潮流电站平台选型与锚泊系统设计分析

《潮流电站平台选型与锚泊系统设计分析》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、哈尔滨工程大学硕士学位论文Ii1'IllIIZ—Z"宣iiii暑i暑薯罱第1章绪论1．1研究背景21世纪将是海洋经济时代，浩瀚无垠的海洋是生命起源的摇篮，是资源和能源的宝库，也是人类实现可持续发展的重要基地。自古以来，凡是重视海洋的国家都成了当时的发达国家。当今世界，人类正面临着“全球人口不断膨胀，陆地资源和能源日趋严峻”的危机，于是都把发展的希望寄托于占地球表面积71％的海洋，都在重新估价海洋，坚定不移地向海洋进军。尤其是海洋能源是地球上最大的能源储备，是不需要燃料的理想能源，是不污染环境的清洁能源，是可再生能源。利用海洋能发电既经济，又不占用土地，不受气候影响

2、，也不污染环境，实为利用价值极高、潜力巨大的新能源，它将是未来新能源中相当重要的部分。现在，越来越多的国家都把合理有序地开发利用海洋资源和能源、保护海洋环境作为求生存、求发展的基本国策。世界各国竞相研究如何利用蕴藏在深海中的多种资源和能源，竞相研究如何利用海洋高科技开发技术。一个开发利用和保护海洋资源和能源、攻克现代尖端技术——海洋高科技开发技术的世纪之潮开始兴起，从蓝色的海洋中索取应有尽有的资源和能源，使海洋资源和能源成为世界经济的新的增长点，正成为时代的特征。在海洋里除了海流以外，还有一种海水流动的形式——潮流，潮流是伴随海水升降这种潮汐现象而出现的海水水平方

3、向的流动，它不仅有流向的变化，还有流速的变化。但是，在一些地方特别是狭窄的海峡、河口处，潮流的流速就很大，具有很大的能量，据计算：当潮流速度为每秒2米时，在1平方米水流面积上一年可得到2x104kW·h左右的电力，所以它也是一种丰富的海洋动力资源。利用潮流发电的原理与利用海流发电的原理是相似的，当然，利用潮流发电也并非件容易的事。难题也是落脚点的问题，而且这一个落脚的地方还要受得住狂风恶浪的袭击，技术上的难度可想而知。根据已有哈尔滨工程大学硕士学位论文统计资料表明，我国130条水道航门潮流能的理论蕴藏量平均功率达13998．5MW，其中占全国潮流能总量的50％左右

4、集中在浙江舟山海域和杭州湾口——这里水道众多，能量密度高，海况较为平稳，是全国沿岸潮流能开发利用条件最为理想的地方。此外，辽宁、山东、福建和台湾沿岸的理论蕴藏量平均功率都在1130．5～2282．5MW之间。开发潮流能利用对于2l世纪人类社会逐步认识海洋能源利用的技术进步和经济前景，引导我国海洋可再生潮流能生产基地培育，装备制造业和人才培养基地的建设，提升我国潮流能发电系统研发能力和技术水平并形成国际竞争竞争优势，都具有重要的社会和经济意义。1．2潮流能利用的技术现状目前，国内外对潮流能资源评估、潮流能转换装置与发电系统的研发上有很好的技术基础，特别是近十年呈现出

5、快速发展事态。新概念、新技术和新装置以及潮流能研发公司如雨后春笋般出现，形成了在理论研究、技术开发和工程示范(Im&D)同步发展的趋势，正着眼于大型商业化电站系统设计理论研究、发电系统示范和工程验证、潮流电站群设计以及对海洋环境和海洋生物的影响研究¨’。潮流发电就是把障碍阻体放入潮流中，将潮流双向水流运动变为部件其他形态的运动(多数情况下变为旋转运动)，进而通过增速部件等驱动发电机发电的方式，其本质上利用的是流体力能。潮流电站有支撑载体系统、水轮机组、机械传动系统、电能变换与控制系统、电力传输与检测系统等五个子系统组成。电站从结构形式上分为漂浮式、半潜和座底式三大

6、类，从能量转换上分为竖轴水轮机式、水平轴式和震荡式机组技术方案。至今，世界上己建成多个示范潮流电站。1．2．1国外技术发展的状况与其他海洋能相比，潮流能利用研究起步较晚，于20世纪70年代初开2哈尔滨工程大学硕士学位论文始。1973年美国科学家提出采用巨型水轮发电机组．科里奥利系统，大规模利用佛罗里达海流能的方案。1975年日本开始利用黑潮动能发电的资源调查。1976年美国根据降落伞原理，设计的“低速海流换能器”，在佛罗里达海流中进行了试验。80年代美国、日本、加拿大等国虽然都曾进行几种类型装置的试验研究。但是至90年初，并未出现较有影响的转换装置或电站。近10年

7、，由于在海湾口筑坝的潮汐电站在环境影响问题上争论不休，在欧洲、美国、加拿大，特别是英国。不筑坝的潮汐能利用——潮流发电大有异军突起之势，发展很快，己研制成功几种装置在海上示范运行。预计，在不久，少者5年，多者10年将进入商业化阶段。90年代初起，英国IT动力公司在欧盟资助下，联合几家公司开始潮流发电研究。1994年夏季，在苏格兰近海，对一种水下风车式水平轴装置进行了试验，如图1．1所示，该装置由两个叶片和直径3．5m的铸铝转子及变速系统组成，装置在水下5m处固定在锚固于海床的桩柱上，当流速2．5m／s时，输出功率达15kW。}Figure3；1yp

8、cal1MWa

9、xialf