發(fā)布時間：2021-07-30 19:50

　　潮流能作為一種海洋可再生能源,因為其具有清潔性、分布廣、可預測性強的優(yōu)點,近年來成為國內(nèi)外廣泛研究的熱點。為了提高整體潮流能開發(fā)能力,以及推進商業(yè)化發(fā)展,大型潮流能開發(fā)是未來發(fā)展的趨勢。然而就目前的研究現(xiàn)狀而言,基本都是以小型化利用為主,而對大型潮流能利用研究甚少。本文基于目前的研究成果,提出一種豎軸雙轉(zhuǎn)子半潛式潮流能發(fā)電裝置的總體設計,可以實現(xiàn)潮流能的大型化利用。采用了計算流體力學CFD和三維勢流理論相結(jié)合的方法,分析裝置在復雜海洋環(huán)境載荷下的時域耦合運動響應。本文可為大型漂浮式潮流能裝置的開發(fā)設計提供理論和方法支持。本文首先確定設計要求、設計海況及參考規(guī)范,根據(jù)經(jīng)驗公式確定滿足600kW功率的水輪機主尺度,并采用新型懸臂式水輪機。接下來,根據(jù)水輪機主尺度選擇合適的半潛式載體形式及主尺度,并確定合適的系泊系統(tǒng)形式和布置方式。然后,基于計算流體力學CFD方法,研究振蕩運動下水輪機的載荷大小。通過ICEM建立水輪機模型,使用CFX軟件進行計算。分別模擬了單轉(zhuǎn)子、雙轉(zhuǎn)子水輪機均勻流運動及單轉(zhuǎn)子、雙轉(zhuǎn)子水輪機振蕩運動下的受力對比分析及流場分析。特別是在振蕩運動下的水輪機載荷,就不同的振蕩頻率... 

【文章來源】：哈爾濱工程大學黑龍江省 211工程院校

【文章頁數(shù)】：112 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

“萬向I”70kW

“萬向II”40kW座海底

哈爾濱工程大學碩士學位論文4流電站，如圖1.5所示。由國家“十五”863計劃項目支持，建于浙江省岱山縣對港山水道。采用了雙轉(zhuǎn)子可調(diào)角直葉片水輪機技術(shù)，坐在海底工作，發(fā)出的電力為燈塔照明。其外形尺寸為(7.6×7.6×5）m，電站重量為61.7t，立軸輪機的尺寸為D=2.5m,B=2.5m，葉片數(shù)量為2×3，在仙洲橋燈塔供電。圖1.5“萬向II”40kW座海底式潮流能獨立發(fā)電系統(tǒng)“海明I”號10kW座海底式水平軸潮流能獨立發(fā)電系統(tǒng)（2008-2011）于2011年9月23日投放在岱山縣小門頭水道，如圖1.6所示，為仙舟橋“海上生明月”燈塔照明和供熱，至2012年4月已連續(xù)運行6個月，累計發(fā)電量12859kWh。主要參數(shù)為，裝機容量10kW，葉輪直徑2.0/2.5m，額定流速2m/s，系統(tǒng)輸出三相400V/50Hz；外形尺寸9.0×7.5×6.5m，結(jié)構(gòu)重量20t。圖1.6“海明I”號10kW座海底式水平軸潮流能獨立發(fā)電系統(tǒng)“海能I”2×150kW潮流能電站（2008.01-2012.12）建于浙江省岱山縣龜山水道，兩臺機組獨立發(fā)電經(jīng)海底電纜為官山島提供電力，如圖1.7所示。雙體船載體長24m、寬13.9m、型深3.0m；錨泊系統(tǒng)適應潮差4m、4組錨鏈長992m；葉輪直徑4m、葉片數(shù)2×4；立式低速永磁交流發(fā)電機2臺，單機額定功率150kW；系統(tǒng)輸出三相400V/50Hz；海底電纜長度350m。

【參考文獻】：
期刊論文
[1]帶有彈性索的潮流能電站系泊系統(tǒng)的設計及特性[J]. 馬勇,李炳強,徐顏,胡超,周丙浩.  船舶工程. 2017(03)
[2]水平軸潮流能水輪機耦合運動水動力分析[J]. 王樹齊,馬偉佳,徐剛,張亮.  上海交通大學學報. 2017(01)
[3]水平軸潮流能發(fā)電機組液壓變槳技術(shù)研究與海試[J]. 劉宏偉,李偉,林勇剛,顧亞京,李陽健,謝卓君.  海洋技術(shù)學報. 2016(05)
[4]偏流角對潮流能水輪機水動力影響研究[J]. 王樹齊,張理,耿敬,荊豐梅,張亮.  太陽能學報. 2016(01)
[5]半潛式平臺整體結(jié)構(gòu)設計的波浪載荷研究[J]. 李紅濤,鄧賢鋒.  中國海上油氣. 2015(02)
[6]潮流能水平軸葉輪縱搖運動水動力分析[J]. 張亮,王樹齊,馬勇,張學偉,國威.  哈爾濱工程大學學報. 2015(03)
[7]豎軸潮流能水輪機群數(shù)值模擬研究[J]. 郭峰山,賈明,林偉豪,宋永臣,趙佳飛.  太陽能學報. 2014(09)
[8]對我國海洋可再生能源開發(fā)利用的研究與探討[J]. 項翔,李俊飛.  海洋開發(fā)與管理. 2014(06)
[9]舟山群島海域潮流能數(shù)值估算與分析[J]. 侯放,于華明,鮑獻文,武賀.  太陽能學報. 2014(01)
[10]潮流能研究現(xiàn)狀2013[J]. 張亮,李新仲,耿敬,張學偉.  新能源進展. 2013(01)

博士論文
[1]水平軸潮流能發(fā)電機透平研究[D]. 吳百公.東北師范大學 2015
[2]共水平軸潮流能自變距雙透平技術(shù)研究[D]. 張蕭.東北師范大學 2013
[3]海上風力機系統(tǒng)流體動力性能數(shù)值模擬與試驗研究[D]. 趙靜.哈爾濱工程大學 2012
[4]船舶波浪載荷的三維水彈性分析方法研究[D]. 李輝.哈爾濱工程大學 2009
[5]豎軸H型葉輪及導流罩流體動力性能數(shù)值模擬[D]. 孫科.哈爾濱工程大學 2008

碩士論文
[1]豎軸潮流能水輪機水動力性能的二維數(shù)值模擬研究[D]. 胡戈行.中國海洋大學 2015
[2]水平軸潮流能發(fā)電機葉片的設計與實驗研究[D]. 歐賢坤.東北師范大學 2015
[3]半潛式平臺整體水動力與結(jié)構(gòu)強度分析[D]. 薄景富.天津大學 2014
[4]豎軸潮流水輪機水動力性能的實驗與數(shù)值研究[D]. 楊冉升.大連理工大學 2013
[5]漂浮式潮流電站系泊系統(tǒng)分析[D]. 楊仲.哈爾濱工程大學 2013
[6]漂浮式潮流電站總體方案設計[D]. 王志超.哈爾濱工程大學 2011



本文編號：3312021