流將漂浮物帶離躉船，達到自動清漂的目的。清漂裝置2中的環(huán)形丙綸強力絲網(wǎng)的流水空間面積大于雙體船形的水下中間部分形成流水通道的面積。自動清漂裝置可利用流水去掉漂浮物，可自動運行，也可以在沒有漂浮物的情況下，利用手動開關(guān)關(guān)閉自啟動開關(guān)。清漂裝置2的作用在于可以有效去除漂浮物對發(fā)電裝置的影響，避免纏繞在發(fā)電裝置的槳葉或葉片上，本例以中央流水通道為例進行了說明，但是將清漂裝置2設置在躉船1的一側(cè)也是可行的，以用于與采用懸臂支撐結(jié)構(gòu)的流水發(fā)電裝置4相配合。
所述的輔助清漂裝置5為由泵驅(qū)動的，由一個高壓噴水或者噴氣裝置與高壓水或者高壓空氣系統(tǒng)組成。用于輔助清漂裝置2快速清除漂浮物。
流水發(fā)電系統(tǒng)的運行方式是在設計流速范圍內(nèi)，水力發(fā)電機以變速變頻方式工作、發(fā)出交流電，經(jīng)過整流為直流電，為蓄電池充電或者逆變供應給負載，或者反饋于大電網(wǎng)。清理漂浮物裝置同時工作，在沒有漂浮物時，可手動關(guān)閉裝置。在洪水季節(jié)，當流速超過設計數(shù)值時，過電壓或者過流速傳感器將控制電動間門自動關(guān)閉，使水力機失速，以保護流水發(fā)電機組。當水位變化和躉船上的載重變化時，自動工作水位調(diào)節(jié)裝置將開始工作，隨時抽出或者吸入一定水量，以保持躉船水位不變，使水力機總是處于流水的表面流速最大的地方(見后面)。
如圖2、3、4和9中，所述的流水發(fā)電裝置4為帶式水輪發(fā)電裝置。
如圖6、圖8中，所述的帶式水輪發(fā)電裝置中，部分或全部位于水中的第一轉(zhuǎn)動輪 402和第二轉(zhuǎn)動輪404，第一轉(zhuǎn)動輪402和第二轉(zhuǎn)動輪404之間通過主動帶401連接，所述的主動帶401上設有多個葉片。優(yōu)化的方案為第一轉(zhuǎn)動輪402和第二轉(zhuǎn)動輪404部分的浸沒在水中，從而使位于圖中下部的葉片均浸沒在水中，而上部的葉片則處于空氣中，因此用于安裝帶式水輪發(fā)電裝置的躉船1應具有可以調(diào)節(jié)吃水線的功能，例如設置吃水線控制裝置8。在后面敘述的另一種可選的方案中，也有第一轉(zhuǎn)動輪402和第二轉(zhuǎn)動輪404位于水平面之下的方案。
如圖8、圖9中，所述的主動帶401下方設有至少一個下導流板411，和/或主動帶 401兩側(cè)設有至少一個側(cè)導流板412。設置固定的下導流板411和側(cè)導流板412在定向流水的水域可以將引導水流沖擊葉片，從而進一步提高整個裝置的轉(zhuǎn)換效率。而用于不定向水流中，則采用可以切換方向的下導流板411和側(cè)導流板412，以適應不同方向的水流，例如潮汐。第一轉(zhuǎn)動輪402和第二轉(zhuǎn)動輪404部分或全部位于水中的兩種方案中，均可以與導流板形成組合，提高水流利用效率。
所述的葉片為單葉片4101或多葉片4102。如圖10中所示，所述的單葉片即在一個橫向位置僅安裝一個葉片，這樣加工較為便利；如圖11中所示，所述的多葉片即在一個橫向位置安裝有多個葉片，這個方案的優(yōu)點在于單個葉片的受力較小，從而可以將葉片做的較長，或者降低對葉片材質(zhì)和主動帶基體4103材質(zhì)的要求。主動帶基體4103通常采用橡膠與鋼絲復合結(jié)構(gòu)，或橡膠與高強度纖維，例如碳纖維復合制成。
如圖11中所示，所述的多葉片4102相鄰的兩列交錯布置。交錯布置的多葉片4102 在相同數(shù)量的葉片時，可以更好的利用水流。
如圖12中所示，所述的葉片具有內(nèi)凹的形狀。在單向水流中，因為不用考慮雙向受力的問題，因此可以將葉片制作成內(nèi)凹的形狀，即在迎水面上形成內(nèi)凹，以更好的吸收能量，單葉片4101或多葉片4102均可采用該方案，如圖12中，此時水流與葉片接觸后被分向兩側(cè)和下方，正好與下導流板411和側(cè)導流板412形成配合。
如圖8中，所述的葉片采用柔性材質(zhì)。采用柔性材質(zhì)的優(yōu)點在于，當受力時葉片張開，例如位于圖8中的下部時；而所述的葉片在回程時，例如位于圖8中的上部時，葉片與主動帶基體4103貼合，由此結(jié)構(gòu)，即便主動帶401均浸沒在水中，由于主動帶401上部和下部相比，具有受力面積差的存在，本發(fā)明的裝置仍可運行。
如圖8、圖13中所示，所述的葉片位于主動帶基體4103內(nèi)外兩面，相應的第一轉(zhuǎn)動輪402和第二轉(zhuǎn)動輪404上設有與內(nèi)側(cè)葉片相容的開口 413。即第一轉(zhuǎn)動輪402和第二轉(zhuǎn)動輪404通過兩側(cè)的位置與主動帶基體4103形成配合，為確保傳動可靠，通常采用齒嚙合傳動，而在轉(zhuǎn)動輪中部的位置則形成一開口 413用以通過位于主動帶基體4103內(nèi)側(cè)的葉片，采用該方案在相同的轉(zhuǎn)換效率下，可以縮小本發(fā)明裝置的外形尺寸，與采用柔性材質(zhì)的葉片配合，效果尤其顯著。在與柔性材質(zhì)的葉片配合時，主動帶基體4103制作成網(wǎng)狀的結(jié)構(gòu)也是可行的。
如圖7、圖9中，所述的第一轉(zhuǎn)動輪402與發(fā)電機410通過法蘭盤407連接(適用于定向水流)，或者第一轉(zhuǎn)動輪402通過法蘭盤407和換向離合器408與發(fā)電機410連接(適用于不定向水流)。本例中采用簡支梁型支撐，第一轉(zhuǎn)動輪402兩側(cè)設有第一轉(zhuǎn)動輪軸承座 403，第二轉(zhuǎn)動輪404兩側(cè)設有第二轉(zhuǎn)動輪軸承座405。在較狹窄水域中，優(yōu)化的方案為采用懸臂型支撐，即僅在單側(cè)設置軸承座。本例中的換向離合器408采用螺旋式離合傳動裝置，為市售的產(chǎn)品，通過四組螺旋式離合裝置構(gòu)成，所以可保證無論轉(zhuǎn)動輪的轉(zhuǎn)動方向是順時針還是逆時針，而輸出的傳動軸轉(zhuǎn)動方向均是順時針方向。這樣本發(fā)明無論是在定向流水環(huán)境，還是在不定向流水環(huán)境，例如潮汐環(huán)境中均可使用，同時可省去管理調(diào)節(jié)的工作，具有自動適應水流狀況的自動運行的功能。
如圖7、圖9中，所述的第二轉(zhuǎn)動輪404—側(cè)設有張緊裝置406。兩個張緊裝置406 安裝在兩個支撐第二轉(zhuǎn)動輪404的第一轉(zhuǎn)動輪軸承座405的一側(cè)，在安裝或使用主動帶401 時用以調(diào)整張緊程度。
所述的發(fā)電機410為永磁交流發(fā)電機。永磁交流發(fā)電機410采用多極32-64級、 低速20-90轉(zhuǎn)/分、低頻率IO-M赫茲的永磁無刷發(fā)電機的結(jié)構(gòu)形式和電氣特征。永磁交流發(fā)電機采用低轉(zhuǎn)速、低頻率特征可適應于低速水流的情況，可在沒有或者少設置增速機和齒輪箱連接的情況下，而提高效率、并保證在流速較小時可發(fā)電。
如圖5中，所述的躉船1底部還設有吃水線控制裝置8。所述的吃水線控制裝置 8為位于躉船1底部的浮箱，當吃水線較高時，自動控制系統(tǒng)控制閥門開啟，水進入到浮箱內(nèi)，使吃水線上升，而當吃水線較低時，浮箱內(nèi)的抽水泵開啟，將浮箱內(nèi)的水排出，從而使吃水線下降。設置的吃水線控制裝置8可以使流水發(fā)電裝置4處于最佳的工作位置。該優(yōu)化方案對于經(jīng)常需要上下游客或貨物的躉船1效果尤其顯著。
權(quán)利要求
1.一種躉船流水發(fā)電組合式電站，包括躉船(1)，其特征在于所述的躉船(1)上設有配備自動工作水位調(diào)節(jié)裝置、防超洪水裝置和清理漂浮物裝置的帶式水力機形式的流水發(fā)電裝置(4)、太陽能發(fā)電裝置(7)和\或風力發(fā)電裝置(10)；流水發(fā)電裝置(4)通過整流升壓器(3)轉(zhuǎn)換為直流后與總配電板(15)采用電纜連接；風力發(fā)電裝置(10)為多臺磁懸浮風力發(fā)電機、通過整流變換升壓控制器(11)轉(zhuǎn)換為直流后與總配電板(15)采用電纜連接；太陽能電池板(7 )通過DC/DC變換控制器(9 )與總配電板(15 )采用電纜連接；總配電板(15 )與蓄電池組(6 )采用電纜連接；總配電板(15)經(jīng)過整流逆變雙向控制器(14)與岸電箱(12)采用電纜連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種躉船流水發(fā)電組合式電站，其特征在于所述的躉船(1) 迎水面設有清漂裝置(2)，它由一個布置在兩個垂直轉(zhuǎn)軸上的網(wǎng)狀封閉帶和電動裝置組成， 垂直轉(zhuǎn)軸可以旋轉(zhuǎn)以帶動網(wǎng)狀封閉帶用以清除漂浮物。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種躉船流水發(fā)電組合式電站，其特征在于清漂裝置(2)— 側(cè)還設有輔助清漂裝置(5)，它由一個高壓噴水或者噴氣裝置與高壓水或者高壓空氣系統(tǒng)組成。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種躉船流水發(fā)電組合式電站，其特征在于所述的躉船(1) 為雙體或者多體躉船，在船體縱向中部過水通道入口處還設有防洪閘門(13)，它由一個采用過電壓或者過流速傳感器控制的電動閘門組成。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的一種躉船流水發(fā)電組合式電站，其特征在于所述的躉船(1)底部還設有吃水線控制裝置(8)，它由浮箱、水位傳感器控制的自動水泵和管道閥門組成。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種躉船流水發(fā)電組合式電站，其特征在于所述的帶式水輪發(fā)電裝置中，第一轉(zhuǎn)動輪(402)和第二轉(zhuǎn)動輪(404)之間通過主動帶(401)連接，所述的主動帶(401)上設有多個葉片。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種躉船流水發(fā)電組合式電站，其特征在于所述的主動帶 (4011)下方設有至少一個下導流板(411 )，和/或主動帶(401)兩側(cè)設有至少一個側(cè)導流板 (412)。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種躉船流水發(fā)電組合式電站，其特征在于所述的葉片采用柔性材質(zhì)，以使葉片在回程時與主動帶基體(4103)貼合。
9.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的一種躉船流水發(fā)電組合式電站，其特征在于所述的葉片位于主動帶基體(4103)內(nèi)外兩面，相應的第一轉(zhuǎn)動輪(402)和第二轉(zhuǎn)動輪(404)上設有與內(nèi)側(cè)葉片相容的開口(413)。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種躉船流水發(fā)電組合式電站，其特征在于多種電源的調(diào)度使用采用單片機控制，優(yōu)先使用流水發(fā)電裝置(4)、風力發(fā)電裝置(10)和太陽能發(fā)電裝置(7)的電能，在對蓄電池組(6)充電的同時向負載供電，在船舶用電有余時，由整流逆變雙向控制器(14)將直流電逆變?yōu)榻涣麟姺此偷桨峨娤?12)，反饋給電網(wǎng)。
全文摘要
一種躉船流水發(fā)電組合式電站，包括躉船，所述的躉船上設有配備自動工作水位調(diào)節(jié)裝置、防超洪水裝置和清理漂浮物裝置的帶式水力機形式的流水發(fā)電裝置、太陽能發(fā)電裝置和\或風力發(fā)電裝置；本發(fā)明采用帶式水力發(fā)電機與磁懸浮風力發(fā)電機以及太陽能發(fā)電裝置配套，并與岸電并網(wǎng)互動互補以旺季洪水和/或風光能發(fā)電反饋于岸電；在淡季以岸電補充躉船，構(gòu)成不間斷電源，構(gòu)成具有清潔新能源自發(fā)電裝置的多用途躉船。同時，本發(fā)明可實現(xiàn)多種電源的自動控制和調(diào)度，具有操作簡單、安全可靠、效率高、適應非專業(yè)化管理的多種優(yōu)勢。可作為兼有躉船和電站雙重功能的復合船用設施或者專用水岸綜合能源電站。
文檔編號B63B35/34GK102518545SQ20111041722
公開日2012年6月27日 申請日期2011年12月14日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月14日
發(fā)明者龐志森, 龐明, 王文忠, 黎澤洲 申請人:宜昌發(fā)中船務有限公司, 龐志森, 龐明, 張大中, 王文忠