本實用新型涉及一種向波性可升沉易外輸電新型系泊的波浪發(fā)電裝置搭載器，屬于海洋能源利用技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

波能發(fā)電作為國家戰(zhàn)略儲備能源正倍受關(guān)注，國家也每年投入大筆資金用于研發(fā)，最有前景的離岸浮式發(fā)電裝置，時至今日也未出現(xiàn)可實際應(yīng)用的案例。出現(xiàn)這種狀況，下面專家的評論切中要害：

“系泊系統(tǒng)及基礎(chǔ)研究--目前最急需深入研究的課題。由于波浪能源的開發(fā)涉及面廣，不僅包括發(fā)電設(shè)備，還涉及設(shè)備的系泊及錨固。系泊系統(tǒng)及基礎(chǔ)研究，普遍認(rèn)為是目前最急需深入研究的課題，系泊系統(tǒng)及基礎(chǔ)研究，要認(rèn)識到波浪發(fā)電系統(tǒng)的系泊特征具有自身要求與特色，同時關(guān)系到整體造價，所以對波浪發(fā)電系統(tǒng)的系泊錨固及與海底基礎(chǔ)相關(guān)的研究已成為近幾年的研究重點之一，縱觀眾多的發(fā)明與專利，由于沒有解決系泊及錨固方案，其實都是一紙空談，沒有實際的應(yīng)用價值，由于海洋工程知識與技能不為常人所知，所以海洋工程師參于波浪能源研究有利于這項事業(yè)的發(fā)展?！?/p>

實際上是如上文說的“縱觀眾多的發(fā)明與專利，由于沒有解決系泊及錨固方案，其實都是一紙空談，沒有實際的應(yīng)用價值”這類專利實在太多太多，浪費了無數(shù)撰寫人的時間精力和金錢，實際是社會資源的浪費。那上文提的“系泊系統(tǒng)及基礎(chǔ)研究，要認(rèn)識到波浪發(fā)電系統(tǒng)的系泊特征具有自身要求與特色”那到底如何才能做到呢？作為一個參于波浪能源研究的海洋工程師，我認(rèn)為必須做到：

1.裝置必須在一定水深范圍，即處于規(guī)則波范圍；

2.必須有規(guī)避災(zāi)難性海況(如臺風(fēng)襲擊)的方法；

3.結(jié)構(gòu)必須能隨水位漲落升沉，有全天候的波面能利用能力；

4.應(yīng)該具有向波性，不論東南季風(fēng)的夏秋季還是西北季風(fēng)的冬春季，總朝向來波面；

5.經(jīng)濟(jì)性及可操作性，尤其要顧及海上安裝，因不切實際的動員大型浮吊及作業(yè)船，其費用是與該裝置價值是不對稱的。

6.必須面對產(chǎn)業(yè)化，如電流的外輸，并網(wǎng)等。

本專利發(fā)明人在已授權(quán)專利“基于新型系泊的“點頭鴨”式波浪能轉(zhuǎn)換裝置”(專利號：ZL201220234644.3)發(fā)明里，提出了一套有效吸收波能，同時可靠系泊及有效規(guī)避災(zāi)難性海況的方法。在此基礎(chǔ)上又提出具有向波性，不論東南季風(fēng)的夏秋季還是西北季風(fēng)的冬春季，總朝向來波面的專利--單錨腿式“點頭鴨”為波能采集器的波浪發(fā)電裝置(專利號：ZL 201320324787.8)，在本實用新型里將以上述專利為基礎(chǔ)，吸收本人在網(wǎng)箱系泊上眾多開創(chuàng)性專利，提供一種顧及前述“認(rèn)識到波浪發(fā)電系統(tǒng)的系泊特征具有自身要求與特色”的波浪發(fā)電 裝置搭載器，象航天飛機(jī)搭載各型衛(wèi)星一樣，服務(wù)于各類波浪發(fā)電裝置，并有望最終實現(xiàn)波能發(fā)電的實用化、產(chǎn)業(yè)化。

非專利文獻(xiàn)；

[1].波浪能技術(shù)及其前景(中國科學(xué)院廣州能源研究所、游亞戈研究員2010年11月24日

[2].海洋波浪能發(fā)電裝置的研究現(xiàn)狀與發(fā)展前景(張麗珍、羊曉晟、王世明、梁擁成、(上海海洋大學(xué)工程學(xué)院)

專利文獻(xiàn)；

[1}.基于新型系泊的“點頭鴨”式波浪能轉(zhuǎn)換裝置

專利號：ZL201220234644.3 發(fā)明人：古國維 專利權(quán)人：古國維

[2}.單錨腿式“點頭鴨”為波能采集器的波浪發(fā)電裝置

專利號：ZL 201320324787.8)，發(fā)明人：古國維 專利權(quán)人：古國維

[3]深水系泊柱

專利號：ZL2013 2 0616701.9 發(fā)明人：古國維 專利權(quán)人：古國維

[4]群錨基礎(chǔ)浮筒式系泊系統(tǒng)

專利號：ZL2015 2 0596726.6 發(fā)明人：古國維 專利權(quán)人：古國維

[5]樹狀單點系泊系統(tǒng)

專利號：ZL2014 2 0521171.4 發(fā)明人：古國維 專利權(quán)人：古國維

技術(shù)實現(xiàn)要素：
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分析了波浪發(fā)電裝置面臨的瓶頸，本實用新型提出了系列的改進(jìn)方案，以“向波性”，“可隨水位漲落升沉”，“電流易外輸”為目標(biāo)，參照在網(wǎng)箱系泊工程里成功應(yīng)用的本人專利“群錨基礎(chǔ)浮筒式系泊”，使搭載的波浪發(fā)電裝置能成功應(yīng)用于波能更豐富，但更有挑戰(zhàn)性的外海，為此，本技術(shù)方案是：

1.搭載波浪發(fā)電裝置及其配套設(shè)施的甲板，固定在有足夠富余浮力的浮筒上，足夠富余浮力是指去除甲板自重+發(fā)電裝置及其配套設(shè)施自重+浮筒及附件自重后，浮筒仍有足夠的凈浮力，浮筒下端裝設(shè)套筒，套筒內(nèi)設(shè)帶承圧軸承的懸重桿頭，懸重桿頭接帶旋鏈的一截鏈條，鏈條下接懸重桿，懸重桿底盤上托壓重體，這樣形成一種重心在下，浮心在上，直立自浮，永不傾倒，可隨水位漲落升沉的浮力柱，假設(shè)風(fēng)，浪，流共同作用下產(chǎn)生的水平力，它使浮體產(chǎn)生偏離，傾復(fù)力矩M-，凈浮力以懸重桿底盤上托懸重體為軸產(chǎn)生恢復(fù)力矩為M+，二者正好反向，即凈浮力會反向作用使它回到平衡點，從而實現(xiàn)動態(tài)平衡，這就是順應(yīng)式錨固的原理，懸重桿底盤連接多條系泊纜，系泊纜連接錨或樁，以加強(qiáng)結(jié)構(gòu)的約束，即更可靠的系泊。

2.上述的放置波浪發(fā)電裝置及其配套設(shè)施的甲板，在放置波浪發(fā)電裝置另一側(cè)設(shè)置方向舵板。

3.上述的懸重桿底盤連接多條系泊纜，系泊纜連接錨或樁，為使放置波浪發(fā)電裝置及其配套設(shè)施的甲板，能隨水位漲落升沉，系泊纜必須是懸鏈線形式，并且由纖維纜+鏈條組成，這里推薦系泊纜連接到錨式鏈節(jié)+大拉力錨總成上，根據(jù)海洋工程經(jīng)驗，三根系泊纜呈120度布置。

4.上述的懸重桿推薦采用厚壁鋼管，如鉆井用鉆桿.外輸電纜可置管內(nèi)，下連接水下電纜接線箱，外輸電纜用鋼鎧甲保護(hù)。

本實用新型的優(yōu)越性是：由于專利里波浪發(fā)電裝置并不針對特定的類型，因此，其應(yīng)用有極其廣泛性。本方案的結(jié)構(gòu)要素具有受力明確，構(gòu)造合理，安全可靠，可操作性強(qiáng)的特點，由于具備向波性，使發(fā)電效益能最大化，本實用新型還考慮了外輸電纜安置方法，因此，本實用新型可大大地提升各式波浪發(fā)電裝置的價值，若能大力推廣，有望實現(xiàn)波能發(fā)電的實用化、產(chǎn)業(yè)化。

附圖說明

圖1是豎向結(jié)構(gòu)示意圖，表述了結(jié)構(gòu)構(gòu)件豎向布置示意圖；

圖2是A放大圖，是高浮力浮筒下端套筒總成結(jié)構(gòu)及懸重桿結(jié)構(gòu)的構(gòu)造示意圖；

圖3壓重體構(gòu)造示意圖；

圖4是1-1剖視圖，表述群錨基礎(chǔ)系泊布置示意圖；

圖5是C放大圖，表述錨式鏈節(jié)+大拉力錨總成示意圖；

圖6是B放大圖，表述帶旋鏈的鏈條總成示意圖；

圖7是外輸電纜布置示意圖。

其中：1.浮力柱的高浮力浮筒，101.浮筒加強(qiáng)環(huán)，102.浮筒加強(qiáng)板，2.高浮力浮筒下端套筒總成，201.套筒，202.套筒底座，203.套筒與套筒底座焊接加強(qiáng)板，204.承圧軸承，3.甲板，4.甲板平衡重塊體，5.方向舵板，6.搭載的波浪發(fā)電裝置，7.懸重桿頭，8.懸重桿下段，9.帶旋鏈的鏈條總成，901.卸扣，902.普通鏈環(huán)，903.旋轉(zhuǎn)環(huán)鏈，10.壓重體，11.懸重桿托盤，1101.懸重桿托盤加強(qiáng)板，1102.懸重桿托盤加強(qiáng)板孔眼，12.系泊纜，13.錨式鏈節(jié)+大拉力錨總成，1301.大拉力錨，1302.錨式鏈節(jié)，1303.錨鏈，14.外輸電纜，15.水下電纜接線箱。

具體實施方式

在陸上完成浮力柱的高浮力浮筒1建造，由于直徑較大，可參照海洋工程建造SPAR(獨柱式平臺)建造方法，但仍是常規(guī)的鋼結(jié)構(gòu)作業(yè)，只是與陸上房屋鋼結(jié)構(gòu)作業(yè)相比，要求要高一些，并有密閉性要求，要求制作應(yīng)嚴(yán)格遵守建造程序，材料選擇上應(yīng)選擇可焊性好的鋼材，在焊接環(huán)節(jié)上應(yīng)有完善的焊接程序，焊縫檢測程序，焊接人員應(yīng)持合格的焊工證書，嚴(yán)禁無證或等級不夠人員施焊。

甲板3是常規(guī)的梁板式鋼結(jié)構(gòu)，與陸上鋼結(jié)構(gòu)房屋類同，是常規(guī)的鋼結(jié)構(gòu)作業(yè)，壓重體10由鐵礦石混凝土搗制而成，中央開孔做成舉重鐵餅狀。

高浮力浮筒下端套筒總成2，插入帶承圧軸承204的懸重桿頭7，懸重桿頭7通過卸扣901連接到帶旋鏈的鏈條總成，帶旋鏈的鏈條總成，由卸扣901接普通鏈環(huán)902，普通鏈環(huán)902接旋轉(zhuǎn)環(huán)鏈903，如圖6所示。

壓重體10由懸重桿托盤11支承，懸重桿托盤11的加強(qiáng)板1101開孔眼1102，做成系泊纜12支座。

系泊纜12推薦連接到錨式鏈節(jié)+大拉力錨總成13上，錨式鏈節(jié)+大拉力錨總成13，由鏈條1303連接錨式鏈節(jié)1302，再連接到大拉力錨1301上。當(dāng)然也可用其他方法，但系泊纜12必須是懸鏈線形式，并且由纖維纜+鏈條組成。

海上安裝方法是：先投放推薦的錨式鏈節(jié)及大拉力錨集成系統(tǒng)，浮力柱的高浮力浮筒1及甲板吊放在運輸駁船上，并使其側(cè)放，連接上懸重桿7，8及帶旋 鏈的鏈條總成9及壓重10，到達(dá)指定點，整體吊放下水，與先投放的錨式鏈節(jié)及大拉力錨集成系統(tǒng)的系泊纜12連接上。另一方案是結(jié)構(gòu)推移下水，由于結(jié)構(gòu)有重心在下，浮心在上，直立自浮，永不傾倒特性，推移下水后移位與系泊纜12連接。這里可看出，這類結(jié)構(gòu)的海上安裝優(yōu)勢是很明顯的。

本實用新型在提升波浪發(fā)電裝置系泊技術(shù)上，在系泊可靠性上都有質(zhì)的飛躍，作為一種通用的搭載器，對于日益發(fā)展的波浪發(fā)電事業(yè)無疑是有重要價值的。