波浪能调载舱及波浪能发电平台固体调载方法与流程

1.本发明涉及波浪能发电装置技术领域，特别涉及一种波浪能调载舱及波浪能发电平台固体调载方法。


背景技术：

2.波浪能发电是以波浪的能量为动力生产电能。海洋波浪蕴藏着巨大的能量。通过某种装置可将波浪的能量转换为机械的、气压的或液压的能量，然后通过传动机构、气轮机、水轮机或油压马达驱动发电机发电。
3.波浪能发电装置通过拖航运输到某一海域进行工作，把海浪的波浪转换为绿色电能，从而实现对海岛的稳定供电。作为一种依附在海洋中的可再生能源，波浪能因其可再生性和绿色环保优点，已成为一种亟待开发的具有战略意义的新能源。波浪能不仅可以为远海岛礁提供清洁电力供应，实现能源结构的绿色转型，还可助力蓝色经济发展，支撑海洋观测、海水淡化和水处理、海上制氢、深海养殖等应用发展。
4.中国发明zl 200810121813.0，其中公开了一种漂浮围堰式波浪能发电装置。包括平台和多级圆锥水池组成的塔型聚波水池；底部分隔成多个压载舱，并装有水位传感器，压载舱的上腔体填充有浮力材料，平台安装在聚波水池中心凹槽的浮力材料上，平台安装有控制器、压缩空气系统及挡板墙，挡板墙装有传感器，每级聚波水池低位装有通向海面的管道，管道内安装有转桨式水轮机和异步发电机，漂浮围堰式波浪能发电装置通过锚链连接带有转环节的锚墩，锚墩锚定于海底。
5.现有的波浪能发电装置为了适应不同海域的海浪情况，其采用的调载舱通常采用专用的浮力材料进行发电装置的姿态调节，需要根据对各个舱体频繁调载，工作量大，其调载舱制造成本高，增加海上运营维护成本。


技术实现要素：

6.本发明旨在至少解决现有技术中存在的“波浪能发电装置为了适应不同海域的海浪情况，其采用的调载舱通常采用专用的浮力材料进行发电装置的姿态调节，需要根据对各个舱体频繁调载，工作量大，其调载舱制造成本高，增加海上运营维护成本”的技术问题。为此，本发明提出一种波浪能调载舱及波浪能发电平台固体调载方法，应用在固定海域上，采用固液调载形式，减少调载的频率，优化调载方法，制造成本低，降低运营维护成本，提高装置使用寿命和稳定性。
7.根据本发明的一些实施例的波浪能调载舱，包括：
8.调载舱体，所述调载舱体呈三角形，所述调载舱体上设置有多个固体调载舱和液体调载舱；
9.其中，所述固体调载舱分布于所述调载舱体的三角形拐角处，各所述固体调载舱之间排列所述液体调载舱。
10.根据本发明的一些实施例，所述固体调载舱内填充有固体沙石，所述液体调载舱
内填充有海水，所述固体沙石的密度大于海水的密度。
11.根据本发明的一些实施例，所述固体沙石的密度为1.5t/m3。
12.根据本发明的一些实施例，所述固体调载舱和所述液体调载舱设置于所述调载舱体的底部，用于降低波浪能发电装置的平台重心。
13.根据本发明的一些实施例，所述固体调载舱于所述调载舱体内呈对称式布置。
14.根据本发明的一些实施例，所述固体调载舱和所述液体调载舱的规格为高度1～2米，长度为3～12米，宽度为3～12米。
15.根据本发明的一些实施例，所述固体调载舱的数量为6～12个，均分分布在所述调载舱体的三角形拐角处。
16.根据本发明的一些实施例的波浪能发电平台固体调载方法，包括上述的波浪能调载舱，包括调载舱体、固体调载舱、液体调载舱和固体沙石，包括以下步骤：
17.s100固体预调载，所述调载舱体完工后往所述固体调载舱内填充所述固体沙石；
18.s200拖航到位，拖航所述调载舱体到达指定运营海域；
19.s300动态调载，根据海域的海浪情况往所述液体调载舱中注入海水，调整所述调载舱体各方向的浮态。
20.根据本发明的一些实施例，固体预调载步骤具体包括以下步骤：
21.移动所述调载舱体到船坞中；
22.往所述固体调载舱内分批装载所述固体沙石。
23.根据本发明的一些实施例，动态调载步骤包括具体以下步骤：
24.往所述液体调载舱内注入海水以调节所述调载舱体的整体浮态；
25.根据当前海浪情况实时从各所述液体调载舱内注入或排出海水。
26.根据本发明的一些实施例的波浪能调载舱及波浪能发电平台固体调载方法，至少具有如下有益效果：所述固体调载舱内均匀分布的所述固体调载舱能够填充固体载物，运行更稳定。使平台在固定海域运营时只需要调整所述液体调载舱，减少施工成本，减少海水对调载舱的腐蚀和降低调载频率，优化调载方法。增加所述调载舱体的使用寿命和稳定性，降低后期运营维护的成本。
27.本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
28.本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
29.图1为本发明实施例波浪能调载舱的示意图；
30.图2为本发明实施例波浪能调载舱的局部示意图；
31.图3为本发明实施例波浪能发电平台固体调载方法的流程图。
32.附图标记：
33.调载舱体100、固体调载舱110、液体调载舱120。
具体实施方式
34.下面详细描述本发明的实施例，实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
35.在本发明的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右、顶、底等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
36.在本发明的描述中，若干的含义是一个或者多个，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。
37.本发明的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本发明中的具体含义。
38.下面参考图1-图3描述根据本发明实施例的波浪能调载舱及波浪能发电平台固体调载方法。
39.如图1-图3所示，波浪能调载舱包括调载舱体100，调载舱体100主要设置在波浪能发电装置的下方，通过调载舱体100的吃水深度和漂浮状态调节波浪能发电装置的达到最佳发电效率。
40.本发明的调载舱体100呈三角形，在调载舱体100上设置有多个固体调载舱110和多个液体调载舱120。其中，固体调载舱110分布于调载舱体100的三角形拐角处，各固体调载舱110之间排列液体调载舱120。具体地，固体调载舱110分别设置在三角形的拐角处，通过在调载舱体100的各拐角装填固体填充物能够让调载舱体100在海面上的稳定性更好。
41.当调载舱体100的各拐角采用液体调载舱120时，当平台跟随海浪晃动，除了调载舱体100的整体在晃动，各液体调载舱120内的海水在海浪的推动下会同步流动，当调载舱体100在恢复稳定过程中，由于液体调载舱120内的海水处于流体往复流动状态，对调载舱体100产生水平方向的推力，导致调载舱体100恢复稳定的时间增加。且海面的海浪是连续不断的，致使调载舱体100始终处于不稳定的晃动状态，稳定性欠佳。
42.而本发明的调载舱体100的各拐角处采用固体调载舱110，固体调载舱110内的固体填料密度大于海水密度，在漂浮状态下，调载舱体100的各拐角重量最大，能够使波浪发电装置平台保持稳定。当平台受到海浪冲击时，由于调载舱体100的各拐角重量密度更大，能够有效减少调载舱体100的晃动，并且在调载舱体100恢复平稳的过程中，固体调载舱110内的固体填料不会随着海浪推动而在水平面产生波动，进一步缩短了平台恢复稳定的时间。
43.与现有的波浪能发电装置平台相比，本发明的调载舱体100在静态漂浮状态下具有更好的稳定性，在动态恢复平稳的过程中，恢复平稳所需时间更短，能够保证发电装置在海面上稳定工作。增加平台的运营安全性，提升平台的工作寿命和提高平台的舒适度。
44.并且固体调载舱110内的固体填料不会腐蚀舱体的内壁，无需做防腐蚀处理，减少
建造成本，有效提升平台的使用寿命，后期运营维护成本更低。而且固体调载舱110无需另外调节，只需要调节剩下的液体调载舱120浮力便能够适配不同状态的海浪。比现有的平台调节节省更多步骤，无需频繁调节所有调载舱，减少所需调节的调载舱数量，优化调节步骤，实现平台的快速调整。
45.调载舱体100的其他结构和部件为本领域技术人员所熟知的技术方案，在本实施例中不再详细描述。
46.在本发明的一些实施例中，如图2所示，固体调载舱110内填充有固体沙石，液体调载舱120内填充有海水，固体沙石的密度大于海水的密度。
47.具体地，固体沙石的密度远大于海水的密度，在固体调载舱110内装入固体沙石，固体沙石容易搬动，且密度大，不会对舱体产生腐蚀。在固体调载舱110内填入固体沙石，调载效果更加明显，能够使装置平台在海面上更加稳定。
48.而固体沙石在舱体内不会产生气体流动，不影响舱体的透气效果，有效防止气压变化对舱体造成的挤压损坏。由于海水内富含微生物，当海水长时间在液体调载舱120的密闭环境时，在微生物的呼吸作用下容易产生大量气体，导致液体调载舱120内的气压增大，容易对舱体钢结构造成损坏，需要定期更换调载舱内的海水。
49.但固体沙石为无机物，能够在调载舱内长时间存放，且不用担心固体沙石损坏调载舱内的腔壁。固体调载舱110内的腔壁也无需做额外的防腐蚀处理，大大降低建造成本，也方便了后续的运营维护成本。
50.在进一步实施例中，固体沙石的密度为1.5t/m3。具体地，采用高密度的固体沙石填充固体调载舱110，能够相同的调载舱体100体积下容纳更多的载重物质，有效提高平台调载效果。一个固体调载舱110相当于数个液体调载舱120的调载效果，并且重量集中在一个固体调载舱110内，能够使装置平台的周缘更加稳定可靠。
51.在本发明的一些实施例中，固体调载舱110和液体调载舱120设置于调载舱体100的底部，用于降低波浪能发电装置的平台重心。
52.具体地，固体调载舱110和液体调载舱120设置在调载舱体100的底部能够方便降低发电装置平台的重心。而液体调载舱120和固体调载舱110分隔为多舱室结构，便于调整平台的首部、尾部、左部和右部的浮态吃水。能够进行更加精细的调节，适配海浪的不同状态，保证装置平台始终保持最佳发电功率。在调节平台姿态的时候，只需要对各液体调载舱120进行调整，由于平台装置的整体稳定程度由各拐角处的固体调载舱110承担，只需要对液体调载舱120进行各种调节便可，降低调节难度，容错率高。
53.在本发明的一些实施例中，如图1所示，固体调载舱110于调载舱体100内呈对称式布置。具体地，本发明的调载舱体100呈正三角形布局，而各固体调载舱110分布在各拐角位置，使固体调载舱110整体布局对称，结构布置均衡，更便于调节平台的前后左右浮态，即使发电装置平台的位置偏移，依然能够保证调载舱体100各方向的浮态平稳。
54.在本发明的一些实施例中，固体调载舱110和液体调载舱120的规格为高度1～2米，长度为3～12米，宽度为3～12米。具体地，固体调载舱110和液体调载舱120的实际规格根据不同规格波浪能发电装置平台进行调整，在本实施例中对调载舱的尺寸组合不一一描述，应理解，在不脱离本发明基本构思的前提下，调载舱的尺寸灵活变换，均应视为在本发明限定的保护范围之内。
55.在本发明的一些实施例中，如图1和图2所示，固体调载舱110的数量为6～12个，均分分布在调载舱体100的三角形拐角处。在本实施例中，当固体调载舱110的数量为6个时，调载舱体100的每一个拐角分布两个固体调载舱110，保证其对称均匀分布的布局。当固体调载舱110的数量为12个时，调载舱体100的每一个拐角分布4个固体调载舱110。固体调载舱110的具体数量根据波浪能发电装置平台的尺寸进行调整。
56.波浪能发电平台固体调载方法，包括上述提及的波浪能调载舱，包括调载舱体100、固体调载舱110、液体调载舱120和固体沙石，主要包括以下步骤：
57.s100固体预调载，调载舱体100完工后往固体调载舱110内填充固体沙石；
58.s200拖航到位，拖航调载舱体100到达指定运营海域；
59.s300动态调载，根据海域的海浪情况往液体调载舱120中注入海水，调整调载舱体100各方向的浮态。
60.在进一步实施例中，如图3所示，固体预调载步骤具体包括以下步骤：移动调载舱体100到船坞中；往固体调载舱110内分批装载固体沙石。具体地，在调载舱体100完成施工建造后，在拖航运输前先往固体调载舱110内分批投入固体沙石，保证其在拖航过程中的稳定性。而分批投入固体沙石，能够减少固体调载舱110内的气体含量，每投入一批固体沙石，等待舱体内的固体沙石均匀分分布后继续投放下一批固体沙石，直到固体调载舱110的容量填满。
61.在进一步实施例中，动态调载步骤包括具体以下步骤：往液体调载舱120内注入海水以调节调载舱体100的整体浮态；根据当前海浪情况实时从各液体调载舱120内注入或排出海水。具体地，当调载舱体100拖航到指定海域后，再根据当前海域的情况对各液体调载舱120内注入海水调整平台的浮态。
62.本发明通过调节调载舱体100在海水中的吃水状态，调节其重量和重心位置，调整其吃水状态及稳性状态，达到维持设计要求的状态。其具有以下优点：
63.1、提供一套安全实用的波浪能发电装置平台的浮体状态调节方法，提高平台浮体的稳定性和平台浮体的安全性。
64.2、优化调载舱体100的浮体稳定性结构，减少建造成本的同时，有效增加调载舱体100的抗腐蚀，增加平台的安全运营寿命，提高平台的工作寿命和提高平台舒适度。
65.采用本发明的调载舱体100，在波浪能发电装置平台到达指定海域并调节好浮态后，基本无需频繁调节浮态，从减少海水频繁调载的影响，结构形式简单，方便施工，同时兼具有较低的成本和高效的调载效果。
66.改善了海上装置平台的浮态调载方式，而固体沙石调载具有密度大和不产生腐蚀影响等优点，更便于施工，降低施工运营成本，更方便平台装置的海上维护。
67.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
68.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本
发明的范围由权利要求及其等同物限定。

技术特征：
1.一种波浪能调载舱，其特征在于，包括：调载舱体(100)，所述调载舱体(100)呈三角形，所述调载舱体(100)上设置有多个固体调载舱(110)和液体调载舱(120)；其中，所述固体调载舱(110)分布于所述调载舱体(100)的三角形拐角处，各所述固体调载舱(110)之间排列所述液体调载舱(120)。2.根据权利要求1所述的波浪能调载舱，其特征在于，所述固体调载舱(110)内填充有固体沙石，所述液体调载舱(120)内填充有海水，所述固体沙石的密度大于海水的密度。3.根据权利要求2所述的波浪能调载舱，其特征在于，所述固体沙石的密度为1.5t/m3。4.根据权利要求1所述的波浪能调载舱，其特征在于，所述固体调载舱(110)和所述液体调载舱(120)设置于所述调载舱体(100)的底部，用于降低波浪能发电装置的平台重心。5.根据权利要求1所述的波浪能调载舱，其特征在于，所述固体调载舱(110)于所述调载舱体(100)内呈对称式布置。6.根据权利要求1至5任意一项所述的波浪能调载舱，其特征在于，所述固体调载舱(110)和所述液体调载舱(120)的规格为高度1～2米，长度为3～12米，宽度为3～12米。7.根据权利要求1至5任意一项所述的波浪能调载舱，其特征在于，所述固体调载舱(110)的数量为6～12个，均分分布在所述调载舱体(100)的三角形拐角处。8.一种波浪能发电平台固体调载方法，包括权利要求1至7任意一项所述的波浪能调载舱，包括调载舱体(100)、固体调载舱(110)、液体调载舱(120)和固体沙石；其特征在于，包括以下步骤：s100固体预调载，所述调载舱体(100)完工后往所述固体调载舱(110)内填充所述固体沙石；s200拖航到位，拖航所述调载舱体(100)到达指定运营海域；s300动态调载，根据海域的海浪情况往所述液体调载舱(120)中注入海水，调整所述调载舱体(100)各方向的浮态。9.根据权利要求8所述的波浪能发电平台固体调载方法，其特征在于，固体预调载步骤具体包括以下步骤：移动所述调载舱体(100)到船坞中；往所述固体调载舱(110)内分批装载所述固体沙石。10.根据权利要求9所述的波浪能发电平台固体调载方法，其特征在于，动态调载步骤包括具体以下步骤：往所述液体调载舱(120)内注入海水以调节所述调载舱体(100)的整体浮态；根据当前海浪情况实时从各所述液体调载舱(120)内注入或排出海水。

技术总结
本发明公开了波浪能调载舱及波浪能发电平台固体调载方法，涉及波浪能发电装置技术领域，包括调载舱体，调载舱体呈三角形，调载舱体上设置有多个固体调载舱和液体调载舱；其中，固体调载舱分布于调载舱体的三角形拐角处，各固体调载舱之间排列液体调载舱。根据本发明的波浪能调载舱及波浪能发电平台固体调载方法，固体调载舱内均匀分布的固体调载舱能够填充固体载物，运行更稳定。使平台在固定海域运营时只需要调整液体调载舱，减少施工成本，减少海水对调载舱的腐蚀和降低调载频率，优化调载方法。增加调载舱体的使用寿命和稳定性，降低后期运营维护的成本。后期运营维护的成本。后期运营维护的成本。


技术研发人员：庄瑞民 陈剑亮
受保护的技术使用者：广东中远海运重工有限公司
技术研发日：2022.11.29
技术公布日：2023/5/4