本實用新型專利技術涉及防波堤工程和波浪發電技術領域。一種兼作波浪能發電裝置的浮式防波堤，它包括浮式構件、空氣透平發電機組、氣室、氣流通道、錨泊系統和信號傳輸裝置。其特征是：浮式構件通過錨鏈與海底的混凝土錨塊相連，在浮式構件的迎浪面上設置多個貫穿于浮體的消浪孔，空氣透平發電機安裝在氣流通道內，波浪帶動浮體上下運動，使氣室內的水體產生振蕩并推動氣室內空氣運動，進而推動空氣透平發電機組發電。本實用新型專利技術具有結構穩定、建造成本低、發電轉化效率高、維護便利等特點，可應用在水深浪大、地形復雜的海域，在削減波浪影響、為周圍海域提供平穩水域環境的同時，能夠將波浪能轉化為電能，有效解決港區或海島居民的電力供應問題。
【技術實現步驟摘要】
本技術涉及防波堤工程和波浪發電
，尤其是涉及一種布置于遠海的浮式防波堤發電裝置。
技術介紹
近三十年來，隨著深水靠泊和深水采油采礦作業快速發展以及海上養殖場大規模興建，對防浪結構的要求越來越高。浮式防波堤是一種對港口內部設施或海岸起保護作用的防浪構筑物，主要為了保證港口和近海岸水域的平穩，防止波浪對港口設施的破壞和近海岸的侵蝕，同時還具有防沙、防流、防冰、導流以及內側兼做碼頭的功能。與傳統的固定式防波堤相比，浮式防波堤具有較好的經濟性和輕便性；安裝維護便利且適應于軟土海床；由于堤下透空，其也更有利于改善堤身周圍的水質，因而浮式防波堤的應用日益受到設計人員的重視。根據波浪觀測的資料統計計算，我國海岸線的波浪能資源理論平均功率達到一千二百多萬千瓦。根據我國的現有國民經濟增長水平，國內對能源的消耗量逐年遞增，當前我國在努力使用開發石油等化石能源的同時，積極需求可替代的新能源。波浪能以其清潔可再生的特點，可成為緩解全球能源問題的一種潛在途徑。在西班牙、丹麥、挪威、英國等歐洲發達國家，對波浪能的開發已經有了幾十年的理論和實踐經驗，一些波能發電設施已經開始投入了一定規模實際運用。我國作為海洋資源大國，擁有著漫長的海岸線，在開發波浪能方面具有先天的優勢，所以加快對波浪能利用的研宄，對于縮小與發達國家的差距、改善我國的能源結構和實現經濟與環境的可持續發展都具有重要意義。隨著全球經濟的發展與國際貿易的增長，遠洋運輸船舶日益大型化，優良港灣幾乎被開發殆盡，新建港口不得不向水深浪大、地質復雜等環境惡劣的海域發展。傳統的斜坡或直立式防波堤應用于此類海域存在成本較高、投資較大和軟地基海域建造困難等問題，難以適應深水海港建設的需要，浮式防波堤由于克服了上述缺點更適于遠海的情況。遠海地區通常海況惡劣，風浪較大，這恰恰為波浪發電提供了的良好條件。中國專利授權公開號:CN104153936A于2014年11月19日公開了一種防波堤和設于防波堤上的波浪發電裝置，以及中國專利授權公開號:CN202347495U于2012年7月25日公開了一種具有發電功能的防波堤，這兩種防波堤為直立堤或斜坡堤，設置于近海，均采用浮子發電原理。以上兩種專利提及的發電防波堤裝置不足之處是，防波堤不適用于較大水深的海域，對地基有較大的依懶性，造價高、施工期長，發電裝置需要與海水直接接觸，對防腐、密封性能等要求較高。本技術采用振蕩水柱式發電裝置，主要優點是:(I)裝置的波能轉換率較高，對地形的依賴性較?。?2)波能通過氣室內的壓縮空氣傳遞，使得發電機組不和海水直接接觸，這樣可以減少波浪對其結構的破壞，也可避免海水的腐蝕，提高了其在海洋環境中的適應能力。
技術實現思路
本技術的目的在于，提供一種多孔浮式防波堤發電裝置，具有消波效果好、結構簡單、建造成本低、穩定性好、維護便利等特點，能夠將波浪能轉化成電能的裝置。為了實現上述目標，采取如下的技術解決方案:一種兼作波浪能發電裝置的浮式防波堤，包括浮式構件、空氣透平發電機組、氣室、氣流通道、錨泊系統和信號傳輸裝置，其特征在于:浮式構件通過錨鏈與海底的混凝土錨塊相連，在浮式構件的迎浪面上設置多個貫穿于浮體的消浪孔，空氣透平發電機安裝在氣流通道內，波浪帶動浮體上下運動，使氣室內的水體產生振蕩并推動氣室內空氣運動，進而推動空氣透平發電機組發電。所述的兼作波浪能發電裝置的浮式防波堤，其特征在于:浮式構件為預制成型的薄壁鋼筋混凝土浮體，浮體空腔內填充聚乙烯泡沫，浮式構件迎浪面至背浪面設置多個貫穿于浮體的消浪孔。所述的兼作波浪能發電裝置的浮式防波堤，其特征在于:將氣室上方的氣流通道入口處，設計成聚流罩的形狀。不僅可以增大驅動透平發電機的氣流流速，而且提高了氣室內空氣動能的利用率。所述的兼作波浪能發電裝置的浮式防波堤，其特征在于:錨泊系統由錨桿、第一錨鏈和安全錨鏈組成，在浮式構件四個角均設置了用于構件串接的中心孔，錨桿通過中心孔固定在浮式構件上，通過錨鏈與海底混凝土錨塊相連。所述的兼作波浪能發電裝置的浮式防波堤，其特征在于:與第一錨鏈相連的錨桿上安裝有信號傳輸裝置，當遇到較大破壞性的風浪致使第一錨鏈斷開時，安全錨鏈發揮錨系作用，同時傳輸信號中斷，以此通知管理人員及時對裝置進行維護，起到對結構物破壞進行預警的作用。本技術的有益效果是:(I)本技術所采用的浮式防波堤發電裝置，既削減了波浪的影響，為周圍海域提供了平穩的水域環境，同時將部分波浪能轉化成電能，為遠海供電提供一種清潔和便利的方式。(2)將該種裝置運用于深水海港或者海島周圍海域，可有效解決港區或海島居民的電力供應問題。(3)在浮式防波堤迎浪面至背浪面的水下部分設置幾排貫穿浮體的消波孔，對于入射波進行部分削減，既一定程度上提高消浪效率又可以減少波浪力對結構的沖擊，有利于保護結構的穩定性，消波孔的排列和數量通過平衡工作海域的消浪與發電要求而定。(4)空氣透平式發電機組置于輸氣管道內，該裝置的波能轉換率較高，對地形的依賴性小，將氣室上方的氣流通道入口處，設計成聚流罩的形狀，不僅可以增大驅動透平發電機的氣流流速，而且提高了氣室內空氣動能的利用率；同時，波能通過氣室內的壓縮空氣傳遞，使得發電機組不和海水直接接觸，這樣可以減少波浪對其結構的破壞，也可避免海水的腐蝕，提高了其在海洋環境中的適應能力。(5)該防波堤可根據實際海況條件和用電需求，在垂直于波譜中主頻波波向線的方向平行布置多個結構單元，從而增加利用波能的水域范圍和提高發電裝置對于波譜的適應范圍當前第1頁1 2 本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種兼作波浪能發電裝置的浮式防波堤，包括浮式構件、空氣透平發電機組、氣室、氣流通道、錨泊系統和信號傳輸裝置，其特征是：浮式構件通過錨鏈與海底的混凝土錨塊相連，在浮式構件的迎浪面上設置多個貫穿于浮體的消浪孔，空氣透平發電機安裝在氣流通道內。
【技術特征摘要】
【專利技術屬性】
技術研發人員：姚宇，段自豪，袁萬成，蔣昌波，
申請(專利權)人：長沙理工大學，
類型：新型
國別省市：湖南;43
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