【摘要】：為了緩解世界能源供應(yīng)緊張的矛盾，尋找新的能源來(lái)代替?zhèn)鹘y(tǒng)能源已經(jīng)成為現(xiàn)在各國(guó)的科學(xué)家的首要任務(wù)。在發(fā)開新能源的進(jìn)程中，海洋能占有著重要的地位，尤其是海洋可再生能源。由于世界上的海洋能資源有著龐大的儲(chǔ)量和多種多樣的存在形式，因此海洋能得到了眾多科學(xué)家們的青睞。我國(guó)是海洋大國(guó)，有著十分廣闊的海域，其中蘊(yùn)藏著的海洋能資源十分可觀。據(jù)有關(guān)資料統(tǒng)計(jì)，現(xiàn)在我國(guó)沿海有著巨大的可開發(fā)的海洋能可再生資源，其中包括1.1億千瓦的潮汐能、0.3億千瓦的海流能、1.5億千瓦的溫差能、0.18億千瓦的潮流能、1.1億千瓦的鹽差能以及0.23億千瓦的波浪能資源。) 本文以在研的國(guó)家海洋專項(xiàng)300KW潮流電站示范工程為設(shè)計(jì)背景，電站設(shè)置海域參數(shù)為依據(jù)，選擇合理的設(shè)計(jì)參數(shù)，設(shè)計(jì)一種單樁式雙轉(zhuǎn)子潮流電站方案。首先，根據(jù)潮流電站的選址及地理環(huán)境確定潮流電站總尺度并作出總體設(shè)計(jì)。然后進(jìn)行環(huán)境載荷和工作載荷的計(jì)算，設(shè)計(jì)完成主體結(jié)構(gòu)，并對(duì)整體結(jié)構(gòu)有限元模型進(jìn)行分析，包括靜載工況、組合工況和維修工況四個(gè)工況，選擇最不利的條件按照規(guī)范對(duì)其進(jìn)行強(qiáng)度校核。最后利用SESAM軟件對(duì)單樁基礎(chǔ)進(jìn)行分析，包括樁基受力分析和樁基偏移量計(jì)算并根據(jù)規(guī)范對(duì)樁基進(jìn)行承載力校核。 本文研究表明，單樁式潮流電站能夠滿足水輪機(jī)的工作要求，可作為一種可靠的樁基礎(chǔ)形式。同時(shí)，為以后的研究工作提供參考。
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工程大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2012
【分類號(hào)】：P743.3;TV744
【圖文】：

1.3 國(guó)內(nèi)外海洋能開發(fā)利用發(fā)展進(jìn)程1.3.1潮流能水輪機(jī)的分類 從水輪機(jī)形式上來(lái)說(shuō)，主要分為水平軸和垂直軸兩類。水平軸水輪機(jī)與風(fēng)機(jī)相似，水流方向與葉片旋轉(zhuǎn)軸成水平關(guān)系，如圖 1.1(a)；垂直軸水輪機(jī)的葉片旋轉(zhuǎn)軸與水流方向成垂直關(guān)系[7]，如圖 1.1(b)。從基礎(chǔ)的形式來(lái)分類，又可以分為漂浮式，樁基礎(chǔ)式和重力式。漂浮式通常采用錨泊系統(tǒng)來(lái)固定，如圖 1.1(b)，樁基礎(chǔ)式主要采用打樁的方式，如圖 1.1(a)，重力式主要利用基礎(chǔ)的自重大于浮力的原理，在潮流能發(fā)電上應(yīng)用不多。雖然水輪機(jī)的分類很多，但是全世界范圍內(nèi)并沒(méi)有哪種類型的水輪機(jī)有十分明顯的優(yōu)勢(shì)[8]。

汐發(fā)電量每年約6 億千瓦時(shí)。世界各國(guó)預(yù)計(jì)要興建的100兆瓦級(jí)以上的潮汐電站0 余座。在利用波浪能發(fā)電上，現(xiàn)在全世界已經(jīng)有大約28個(gè)國(guó)家和地區(qū)進(jìn)行了波浪能研究，建設(shè)的大小波浪電站總裝機(jī)容量超過(guò)80萬(wàn)千瓦，建站數(shù)據(jù)以每年 2 .5%上升，總發(fā)電功率也以每年 10 %的速度增長(zhǎng)。從各國(guó)對(duì)海洋能資源的重視程度出在現(xiàn)如今陸地上的礦物燃料日趨枯竭和污染日益嚴(yán)重的情況下，世界上很多洋資源的國(guó)家都在加大資金和技術(shù)上的投入，投入了大量的人力和物力制定發(fā)，組織科技項(xiàng)目，進(jìn)行科研實(shí)驗(yàn)。促進(jìn)和加快了海洋能資源開發(fā)和利用的步伐在海洋能開發(fā)利用上取得令人矚目成績(jī)的國(guó)家主要是歐洲的英國(guó)和法國(guó)還有亞本。圖 1.2(a)和圖 1.2(b)是美國(guó) Verdant Power公司研發(fā)的固定傾角三葉片水ITE 水輪機(jī)[9]，圖 1.3 是英國(guó) MCT 公司 2003 年投運(yùn)的 Sea Flow 型潮流能發(fā)電機(jī)組 1.4 是 2008 年 4 月，投入運(yùn)行的 1.2MW SeaGen 型潮流能發(fā)電機(jī)組[11]。

圖 1.3 Sea Flow 型潮流能發(fā)電機(jī)組 圖 1.4 SeaGen 型潮流能發(fā)電機(jī)組1.3.3國(guó)內(nèi)海洋能源開發(fā)進(jìn)展 我國(guó)對(duì)海洋能的利用有著悠久的歷史。在唐代，當(dāng)時(shí)的人民就認(rèn)識(shí)到了可以利洋能來(lái)進(jìn)行一些日常生產(chǎn)活動(dòng)，比如在山東地區(qū)就發(fā)現(xiàn)了早期利用潮汐能作為動(dòng)磨盤。在利用海洋能發(fā)電方面，我國(guó)起步較早。如利用潮汐能發(fā)電在我國(guó)開始于20世70 年代，到現(xiàn)在已經(jīng)取得了很大的成就，總體發(fā)電技術(shù)也已經(jīng)比較成熟。截止到 20底，我國(guó)正在運(yùn)行發(fā)電的潮汐能發(fā)電站共有八座，分布在廣東、福建、江蘇和浙沿海省份，總裝機(jī)容量達(dá)到10650 kW 。其中最大的一座是浙江江廈潮汐試驗(yàn)電站潮汐電站的裝機(jī)容量為3200 kW ，從1980年起正式運(yùn)行并開始發(fā)電，截止到1985實(shí)現(xiàn)五臺(tái)機(jī)組并網(wǎng)發(fā)電，并且該發(fā)電機(jī)組中運(yùn)行的燈泡貫流式水輪機(jī)發(fā)電機(jī)組（容量為700 kW ）全部由我國(guó)自行開發(fā)研制。此外，我國(guó)還在浙江省舟山市附件進(jìn)行了8 kW 潮流發(fā)電機(jī)組原理性試驗(yàn)。在20世紀(jì)80年代，我國(guó)一直在進(jìn)行著立

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本文編號(hào)：2792192