大直径圆筒型透空堤兼振荡水柱波能发电装置.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CN106194558A(43)申请公布日2016.12.07(21)申请号201610781366.6(22)申请日2016.08.30(71)申请人浙江大学地址310027浙江省杭州市西湖区浙大路38号(72)发明人何方冷杰(74)专利代理机构杭州求是专利事务所有限公司33200代理人郑海峰(51)Int.Cl.F03B13/08(2006.01)F03B13/14(2006.01)E02B9/08(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图1页(54)发明名称大直径圆筒型透空堤兼振荡水柱波能发电装置(57)摘要本发明公开了一种大直径圆筒型透空堤兼振荡水柱波能发电装置，属近海工程领域。由多个大直径圆筒型透空堤兼振荡水柱波能发电单元构成，单个发电单元逐一间隔一定距离布置，由沉入式大直径圆筒作为主体结构，位于大直径圆筒体顶端的筒顶盖板中部预留有气流通道，气流通道上方安装布置有空气透平和发电机组，大直径圆筒体位于水面下方一定距离处布置有底部开口，底部开口迎浪侧布置有支撑桩。本发明结构受力合理，在发挥防波堤原有挡浪消波功能的前提下，兼顾波浪能发电功能，尤其适用于深水强浪工况，通过防波堤堤体挡浪、孔隙消能和波浪能转化共同作用有效提高了防波堤整体结构挡浪消波的效果，绿色环保，防波堤采用透空式设计，港内外水体交换自由，环境友好性强。CN106194558ACN106194558A权利要求书1/1页1.一种大直径圆筒型透空堤兼振荡水柱波能发电单元，其特征在于包括大直径圆筒体、筒顶盖板、底部开口、支撑桩、气室、气流通道、空气透平和发电机组，所述大直径圆筒体底端竖直插入海床中；所述筒顶盖板位于大直径圆筒体顶端，与大直径圆筒体不透气衔接，所述筒顶盖板中部预留有气流通道，气流通道上方安装布置有空气透平，空气透平上方直接连接至发电机组；所述气室即为筒顶盖板与大直径圆筒体内水面之间构造形成的密闭空间；所述底部开口位于水面下方大直径圆筒体上，所述支撑桩位于底部开口所在扇形切割面迎浪侧，上下端与大直径圆筒体竖直相接。2.根据权利要求1所述的大直径圆筒型透空堤兼振荡水柱波能发电单元，其特征在于所述筒顶盖板距离水面高度为d0，d0≥(1.0～1.25)·H，其中H为设计波高，所述气流通道自筒顶盖板起上方距离y处安装布置有空气透平和发电机组，y＝(1.0～1.5)·H。3.根据权利要求1或2所述的大直径圆筒型透空堤兼振荡水柱波能发电单元，其特征在于所述底部开口为大直径圆筒体经扇形切割后形成的通道，切割高度即底部开口高度为d2，d2为(0.25～0.50)·h，其中h为设计水深，切割角度为120°～180°，切割中线为大直径圆筒圆心与迎浪向的连线，左右两端对称布置。4.根据权利要求3所述的大直径圆筒型透空堤兼振荡水柱波能发电单元，其特征在于所述底部开口顶端高程位于水面下方距离d1处，d1满足d1≥dmax，dmax取1.0·H和0.25·h经比较后的较大值，其中H为设计波高，h为设计水深。5.根据权利要求1所述的大直径圆筒型透空堤兼振荡水柱波能发电单元，其特征在于所述支撑桩为刚性结构，支撑桩截面为矩形，长度m＝2·a，宽度n＝1.5·a，a为大直径圆筒的厚度。6.根据权利要求1所述的大直径圆筒型透空堤兼振荡水柱波能发电单元，其特征在于还包括护底块石、反滤层和回填土，所述护底块石布置于大直径圆筒体内底部开口下方，均匀布置满大直径圆筒体水平断面；所述反滤层布置于护底块石下方；所述回填土位于反滤层和泥面线以上的大直径圆筒体内部。7.一种大直径圆筒型透空堤兼振荡水柱波能发电装置，其特征在于由多个如权利要求1所述的大直径圆筒型透空堤兼振荡水柱波能发电单元构成，各发电单元筒心之间距离取为L，L应满足L＝(1.05～1.20)·d，其中，d为大直径圆筒体外边缘的直径大小。8.一种如权利要求7所述大直径圆筒型透空堤兼振荡水柱波能发电装置的实现方法，其特征在于，包括如下步骤：a.波浪作用至防波堤，大直径圆筒体挡浪消能：b.波浪入射，底部开口允许大直径圆筒体内外水体自由交换，波浪入射作用时结构整体即等同于振荡水柱波能发电装置，波峰波谷交替，气室内波浪能做功推动空气透平运动，继而带动发电机组发电；c.波浪通过大直径圆筒体间隙传播时，孔隙消能；d.循环与重复过程。2CN106194558A说明书1/4页大直径圆筒型透空堤兼振荡水柱波能发电装置技术领域[0001]本发明涉及一种新型防波堤，具体涉及一种大直径圆筒型透空堤兼振荡水柱波能发电装置。背景技术[0002]大直径圆筒结构作为一种新型结构型式在港口、海岸及近海工程中得到了广泛的应用，国内外工程实践表明大直径圆筒结构具有施工简洁、造价低、耐久性好等特点，且能适应