漂浮式潮流电站锚泊系统的设计和计算

发布时间：2017-04-24 05:08

  本文关键词：漂浮式潮流电站锚泊系统的设计和计算，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：海洋能源是地球上最大的能源储备，是不需要燃料的理想能源，是不污染环境的清洁能源，是可再生能源。利用海洋能发电既经济，又不占用土地，不受气候影响，也不污染环境，实为利用价值极高、潜力巨大的新能源，它将是未来新能源中相当重要的部分。我国拥有独特的海洋地理优势，是世界上潮流能蕴藏量最丰富的地区之一。因此，如何利用潮流能发电是急需解决的问题。 现已建成并通过验收鉴定的70kw潮流实验电站，采用漂浮式载体作为发电水轮机的工作载体。为了保证潮流实验电站在大多数海况下可以正常工作和恶劣海况下的安全，漂浮载体系泊系统的设计就尤为重要。为此，本文主要开展了以下几方面的工作： 1．介绍了二维切片方法，，应用该方法计算了发电船所受到的波浪力及其在波浪中的运动。应用API推荐公式计算了发电船所受到的风力、流力； 2．在设计适合70kw潮流电站的锚泊系统之前，要深入了解设计锚泊系统的原理及其基本知识。因此本文详细介绍了锚泊系统的静力分析以及锚链的动力分析理论； 3．根据发电船工作海域特点，基于锚泊系统静力及动力分析原理，提出了三种锚泊系统的设计方案，并对这三种方案进行了安全校核和比较分析。通过比较分析可知，三种设计方案均满足安全要求，第三种方案最优。 4．通过对不同水深情况及锚链参数下锚泊系统的计算，得到了潮流电站锚泊系统的初步设计图谱，并介绍了该图谱的使用方法。
【关键词】：锚泊系统 二维切片方法 设计图谱 初步设计 锚链动力分析
【学位授予单位】：哈尔滨工程大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2004
【分类号】：U674.3
【目录】：

• 第1章 绪论9-16
• 1.1 研究背景9-10
• 1.2 潮流能利用的技术现状10-12
• 1.2.1 潮流能简介10-11
• 1.2.2 国外潮流能利用的发展现状11
• 1.2.3 我国潮流能资源和潮流能开发利用情况11-12
• 1.3 锚泊系统设计计算的国内外研究现状12-14
• 1.3.1 国外研究现状12-13
• 1.3.2 国内研究现状13-14
• 1.4 问题的提出14-15
• 1.5 本文工作要点15-16
• 第2章 潮流电站的受力及运动计算16-33
• 2.1 潮流电站所受波浪力的计算16-28
• 2.1.1 坐标系的建立16-18
• 2.1.2 船舶周围流场的速度势18
• 2.1.3 非定常扰动势的定解条件18-19
• 2.1.4 二维切片法的前提假设19-22
• 2.1.5 附加质量和阻尼系数的表达22-24
• 2.1.6 波浪力(矩)的计算24-27
• 2.1.7 波浪力(矩)的计算结果27-28
• 2.2 潮流电站所受到的二阶慢漂力28-29
• 2.3 潮流电站受到的流力及锋利的计算29-30
• 2.3.1 流力的计算29-30
• 2.3.2 风力的计算30
• 2.4 潮流电站锚泊系统设计水平负荷的确定30-31
• 2.5 潮流电站在风、浪、流环境中的运动31-32
• 2.6 本章小结32-33
• 第3章 锚泊系统设计分析的基本原理33-56
• 3.1 链索的力学特性33
• 3.2 悬链线方程的推导33-38
• 3.2.1 全链悬垂线方程的推导33-37
• 3.2.2 链加重块组合悬垂线的公式37-38
• 3.3 锚泊定位系统的静力分析38-46
• 3.3.1 预张力的确定38-41
• 3.3.2 锚泊系统的静力分析41-46
• 3.4 锚链线的初步动力分析46-54
• 3.5 本章小结54-56
• 第4章 潮流电站锚泊系统的方案设计56-71
• 4.1 锚泊系统的主要设计数据56
• 4.2 锚泊系统的方案设计说明56-57
• 4.3 苗泊系统设计方案一57-61
• 4.3.1 锚链的布置57-58
• 4.3.2 锚链参数的选取58-59
• 4.3.3 锚链受力的计算和强度校核59-60
• 4.3.4 锚的设计60-61
• 4.3.5 设计分析61
• 4.4 锚泊系统设计方案二61-65
• 4.4.1 锚链的布置61-62
• 4.4.2 锚链参数的选取62-63
• 4.4.3 锚链受力的计算和强度校核63-64
• 4.4.4 锚的设计64-65
• 4.4.5 设计分析65
• 4.5 锚泊系统设计方案三65-69
• 4.5.1 锚链的布置65-66
• 4.5.2 锚链参数的选取66-67
• 4.5.3 锚链受力的计算和强度校核67-68
• 4.5.4 锚的设计68-69
• 4.5.5 设计分析69
• 4.6 三种方案的比较分析69-70
• 4.7 本章小结70-71
• 第5章 锚泊系统初步设计图谱71-74
• 5.1 图谱的形成71-73
• 5.2 图谱的使用方法73
• 5.3 本章小结73-74
• 结论74-75
• 参考文献75-78
• 攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果78-79
• 致谢79-80
• 附录A80-85
• 附录B85-97

【引证文献】

中国期刊全文数据库 前3条

1 马勇;张亮;马良;陈展;;竖轴水轮机式潮流能发电装置开发现状与发展趋势[J];科技导报;2012年12期

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3 秦余钢;马勇;马良;李鹏;;座底式水平轴潮流能电站载体设计及性能分析[J];科技导报;2013年03期

中国博士学位论文全文数据库 前1条

1 邵萌;海洋能多能互补智能供电系统总体开发方案研究及应用[D];中国海洋大学;2012年

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本文编号：323620