一种垂直轴潮流能水轮机单桩多层布置式支撑结构.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN108678896A(43)申请公布日2018.10.19(21)申请号201810801038.7(22)申请日2018.07.20(71)申请人上海交通大学地址200240上海市闵行区东川路800号(72)发明人毋晓妮李晔(74)专利代理机构上海伯瑞杰知识产权代理有限公司31227代理人周兵(51)Int.Cl.F03B13/26(2006.01)F03B11/00(2006.01)权利要求书1页说明书3页附图1页(54)发明名称一种垂直轴潮流能水轮机单桩多层布置式支撑结构(57)摘要本发明公开了一种垂直轴潮流能水轮机单桩多层布置式支撑结构，包括垂直安装在海床上的单桩基础，在所述单桩基础上设有若干水平支撑臂，所述水平支撑臂沿单桩基础的外表面均匀分布，水平支撑臂的一端与单桩基础固定连接，水平支撑臂的另一端向外延伸构成延伸端，相邻的水平支撑臂通过倾斜支撑连接，在所述水平支撑臂的延伸端上固定安装有垂直轴潮流能水轮机。本发明提高了垂直轴潮流能水轮机支撑结构的稳定性，增强了海洋潮流能的采集率，降低了采用传统桩柱式垂直轴潮流能水轮机支撑结构的潮流能开发成本，减小了潮流能开发装备对海域的影响范围。CN108678896ACN108678896A权利要求书1/1页1.一种垂直轴潮流能水轮机单桩多层布置式支撑结构，包括垂直安装在海床上的单桩基础(1)，其特征在于，在所述单桩基础(1)上设有若干水平支撑臂(2)，所述水平支撑臂(2)沿单桩基础(1)的外表面均匀分布，水平支撑臂(2)的一端与单桩基础(1)固定连接，水平支撑臂(2)的另一端向外延伸构成延伸端，相邻的水平支撑臂(2)通过倾斜支撑(4)连接，在所述水平支撑臂(2)的延伸端上固定安装有垂直轴潮流能水轮机(3)。2.根据权利要求1所述的垂直轴潮流能水轮机单桩多层布置式支撑结构，其特征在于，所述水平支撑臂(2)通过陆上焊接或外接连接件的方式固定连接在单桩基础(1)的外表面上。3.根据权利要求1所述的垂直轴潮流能水轮机单桩多层布置式支撑结构，其特征在于，若干所述水平支撑臂(2)从上至下分布在单桩基础(1)上构成分层结构，分层结构的层数为3-5层。4.根据权利要求1所述的垂直轴潮流能水轮机单桩多层布置式支撑结构，其特征在于，所述水平支撑臂(2)的宽度由水平支撑臂(2)的一端向水平支撑臂(2)的另一端逐渐变小，水平支撑臂(2)的长度在6m-15m。5.根据权利要求1所述的垂直轴潮流能水轮机单桩多层布置式支撑结构，其特征在于，所述水平支撑臂(2)内部设置有储能设备以及输缆线，垂直轴潮流能水轮机(3)能安装就位后，垂直轴潮流能水轮机(3)的电能输出端通过输缆线与储能设备连接。6.根据权利要求1-5任意一项所述的垂直轴潮流能水轮机单桩多层布置式支撑结构，其特征在于，其施工步骤如下：1)在陆地上预制单桩基础(1)，并在单桩基础(1)上安装水平支撑臂(2)；2)将单桩基础(1)垂直安装在海床上；3)将垂直轴潮流能水轮机(3)安装在水平支撑臂(2)上，使得垂直轴潮流能水轮机(3)的电能输出端与水平支撑臂(2)内的输缆线和储能设备连接；4)安装垂直轴潮流能水轮机(3)，调试输电系统。2CN108678896A说明书1/3页一种垂直轴潮流能水轮机单桩多层布置式支撑结构技术领域[0001]本发明涉及海洋发电装置领域，具体地说，特别涉及到一种垂直轴潮流能水轮机单桩多层布置式支撑结构。背景技术[0002]随着全球传统能源的日益短缺和环境问题的日渐严峻，世界各国对可再生能源的需求不断上升。潮流能作为一种由海洋潮汐现象引起的海洋能资源，其储量丰富，开发前景巨大，目前已成为世界各沿海国家可再生能源发展的重点。主要我国近海区域潮流能理论蕴藏量超过8.33GW，资源丰富。然而目前全球整体潮流能发展速度仍受限与其开发技术和装备发展不足，成本较高等因素。[0003]潮流能水轮机作为将潮流能转化为电能的主要装备，主要有水平轴潮流能水轮机和垂直轴潮流能水轮机两种。相较已经发展较为成熟的水平轴潮流能水轮机，垂直轴潮流能水轮机因其在阵列中能获取较高的效率，近年来成为解决潮流能开发效率问题的主要关注装备。国际上潮流能水轮机的支撑结构也主要为重力坐底式基础，桩柱式及漂浮式支撑结构。[0004]然而这些传统的潮流能水轮机支撑结构多被应用于水平轴潮流能水轮机，当应用于垂直轴潮流能水轮机阵列时，会存在基础稳定性不足，经济性不足，影响海域范围过大等问题。因此需要一种较为经济可行，稳定性好，适用于垂直轴潮流能水轮机的支撑结构。发明内容[0005]本发明的目的在于针对现有技术中的不足，提供一种新的适用于垂直轴潮流能水轮机阵列的支撑结构，其为单桩多层布置式支撑结构，通过结合目前技