半潛式海洋潮流電站系統(tǒng)性能研究.pdf

1、海洋潮流能是一種清潔的可再生能源,其利用價(jià)值高、潛力巨大。在大力發(fā)展新能源的今天,潮流能必將占有重要的席位。我國擁有漫長的海岸線,近海海域蘊(yùn)含著豐富的海洋潮流能資源,開發(fā)前景廣闊。
　　 目前,國內(nèi)外已經(jīng)建成的示范運(yùn)行的潮流電站,其基本結(jié)構(gòu)形式有漂浮式、懸浮式、樁柱支撐式和座海底式,選取特殊載體作為搭載水輪機(jī)和發(fā)電機(jī)組的工作平臺。國內(nèi)哈爾濱工程大學(xué)研建的70kW和40kW潮流實(shí)驗(yàn)電站采用了漂浮式和座海底式結(jié)構(gòu)。由于潮流電站的生存

2、環(huán)境十分惡劣,研究能夠適應(yīng)惡劣海洋環(huán)境的安全性和可靠性高、制造成本低和維護(hù)檢修方便的潮流電站總體結(jié)構(gòu)形式和定位系統(tǒng),是潮流能利用向商業(yè)化發(fā)展的關(guān)鍵。
　　 本文探索并設(shè)計(jì)一種半潛式水平軸水輪機(jī)潮流發(fā)電系統(tǒng)方案。該系統(tǒng)由葉輪、載體平臺(安裝增速器和發(fā)電機(jī))、穩(wěn)定系統(tǒng)和錨泊系統(tǒng)組成,電站系泊于海床上。論文主要包括三方面工作:首先,進(jìn)行了電站系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)和系統(tǒng)布局研究,從穩(wěn)性和浮態(tài)等因素進(jìn)行分析計(jì)算,優(yōu)化設(shè)計(jì)方案。然后,進(jìn)行各種外

3、載荷和運(yùn)動性能研究,基于三維頻域勢流理論,應(yīng)用Hydrostar水動力計(jì)算軟件得到了不同浪向下電站系統(tǒng)的一階輻射繞射力、一階運(yùn)動響應(yīng)以及二階漂移力,并分析數(shù)值結(jié)果,提出了設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意的問題。再后,根據(jù)電站特點(diǎn)提出采用三根錨鏈布置,并按錨泊線成分比例的不同,設(shè)計(jì)了三種錨泊線方案,利用ARIANE7軟件對系泊系統(tǒng)進(jìn)行時(shí)域分析和方案對比。最后,給出最優(yōu)方案在不同海況和工況下錨泊線及平臺六自由度運(yùn)動響應(yīng)值,同時(shí)基于工作海床的狀況和系泊性能要求,