水流發(fā)電設(shè)施的制作方法
【專利摘要】一種在水下發(fā)電設(shè)施中使用的基礎(chǔ)設(shè)施裝置(5)，所述基礎(chǔ)設(shè)施裝置(5)包括適合于與水體的床底(3)接合的支撐結(jié)構(gòu)(6)以及適合于容納基礎(chǔ)設(shè)施設(shè)備的基礎(chǔ)設(shè)施模塊(7)，所述基礎(chǔ)設(shè)施設(shè)備用于連接到所述設(shè)施的發(fā)電單元。所述基礎(chǔ)設(shè)施模塊(7)能夠與所述支撐結(jié)構(gòu)可釋放地接合。
【專利說明】水流發(fā)電設(shè)施

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及水流發(fā)電設(shè)施。

【背景技術(shù)】
[0002] 眾所周知，容易獲取的礦物燃料資源在減少。另外，礦物燃料的使用對環(huán)境的影響 已經(jīng)變得日益明顯。其結(jié)果是，盡可能地有效且有效率地使用可行的替代能源已經(jīng)成為當(dāng) 務(wù)之急。使用渦輪以捕獲水流（例如，潮汐）、河流及海流的動力形成了可行的替代能源。 被用以捕獲這種水流能量的渦輪設(shè)備通常包括通過使用動力傳動系統(tǒng)被連接到轉(zhuǎn)子組件 上的軸驅(qū)動發(fā)電機(jī)。所述轉(zhuǎn)子組件包括多個轉(zhuǎn)子葉片，所述多個轉(zhuǎn)子葉片由水流驅(qū)動，以便 使所述動力傳動系統(tǒng)的輸入軸轉(zhuǎn)動。
[0003] 為了在經(jīng)濟(jì)上可行，多個水流渦輪裝置應(yīng)當(dāng)被部署在適當(dāng)區(qū)域中。例如，潮汐渦輪 站可具有數(shù)十到數(shù)百的渦輪。優(yōu)選地，渦輪以陣列的方式被布置，所述陣列具有多行的多個 渦輪。渦輪陣列可以被部署在潮汐流動區(qū)域、河流、海流或任何其它適合的水流區(qū)域中。盡 管渦輪優(yōu)選地以陣列的方式被布置，但是地理學(xué)、海洋測深學(xué)和其它因素可能意味著渦輪 站具有另外的布置方式。
[0004] 為了使這種發(fā)電渦輪的陣列能夠從所述陣列輸出所產(chǎn)生的電力并且能夠接收控 制信號，有必要為所述陣列提供適量的基礎(chǔ)設(shè)施設(shè)備。在一種簡單的布置方式中，每個發(fā)電 渦輪可以被直接連接到位于海濱上的基礎(chǔ)設(shè)施。然而，這種方案導(dǎo)致許多線纜被鋪設(shè)（通 ?？缭胶荛L距離）。海上風(fēng)電場使用位于海水表面之上的干燥空間中的開關(guān)、變壓器和控制 設(shè)備。對于這些海上風(fēng)電場，在海面上方提供基礎(chǔ)設(shè)施設(shè)備會出現(xiàn)任何附加的困難或問題， 因?yàn)樽匀坏仫L(fēng)力渦輪本身位于水面的上方。
[0005] 然而，水流渦輪位于水下并且通常位于太深的水中以至于表面破裂的結(jié)構(gòu)是不實(shí) 用的。另外，因?yàn)殛嚵械钠溆嗖糠謱⒃谒娴南路剑圆豢赡茉试S提供表面破裂的基礎(chǔ)設(shè) 施單元。
[0006] 特別是在深海環(huán)境中的這種水下基礎(chǔ)設(shè)施設(shè)備的安裝、維護(hù)和維修花費(fèi)昂貴并且 是耗時的過程?；A(chǔ)設(shè)施設(shè)備通常需要終身的檢查、維護(hù)和維修。因此，需要簡化水下基礎(chǔ) 設(shè)施設(shè)備的構(gòu)造和部署，從而降低建設(shè)成本并且使基礎(chǔ)設(shè)施設(shè)備的檢查、維修和維護(hù)能夠 以比較有成本效益的且有效率的方式進(jìn)行。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種水下發(fā)電設(shè)施，所述水下發(fā)電設(shè)施包括發(fā)電 系統(tǒng)和基礎(chǔ)設(shè)施裝置，所述基礎(chǔ)設(shè)施裝置容納用于所述發(fā)電設(shè)施的基礎(chǔ)設(shè)施設(shè)備，所述基 礎(chǔ)設(shè)施設(shè)備與所述發(fā)電系統(tǒng)連接，其中，所述基礎(chǔ)設(shè)施裝置包括支撐結(jié)構(gòu)和基礎(chǔ)設(shè)施模塊， 所述支撐結(jié)構(gòu)適合于與水體的床底接合，所述基礎(chǔ)設(shè)施模塊適合于容納所述基礎(chǔ)設(shè)施設(shè)備 并且適合于能夠與所述支撐結(jié)構(gòu)可釋放地接合。
[0008] 在該設(shè)施的一個示例中，所述發(fā)電單元包括支撐結(jié)構(gòu)和發(fā)電單元，所述支撐結(jié)構(gòu) 適合于與水體的床底接合，所述發(fā)電單元能夠進(jìn)行操作以通過水流發(fā)電并且適合于能夠與 所述支撐結(jié)構(gòu)可釋放地接合，并且所述基礎(chǔ)設(shè)施模塊和所述發(fā)電單元包括大體上相同的接 合系統(tǒng)。
[0009] 在該設(shè)施的一個示例中，所述發(fā)電單元和所述基礎(chǔ)設(shè)施模塊具有相互不同的各自 的電力連接裝置和控制連接裝置。
[0010] 根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種在水下發(fā)電設(shè)施中使用的基礎(chǔ)設(shè)施裝置，所 述基礎(chǔ)設(shè)施裝置包括適合于與水體的床底接合的支撐結(jié)構(gòu)以及適合于容納用于連接到所 述設(shè)施的發(fā)電單元的基礎(chǔ)設(shè)施設(shè)備并且可釋放地與所述支撐結(jié)構(gòu)接合的基礎(chǔ)設(shè)施模塊。 [0011] 所述基礎(chǔ)設(shè)施設(shè)備可包括一個或多個選自監(jiān)控設(shè)備、電氣開關(guān)設(shè)備、電氣變壓器 設(shè)備、控制設(shè)備以及液壓設(shè)備的單元。
[0012] 根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種水下結(jié)構(gòu)，所述水下結(jié)構(gòu)包括基礎(chǔ)設(shè)施模塊 和支撐結(jié)構(gòu)，所述基礎(chǔ)設(shè)施模塊包括主體、從所述主體延伸并且限定安裝軸線的安裝部分、 連接載體以及安裝在所述連接載體上的連接器，所述支撐結(jié)構(gòu)適合于與水體的床底接合并 且包括支撐殼體、附接到所述支撐殼體上的支撐連接載體以及安裝在所述支撐連接載體上 的支撐連接器，所述支撐連接器適合于與所述發(fā)電單元的連接器可釋放地接合，其中，所述 安裝部分限定了大體上連續(xù)的安裝表面，所述安裝表面大體上完全圍繞所述安裝部分延 伸，并且其中，所述支撐殼體限定了大體上連續(xù)的支撐表面，所述支撐表面大體上完全圍繞 所述支撐殼體延伸，所述安裝表面和所述支撐表面被布置為當(dāng)所述基礎(chǔ)設(shè)施模塊安裝到所 述支撐結(jié)構(gòu)上時大體上連續(xù)地彼此抵接，并且其中，所述安裝部分和所述支撐殼體適合于 相互配合，以便以繞所述安裝軸線的任何極性定向?qū)⑺龌A(chǔ)設(shè)施模塊安裝到所述支撐結(jié) 構(gòu)上。
[0013] 在該結(jié)構(gòu)的一個示例中，所述基礎(chǔ)設(shè)施模塊包括連接驅(qū)動裝置，所述連接驅(qū)動裝 置能夠進(jìn)行操作以使所述連接載體大體上平行于所述安裝軸線移動并且使所述連接載體 繞所述安裝軸線旋轉(zhuǎn)。在該結(jié)構(gòu)的一個示例中，所述連接驅(qū)動裝置由單個驅(qū)動器提供。
[0014] 在該結(jié)構(gòu)的一個示例中，所述支撐結(jié)構(gòu)包括連接驅(qū)動裝置，所述連接驅(qū)動裝置能 夠進(jìn)行操作以使所述支撐連接載體大體上平行于所述安裝軸線移動并且使所述支撐連接 載體繞所述安裝軸線旋轉(zhuǎn)。
[0015] 在該結(jié)構(gòu)的一個示例中，所述支撐連接驅(qū)動裝置由單個驅(qū)動器提供。
[0016] 在該結(jié)構(gòu)的一個示例中，所述支撐連接載體能夠從所述支撐殼體上移除。
[0017] 在該結(jié)構(gòu)的一個示例中，其中，所述支撐連接載體包括接合裝置，所述接合裝置能 夠進(jìn)行操作操作以與所述支撐殼體可釋放地接合，以便使所述支撐連接載體與所述支撐殼 體能夠可釋放地接合。在該結(jié)構(gòu)的一個示例中，所述支撐連接載體由大體平面狀的板提供。
[0018] 在該結(jié)構(gòu)的一個示例中，所述連接載體相對于所述安裝部分設(shè)置有預(yù)定量的位置 浮動。
[0019] 在該結(jié)構(gòu)的一個示例中，所述連接載體相對于所述驅(qū)動裝置設(shè)置有預(yù)定量的位置 浮動。
[0020] 在該結(jié)構(gòu)的一個示例中，所述連接載體包括通過所述驅(qū)動裝置起作用的定位部分 以及承載所述連接器的第二載體，所述第二載體相對于所述定位部分設(shè)置有預(yù)定量的位置 浮動。
[0021] 在該結(jié)構(gòu)的一個示例中，所述連接器相對于所述第二載體設(shè)置有預(yù)定量的位置浮 動。
[0022] 在該結(jié)構(gòu)的一個示例中，所述連接器相對于所述連接載體設(shè)置有預(yù)定量的位置浮 動。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0023] 圖1為示例性的水流發(fā)電系統(tǒng)的示意性視圖；
[0024] 圖2為與圖1的發(fā)電系統(tǒng)一起使用的基礎(chǔ)設(shè)施裝置的示意圖；
[0025] 圖3示出了水下水流發(fā)電陣列；
[0026] 圖4示出了基礎(chǔ)設(shè)施模塊和圖2的裝置的支撐結(jié)構(gòu)之間的連接；
[0027] 圖5示出了圖4的基礎(chǔ)設(shè)施模塊的安裝部分；
[0028] 圖6示出了圖2的裝置的支撐結(jié)構(gòu)的支撐殼體；
[0029] 圖7示出了圖5的安裝部分與圖6的支撐殼體接合的第一構(gòu)型；
[0030] 圖8示出了圖5的安裝部分與圖6的支撐殼體接合的第二構(gòu)型；
[0031] 圖9示出了圖4的基礎(chǔ)設(shè)施模塊的安裝部分的替代性示例；
[0032] 圖10-14示出了連接載體安裝的各種示例；并且
[0033] 圖15示出了連接器的安裝。

【具體實(shí)施方式】
[0034] 水流發(fā)電系統(tǒng)1在圖1中示出并且包括位于水體的床底3上的支撐結(jié)構(gòu)2。發(fā)電 單元4(例如，渦輪裝置）被安裝在所述支撐結(jié)構(gòu)2上。在該示例中，隨著水流流過所述發(fā) 電單元4,轉(zhuǎn)子組件轉(zhuǎn)動，從而驅(qū)動設(shè)置在所述發(fā)電單元4中的發(fā)電機(jī)或其它的電力轉(zhuǎn)換器 裝置。在一個示例中，所述發(fā)電單元4是浮動的，并且被絞拉至所述支撐機(jī)構(gòu)2。
[0035] 圖2示出了適合于與圖1的發(fā)電系統(tǒng)1 一起使用的基礎(chǔ)設(shè)施裝置5。所述基礎(chǔ)設(shè) 施裝置5包括支撐結(jié)構(gòu)6和適合于可釋放地安裝在所述支撐結(jié)構(gòu)6上的基礎(chǔ)設(shè)施模塊7。 所述基礎(chǔ)設(shè)施模塊7容納有任何適合的設(shè)備，例如開關(guān)、變壓器、測量和控制設(shè)備。在一個 示例中，所述基礎(chǔ)設(shè)施模塊7是浮動的，并且被絞拉至所述支撐機(jī)構(gòu)2。
[0036] 圖2中示出的支撐結(jié)構(gòu)6大體上與圖1中示出的用于支撐所述發(fā)電單元的支撐結(jié) 構(gòu)相同。使用了本發(fā)明的一個方面的原理的一個示例性陣列使用了相同的用于發(fā)電單元和 基礎(chǔ)設(shè)施設(shè)備模塊的基本支撐結(jié)構(gòu)。按照這種方式，相同的部署技術(shù)可以被用于發(fā)電單元 和基礎(chǔ)設(shè)施設(shè)備模塊。這簡化了基礎(chǔ)設(shè)施模塊的部署和收回。
[0037] 容易理解的是，支撐結(jié)構(gòu)的實(shí)際形式不需要與發(fā)電單元的實(shí)際形式相同，而僅是 所述結(jié)構(gòu)應(yīng)當(dāng)能夠使用與示出的相同的部署和收回技術(shù)。例如，因?yàn)榛A(chǔ)設(shè)施模塊上的負(fù) 載沒有渦輪單元上的負(fù)載高，所以支撐結(jié)構(gòu)可以不需要通過樁體被附接到所述床底3上， 而是可以通過重力被保持在適當(dāng)?shù)奈恢?。基礎(chǔ)設(shè)施模塊支撐結(jié)構(gòu)還可以在高度上低于用于 渦輪的支撐結(jié)構(gòu)，因?yàn)椴淮嬖谂c轉(zhuǎn)子的葉片的間隙相同的要求。
[0038] 圖3示出了經(jīng)由圖示的連接8被連接到公用基礎(chǔ)設(shè)施裝置5上的渦輪1的陣列。 所述基礎(chǔ)設(shè)施裝置提供了用于所有渦輪1的公用的電力、測量和控制設(shè)備，并且應(yīng)當(dāng)理解 的是，任何數(shù)量的渦輪可被設(shè)置在陣列中。類似地，應(yīng)當(dāng)理解的是，任何數(shù)量的基礎(chǔ)設(shè)施裝 置5可以被設(shè)置，并且這種裝置可以被適當(dāng)?shù)叵嗷ミB接。
[0039] 所述基礎(chǔ)設(shè)施裝置5設(shè)置有外部連接9,例如到電網(wǎng)（直接地或間接地）和/或到 控制/監(jiān)控中心的連接。在基礎(chǔ)設(shè)施裝置被連接到電網(wǎng)的情況下，基礎(chǔ)設(shè)施模塊可包括用 于調(diào)節(jié)所述外部連接的輸出電壓的變壓器和其它電氣設(shè)備，使得所述輸出的電力適合于動 力要求和連接的長度。
[0040] 圖4中更詳細(xì)地示出了所述基礎(chǔ)設(shè)施模塊7到所述支撐結(jié)構(gòu)6的附接。所述基礎(chǔ) 設(shè)施模塊7具有主體并且通過從所述主體延伸的安裝件14被附接到所述支撐結(jié)構(gòu)上。所 述安裝件14限定了用于所述基礎(chǔ)設(shè)施模塊7的安裝軸線M。
[0041] 所述安裝件14具有安裝法蘭15,所述安裝法蘭15與關(guān)聯(lián)的支撐法蘭21接合，所 述支撐法蘭21由所述支撐結(jié)構(gòu)6的支撐殼體20提供。所述安裝法蘭15和支撐法蘭21允 許所述基礎(chǔ)設(shè)施模塊7以適當(dāng)?shù)姆绞奖还潭ǖ剿鲋谓Y(jié)構(gòu)6上。
[0042] 圖5為用于基礎(chǔ)設(shè)施模塊7的示例性安裝件30的示意性剖視圖。該示例性安裝 件30設(shè)置有錐形的安裝部分31，所述錐形的安裝部分31的橫截面大體上是圓形的，并且所 述錐形的安裝部分31設(shè)置了穿過其的孔。在圖5中示出的示例中，所述安裝部分31呈截 頭錐的形式，但是可以被設(shè)置為任何適合的形狀。應(yīng)當(dāng)理解的是，所述安裝部分31的橫截 面不必為錐形的或圓形的，但可以被設(shè)置為任何適合的形狀。例如，所述安裝部分31可以 被設(shè)置為空心圓柱體或空心棱柱。
[0043] 所述安裝部分31在其遠(yuǎn)端處具有安裝法蘭32,所述安裝法蘭32限定了大體上為 圓形的且大體上連續(xù)的安裝表面。在圖5中示出的示例中，附接法蘭33被設(shè)置為將所述安 裝件30附接到所述基礎(chǔ)設(shè)施模塊7的主體上。所述安裝件30能夠被螺栓連接、被焊接或 以任何其它適合的方式被固定到所述基礎(chǔ)設(shè)施模塊7上，并且可以不需要提供所述附接法 蘭33。
[0044] 連接載體35被設(shè)置在所述安裝部分31內(nèi)并且載有任何適合數(shù)量的電子的、光學(xué) 的和其它的連接器38。由所述連接載體35承載的連接器38的精確種類和數(shù)量對本發(fā)明的 示例不重要。在圖5中，示出了所述連接載體35處于第一未連接構(gòu)型。
[0045] 所述連接載體35可被設(shè)置為任何適合的形狀和構(gòu)造。圖5中示出的典型的連接 載體包括載體軸（或定位部分）35a，載板35b被安裝到所述載體軸35a上。所述連接器38 被所述載板35b承載在所述載板35b的配合面上。
[0046] 連接載體軸35被安裝在驅(qū)動裝置39上，例如一個或多個液壓驅(qū)動器或電力驅(qū)動 器。所述驅(qū)動裝置39用于使所述連接載體35沿大體上平行于所述安裝軸線Μ的方向移 動。所述驅(qū)動裝置39還進(jìn)行操作以使所述連接載體35繞該軸線Μ旋轉(zhuǎn)。所述驅(qū)動裝置可 以被設(shè)置為設(shè)備的任何適合的布置。在一個示例中，所述驅(qū)動裝置包括通過連接裝置被連 接到載體軸35a上的線性驅(qū)動器和在所述載體軸35a上直接操作的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動器。在另一示 例中，所述驅(qū)動裝置包括接合用于所述連接載體35的旋轉(zhuǎn)的載板35b的驅(qū)動器。所述驅(qū)動 裝置可以位于所述安裝部分31中和/或所述基礎(chǔ)設(shè)施模塊7中的任何便利的位置。
[0047] 所述連接載體35設(shè)置有至少一個定位銷，例如從所述載板35b延伸的兩個定位銷 36和37(圖5中示出）。如下文將更詳細(xì)的描述的，所述定位銷用來使所述連接載體35能 夠在所述支撐結(jié)構(gòu)6上精確定位。
[0048] 連接器線纜40與所述連接器38連接，并且所述連接器電纜40在連接到來自所述 基礎(chǔ)設(shè)施模塊7的線纜42之前布設(shè)經(jīng)過線纜布置系統(tǒng)41。
[0049] 圖6示出了設(shè)置在所述支撐結(jié)構(gòu)6上的支撐殼體50的示意性剖視圖。圖5中示 出的示例性支撐殼體50大體上是圓柱形的，并且限定了穿過其的圓孔。容易理解的是，對 于所述基礎(chǔ)設(shè)施模塊7的安裝部分31而言，所述支撐殼體50可以具有任何適合的形狀和 橫截面。
[0050] 所述支撐殼體50包括支撐法蘭51，所述支撐法蘭51限定了大體上圓形的且大體 上連續(xù)的支撐表面，當(dāng)所述基礎(chǔ)設(shè)施模塊7被安裝到所述支撐結(jié)構(gòu)6上時，所述安裝件30 的安裝表面抵接到所述支撐表面上。
[0051 ] 支撐連接載體52被設(shè)置在所述支撐殼體50中。所述支撐連接載體52在所述支 撐殼體50的孔之間延伸并且承載用于連接所述基礎(chǔ)設(shè)施模塊7的連接載體35的連接器38 上的支撐連接器59。定位孔60和61被布置為容納所述基礎(chǔ)設(shè)施模塊7的定位銷36和37。 應(yīng)當(dāng)理解的是，可以設(shè)置任何數(shù)量的定位銷和關(guān)聯(lián)的孔。在一個示例中，所述定位孔60和 61具有被構(gòu)造為允許所述定位銷有一些程度的初始未對準(zhǔn)的圓錐形開口。
[0052] 應(yīng)注意，所述定位銷可以被設(shè)置在所述支撐連接載體上，并且相應(yīng)的定位孔可以 被設(shè)置在所述安裝部分的連接載體上。容易理解的是，所述載體的每一個可都設(shè)置有定位 銷和定位孔，使相應(yīng)的孔和銷被設(shè)置在所述載體的另一個上。
[0053] 所述支撐連接載體52還包括被布置為將所述支撐連接器59連接到輸入/輸出線 纜58上的線纜連接器57。所述線纜58被用于將容納在所述基礎(chǔ)設(shè)施模塊7中的基礎(chǔ)設(shè)施 設(shè)備連接到處于陣列中的發(fā)電單元。所述線纜58還可包括到其它基礎(chǔ)設(shè)施模塊的連接。另 夕卜，所述線纜58提供從所述陣列到例如控制中心和電網(wǎng)連接的外部連接。應(yīng)當(dāng)理解的是， 可以設(shè)置任何適合數(shù)量的線纜和連接，并且圖6中以示例的方式示出了所述線纜58。
[0054] 在圖6中示出的示例中，所述支撐連接載體52可從所述支撐殼體50移除并且通 過使用鎖定驅(qū)動器53和54被保持在適當(dāng)?shù)奈恢茫鲦i定驅(qū)動器53和54用來使接合特 征55和56移動至與所述支撐殼體50的內(nèi)表面接合。該裝置使所述支撐連接載體52能夠 從所述支撐殼體50移除以便維護(hù)，而無需移除整個支撐結(jié)構(gòu)或支撐殼體或無需進(jìn)行復(fù)雜 的水下切割和焊接操作。
[0055] 圖7示出了圖5的安裝件30位于圖6的支撐殼體50上的第一未連接構(gòu)型。所述 安裝件30開始與所述支撐殼體50接觸，使得由所述附接法蘭32和51限定的安裝表面和 支撐表面分別彼此抵接。所述基礎(chǔ)設(shè)施模塊7的連接器37, 38和所述支撐連接器59在此 階段保持未連接。
[0056] 圖8示出了第二構(gòu)型，其中，所述連接載體35已經(jīng)沿平行于所述安裝軸線Μ的方 向軸向地移動，使得所述連接器38以及定位銷36和37與所述支撐連接載體52上的關(guān)聯(lián) 的連接器59以及定位孔60和61接合。所述驅(qū)動器39被操作以使所述連接載體35移動 至與所述支撐連接載體52連接。
[0057] 在所述連接載體35被軸向地移動到位之前，所述連接載體35可能需要被旋轉(zhuǎn)，以 便所述定位銷36和37分別大體上與所述定位孔60和61對準(zhǔn)。用于提供該旋轉(zhuǎn)的電動機(jī) 可被設(shè)置在所述安裝部分31內(nèi)，或所述旋轉(zhuǎn)可由所述驅(qū)動裝置39實(shí)現(xiàn)。
[0058] 隨著所述連接載體35移動至與所述支撐連接載體52連接，所述連接器38與相應(yīng) 的連接器59接觸，以完成所述基礎(chǔ)設(shè)施模塊7和所述線纜58之間的電力/液壓連接、光學(xué) 連接和/或控制連接。
[0059] 圖9示出了位于所述支撐殼體50上的安裝件30的另一示例。在該示例中，安裝 部分31包括從所述安裝部分31的端部區(qū)域延伸的定位部分63。所述定位部分63經(jīng)過安 裝法蘭32從所述安裝部分31里面延伸。所述定位部分63與所述安裝部分31同軸并且設(shè) 置有穿過其的孔。所述定位部分63是錐形的，以便有助于所述基礎(chǔ)設(shè)施模塊7在所述支撐 結(jié)構(gòu)6上的定位。隨著所述基礎(chǔ)設(shè)施模塊7被降低到所述支撐結(jié)構(gòu)6上的適當(dāng)?shù)奈恢?，?述定位部分63的窄于所述支撐結(jié)構(gòu)6的支撐殼體50的孔的遠(yuǎn)端能夠以一定程度的位置自 由度進(jìn)入所述支撐殼體結(jié)構(gòu)50。即，所述定位部分63的遠(yuǎn)端的定位的精確度不如定位所述 安裝法蘭32和支撐法蘭51所要求的精確度高。隨著所述基礎(chǔ)設(shè)施模塊7繼續(xù)被降低到所 述支撐結(jié)構(gòu)6上，所述定位部分63將所述安裝件30置于所述支撐殼體50上的中心，使得 所述安裝表面和支撐表面彼此抵接。應(yīng)當(dāng)理解的是，相似的定位部分可以由所述支撐殼體 50代替所述安裝件30來提供。
[0060] 所述安裝表面將所述基礎(chǔ)設(shè)施模塊7的負(fù)載轉(zhuǎn)移到所述支撐表面上，進(jìn)而轉(zhuǎn)移到 所述支撐結(jié)構(gòu)6上。所述安裝表面和支撐表面的大體上圓形的且大體上連續(xù)的性質(zhì)用來使 負(fù)載分布在所述支撐殼體的周圍，并且用來消除或充分減少所述支撐殼體上的集中負(fù)載的 發(fā)生。
[0061 ] 所述基礎(chǔ)設(shè)施模塊7的安裝表面和所述支撐殼體6的支撐表面結(jié)合所述基礎(chǔ)設(shè)施 模塊7的旋轉(zhuǎn)的連接載體的大體上圓形的且大體上連續(xù)的性質(zhì)還使所述安裝部分30能夠 相對于所述安裝軸線Μ以任何極性定向被定位到所述支撐殼體50上。
[0062] 以任何極性定向（即，不是離散的安裝定位）將所述基礎(chǔ)設(shè)施模塊7安裝在所述 支撐結(jié)構(gòu)上的能力簡化了所述基礎(chǔ)設(shè)施模塊7到所述支撐結(jié)構(gòu)6的部署。這是因?yàn)椋S著 所述基礎(chǔ)設(shè)施模塊落進(jìn)其位于所述支撐結(jié)構(gòu)6上的安裝位置，不需要對所述單元定向。
[0063] 另外，所述基礎(chǔ)設(shè)施模塊7的這種極性安裝自由度時所述支撐結(jié)構(gòu)6的定位和定 向能夠被簡化，因?yàn)楫?dāng)所述基礎(chǔ)設(shè)施模塊7可以相對于所述支撐結(jié)構(gòu)6以任何極性定向被 安裝并且進(jìn)而被操作時，所述支撐殼體的極性定向并不重要。
[0064] 由于與潮汐流關(guān)聯(lián)的負(fù)載，優(yōu)選使用夾緊裝置，例如英國專利2448710示出的。
[0065] 上述的安裝裝置在與絞線車部署系統(tǒng)（例如，英國專利2431628中描述的）一起 使用時尤其有利。在該構(gòu)造中，絞拉線纜管或孔被設(shè)置為大體上與所述安裝軸線對準(zhǔn)。在 一個示例中，管被設(shè)置為穿過所述連接載體、穿過驅(qū)動裝置的臂、進(jìn)而穿過所述基礎(chǔ)設(shè)施模 塊7。
[0066] 在遵循上述的那些裝置的原理的裝置的實(shí)例中，位置自由度或"浮動"對于所述部 件的至少一些而言是需要的。關(guān)于這點(diǎn)，術(shù)語"浮動"被使用以意味著：部件關(guān)于標(biāo)稱安裝 位置具有一些彈性的運(yùn)動，而無需特定的調(diào)節(jié)干涉。該位置浮動被設(shè)置，以便允許制造誤差 和定位誤差。
[0067] 圖10示出了浮動的第一示例，其中，驅(qū)動裝置39能夠相對于安裝件30浮動就位。 在圖10中，該浮動接合通過僅為示意性的安裝元件100示出。所述元件100可以由任何適 合的裝置提供，例如彈性安裝件或狹槽和銷裝置。通過使用圖10的裝置，所述驅(qū)動裝置和 所述連接載體組件的整體能夠相對于所述安裝件30浮動就位。遵循初始旋轉(zhuǎn)定位，隨著所 述驅(qū)動裝置39線性地移動所述連接載體35,定位銷（為了清楚起見，圖10中未示出）開始 與相應(yīng)的定位孔接合。如果銷和孔存在任何不對準(zhǔn)，隨著該銷開始與所述孔對準(zhǔn)，所述定位 銷導(dǎo)致所述驅(qū)動裝置和連接載體相對于所述安裝件移動。定位銷和定位孔的各自的形狀用 來通過所述連接載體35的線性動作使所述銷與所述孔對準(zhǔn)。由所述安裝組件100提供給 驅(qū)動裝置和載體組件的浮動使所述載板35b的側(cè)向位置、轉(zhuǎn)動位置和角位置能夠與相應(yīng)的 支撐連接載體正確對準(zhǔn)，以使所述連接器能夠相互接合。
[0068] 圖11示出了供應(yīng)給連接載體35的浮動的另一示例。在該示例中，驅(qū)動裝置39大 體上相對于所述安裝件30牢固地固定，并且所述連接載體35能夠相對于所述驅(qū)動裝置39 浮動。該浮動通過元件101示出。在該示例中，所述浮動可通過所述驅(qū)動裝置39和所述載 體軸35a之間的具有所需的間隙量的特定支承提供。按照這種方式，所述載體軸35a和所 述載板35b能夠通過所述定位銷與所述定位孔的對準(zhǔn)和接合的動作來相對于標(biāo)稱安裝位 置移動。
[0069] 圖12示出了供應(yīng)給連接載體的浮動的另一示例。在該示例中，驅(qū)動裝置39大體 上相對于所述安裝件30牢固地固定，并且所述連接載體軸35a通過使用大體上無間隙的支 承來位于所述驅(qū)動裝置39中。這樣，所述載體軸35a和所述載板35b相對于所述安裝件30 大體上無浮動地線性地移動并且旋轉(zhuǎn)。第二載體35c安裝在安裝元件102上的載板35b上。 所述安裝元件102僅是示意性的并且可被設(shè)置為任何適合的裝置。所述安裝元件102允許 所述第二載體35c相對于所述載板35b浮動。所述第二載板35c承載定位銷和連接器（為 了清楚起見，未示出），并且因此提供給第二板35c的浮動使由所述第二載體35c承載的定 位銷和連接器能夠?qū)?zhǔn)。
[0070] 圖13示出了包括載體軸35a和載板35b的連接載體35,并且示出了提供浮動的另 一示例。定位銷36和37從所述載板35b延伸，而無需提供浮動。連接器38通過安裝元件 103被安裝到所述載板35b上，所述安裝元件103允許用于連接器38的預(yù)定量的浮動。隨 著所述載板35b開始與支撐結(jié)構(gòu)的支撐連接載體接合，所述安裝元件103使所述連接器38 與所述支撐結(jié)構(gòu)的支撐連接器正確地對準(zhǔn)。
[0071] 圖14示出了使用圖11和12中示出的浮動技術(shù)的連接載體35。這樣，第二載板 35c被設(shè)置在載板35b上并且能夠相對于所述載板35b浮動。另外，連接器38通過使所述 連接器能夠相對于所述第二載板35c浮動的元件被安裝到所述第二載板35c上。定位銷36 和37大體上無浮動地從所述第二載板35c延伸。按照這種方式，隨著連接載體開始與支撐 連接載體接合，定位銷與定位孔接合。如果存在任何輕微的不對準(zhǔn)，定位銷與定位孔接合的 動作導(dǎo)致所述第二載板35c (橫向地、旋轉(zhuǎn)地和/或角向地）移動，使得定位銷能夠與所述 孔完全接合。隨著所述連接器38開始與所述支撐連接器接合，所述安裝元件103使所述連 接器能夠正確地對準(zhǔn)，從而消除任何的較小的不對準(zhǔn)。
[0072] 應(yīng)當(dāng)理解的是，圖10-14的浮動可根據(jù)連接載體的需求和特定設(shè)計被單獨(dú)地或以 任何適合的組合的方式使用。位置浮動的提供使定位銷與定位孔接合的動作能夠?qū)е逻B接 器的對準(zhǔn)，以允許連接載體的制造誤差或安裝誤差。將單獨(dú)的連接器設(shè)置有浮動于是使任 何與連接器有關(guān)的未對準(zhǔn)能夠被消除和克服。
[0073] 圖15示出了連接器38安裝在載板35b上或第二載板35c上的示例。所述連接器 38通過柔性附接裝置65被附接到所述載板35b/35c上。所述附接裝置65允許所述連接器 37的預(yù)定量的側(cè)向浮動66并且還允許所述連接器37的預(yù)定量的角度浮動67。按照這種 方式，當(dāng)連接器開始與支撐連接載體上的支撐連接器連接時，可以考慮側(cè)向錯位和角度錯 位的量。容易理解的是，除了或代替提供給基礎(chǔ)設(shè)施模塊的連接器的位置自由度以外，所述 支撐可設(shè)置有這種位置自由度。
【權(quán)利要求】
1. 一種水下發(fā)電設(shè)施，包括發(fā)電系統(tǒng)和基礎(chǔ)設(shè)施裝置，所述基礎(chǔ)設(shè)施裝置容納用于所 述發(fā)電設(shè)施的基礎(chǔ)設(shè)施設(shè)備，所述基礎(chǔ)設(shè)施設(shè)備與所述發(fā)電系統(tǒng)連接，其中，所述基礎(chǔ)設(shè)施 裝置包括支撐結(jié)構(gòu)和基礎(chǔ)設(shè)施模塊，所述支撐結(jié)構(gòu)適合于與水體的床底接合，所述基礎(chǔ)設(shè) 施模塊適合于容納所述基礎(chǔ)設(shè)施設(shè)備并且適合于能夠與所述支撐結(jié)構(gòu)可釋放地接合。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的水下設(shè)施，其中，所述發(fā)電單元包括支撐結(jié)構(gòu)和發(fā)電單元，所 述支撐結(jié)構(gòu)適合于與水體的床底接合，所述發(fā)電單元能夠進(jìn)行操作以通過水流發(fā)電并且適 合于能夠與所述支撐結(jié)構(gòu)可釋放地接合，并且其中，所述基礎(chǔ)設(shè)施模塊和所述發(fā)電單元包 括大體上相同的接合系統(tǒng)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的水下設(shè)施，其中，所述發(fā)電單元和所述基礎(chǔ)設(shè)施模塊具有 相互不同的各自的電力連接裝置和控制連接裝置。
4. 一種在水下發(fā)電設(shè)施中使用的基礎(chǔ)設(shè)施裝置，所述基礎(chǔ)設(shè)施裝置包括適合于與水體 的床底接合的支撐結(jié)構(gòu)以及適合于容納用于連接到所述設(shè)施的發(fā)電單元的基礎(chǔ)設(shè)施設(shè)備 并且可釋放地與所述支撐結(jié)構(gòu)接合的基礎(chǔ)設(shè)施模塊。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的水下設(shè)施或根據(jù)權(quán)利要求4所述的基礎(chǔ)設(shè)施裝置，其 中，所述基礎(chǔ)設(shè)施設(shè)備包括從監(jiān)控設(shè)備、電氣開關(guān)設(shè)備、電力變壓器設(shè)備、控制設(shè)備以及液 壓設(shè)備中選擇出的一種或多種單元。
6. -種水下結(jié)構(gòu)，包括： 基礎(chǔ)設(shè)施模塊，所述基礎(chǔ)設(shè)施模塊包括主體、從所述主體延伸并且限定安裝軸線的安 裝部分、連接載體以及安裝在所述連接載體上的連接器；以及 支撐結(jié)構(gòu)，所述支撐結(jié)構(gòu)適合于與水體的床底接合并且包括支撐殼體、附接到所述支 撐殼體上的支撐連接載體以及安裝在所述支撐連接載體上的支撐連接器，所述支撐連接器 適合于與所述基礎(chǔ)設(shè)施模塊的連接器可釋放地接合， 其中，所述安裝部分限定了大體上連續(xù)的安裝表面，所述安裝表面大體上完全圍繞所 述安裝部分延伸，并且其中，所述支撐殼體限定了大體上連續(xù)的支撐表面，所述支撐表面大 體上完全圍繞所述支撐殼體延伸，所述安裝表面和所述支撐表面被布置為當(dāng)所述基礎(chǔ)設(shè)施 模塊安裝到所述支撐結(jié)構(gòu)上時大體上連續(xù)地彼此抵接，并且 其中，所述安裝部分和所述支撐殼體適合于相互配合，以便以繞所述安裝軸線的任何 極性定向?qū)⑺龌A(chǔ)設(shè)施模塊安裝到所述支撐結(jié)構(gòu)上。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的結(jié)構(gòu)，其中，所述基礎(chǔ)設(shè)施模塊包括驅(qū)動裝置，所述驅(qū)動裝置 能夠進(jìn)行操作以使所述連接載體大體上平行于所述安裝軸線移動并且使所述連接載體繞 所述安裝軸線旋轉(zhuǎn)。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的結(jié)構(gòu)，其中，所述連接驅(qū)動裝置由單個驅(qū)動器提供。
9. 根據(jù)權(quán)利要求6-8中任一項所述的結(jié)構(gòu)，其中，所述支撐結(jié)構(gòu)包括支撐連接驅(qū)動裝 置，所述支撐連接驅(qū)動裝置能夠進(jìn)行操作以使所述支撐連接載體大體上平行于所述安裝軸 線移動并且使所述支撐連接載體繞所述安裝軸線旋轉(zhuǎn)。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的結(jié)構(gòu)，其中，所述支撐連接驅(qū)動裝置由單個驅(qū)動器提供。
11. 根據(jù)權(quán)利要求6-10中任一項所述的結(jié)構(gòu)，其中，所述支撐連接載體能夠從所述支 撐殼體上移除。
12. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的結(jié)構(gòu)，其中，所述支撐連接載體包括接合裝置，所述接合裝 置能夠進(jìn)行操作以與所述支撐殼體可釋放地接合，以便使所述支撐連接載體與所述支撐殼 體能夠可釋放地接合。
13. 根據(jù)權(quán)利要求11或12所述的結(jié)構(gòu)，其中，所述支撐連接載體由大體平面狀的板提 供。
14. 根據(jù)權(quán)利要求6-13中任一項所述的結(jié)構(gòu)，其中，所述連接載體相對于所述安裝部 分設(shè)置有預(yù)定量的位置浮動。
15. 根據(jù)權(quán)利要求7-13中任一項所述的結(jié)構(gòu)，其中，所述連接載體相對于所述驅(qū)動裝 置設(shè)置有預(yù)定量的位置浮動。
16. 根據(jù)權(quán)利要求7-15中任一項所述的結(jié)構(gòu)，其中，所述連接載體包括通過所述驅(qū)動 裝置起作用的定位部分以及承載所述連接器的第二載體，所述第二載體相對于所述定位部 分設(shè)置有預(yù)定量的位置浮動。
17. 根據(jù)權(quán)利要求16所述的結(jié)構(gòu)，其中，所述連接器相對于所述第二載體設(shè)置有預(yù)定 量的位置浮動。
18. 根據(jù)權(quán)利要求6-17中任一項所述的結(jié)構(gòu)，其中，所述連接器相對于所述連接載體 設(shè)置有預(yù)定量的位置浮動。
【文檔編號】F03B17/06GK104066972SQ201280064152
【公開日】2014年9月24日 申請日期:2012年12月19日 優(yōu)先權(quán)日:2011年12月23日
【發(fā)明者】本杰明·帕勒索普 申請人:潮汐發(fā)電有限公司