竖轴双转子半潜式潮流能发电装置设计及性能分析
发布时间：2021-07-30 19:50
潮流能作为一种海洋可再生能源,因为其具有清洁性、分布广、可预测性强的优点,近年来成为国内外广泛研究的热点。为了提高整体潮流能开发能力,以及推进商业化发展,大型潮流能开发是未来发展的趋势。然而就目前的研究现状而言,基本都是以小型化利用为主,而对大型潮流能利用研究甚少。本文基于目前的研究成果,提出一种竖轴双转子半潜式潮流能发电装置的总体设计,可以实现潮流能的大型化利用。采用了计算流体力学CFD和三维势流理论相结合的方法,分析装置在复杂海洋环境载荷下的时域耦合运动响应。本文可为大型漂浮式潮流能装置的开发设计提供理论和方法支持。本文首先确定设计要求、设计海况及参考规范,根据经验公式确定满足600kW功率的水轮机主尺度,并采用新型悬臂式水轮机。接下来,根据水轮机主尺度选择合适的半潜式载体形式及主尺度,并确定合适的系泊系统形式和布置方式。然后,基于计算流体力学CFD方法,研究振荡运动下水轮机的载荷大小。通过ICEM建立水轮机模型,使用CFX软件进行计算。分别模拟了单转子、双转子水轮机均匀流运动及单转子、双转子水轮机振荡运动下的受力对比分析及流场分析。特别是在振荡运动下的水轮机载荷,就不同的振荡频率...
【文章来源】：哈尔滨工程大学黑龙江省 211工程院校
【文章页数】：112 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
“万向I”70kW
“万向II”40kW座海底
哈尔滨工程大学硕士学位论文4流电站，如图1.5所示。由国家“十五”863计划项目支持，建于浙江省岱山县对港山水道。采用了双转子可调角直叶片水轮机技术，坐在海底工作，发出的电力为灯塔照明。其外形尺寸为(7.6×7.6×5）m，电站重量为61.7t，立轴轮机的尺寸为D=2.5m,B=2.5m，叶片数量为2×3，在仙洲桥灯塔供电。图1.5“万向II”40kW座海底式潮流能独立发电系统“海明I”号10kW座海底式水平轴潮流能独立发电系统（2008-2011）于2011年9月23日投放在岱山县小门头水道，如图1.6所示，为仙舟桥“海上生明月”灯塔照明和供热，至2012年4月已连续运行6个月，累计发电量12859kWh。主要参数为，装机容量10kW，叶轮直径2.0/2.5m，额定流速2m/s，系统输出三相400V/50Hz；外形尺寸9.0×7.5×6.5m，结构重量20t。图1.6“海明I”号10kW座海底式水平轴潮流能独立发电系统“海能I”2×150kW潮流能电站（2008.01-2012.12）建于浙江省岱山县龟山水道，两台机组独立发电经海底电缆为官山岛提供电力，如图1.7所示。双体船载体长24m、宽13.9m、型深3.0m；锚泊系统适应潮差4m、4组锚链长992m；叶轮直径4m、叶片数2×4；立式低速永磁交流发电机2台，单机额定功率150kW；系统输出三相400V/50Hz；海底电缆长度350m。
【参考文献】：
期刊论文
[1]带有弹性索的潮流能电站系泊系统的设计及特性[J]. 马勇,李炳强,徐颜,胡超,周丙浩. 船舶工程. 2017(03)
[2]水平轴潮流能水轮机耦合运动水动力分析[J]. 王树齐,马伟佳,徐刚,张亮. 上海交通大学学报. 2017(01)
[3]水平轴潮流能发电机组液压变桨技术研究与海试[J]. 刘宏伟,李伟,林勇刚,顾亚京,李阳健,谢卓君. 海洋技术学报. 2016(05)
[4]偏流角对潮流能水轮机水动力影响研究[J]. 王树齐,张理,耿敬,荆丰梅,张亮. 太阳能学报. 2016(01)
[5]半潜式平台整体结构设计的波浪载荷研究[J]. 李红涛,邓贤锋. 中国海上油气. 2015(02)
[6]潮流能水平轴叶轮纵摇运动水动力分析[J]. 张亮,王树齐,马勇,张学伟,国威. 哈尔滨工程大学学报. 2015(03)
[7]竖轴潮流能水轮机群数值模拟研究[J]. 郭峰山,贾明,林伟豪,宋永臣,赵佳飞. 太阳能学报. 2014(09)
[8]对我国海洋可再生能源开发利用的研究与探讨[J]. 项翔,李俊飞. 海洋开发与管理. 2014(06)
[9]舟山群岛海域潮流能数值估算与分析[J]. 侯放,于华明,鲍献文,武贺. 太阳能学报. 2014(01)
[10]潮流能研究现状2013[J]. 张亮,李新仲,耿敬,张学伟. 新能源进展. 2013(01)
博士论文
[1]水平轴潮流能发电机透平研究[D]. 吴百公.东北师范大学 2015
[2]共水平轴潮流能自变距双透平技术研究[D]. 张萧.东北师范大学 2013
[3]海上风力机系统流体动力性能数值模拟与试验研究[D]. 赵静.哈尔滨工程大学 2012
[4]船舶波浪载荷的三维水弹性分析方法研究[D]. 李辉.哈尔滨工程大学 2009
[5]竖轴H型叶轮及导流罩流体动力性能数值模拟[D]. 孙科.哈尔滨工程大学 2008
硕士论文
[1]竖轴潮流能水轮机水动力性能的二维数值模拟研究[D]. 胡戈行.中国海洋大学 2015
[2]水平轴潮流能发电机叶片的设计与实验研究[D]. 欧贤坤.东北师范大学 2015
[3]半潜式平台整体水动力与结构强度分析[D]. 薄景富.天津大学 2014
[4]竖轴潮流水轮机水动力性能的实验与数值研究[D]. 杨冉升.大连理工大学 2013
[5]漂浮式潮流电站系泊系统分析[D]. 杨仲.哈尔滨工程大学 2013
[6]漂浮式潮流电站总体方案设计[D]. 王志超.哈尔滨工程大学 2011
本文编号：3312021
【文章来源】：哈尔滨工程大学黑龙江省 211工程院校
【文章页数】：112 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
“万向I”70kW
“万向II”40kW座海底
哈尔滨工程大学硕士学位论文4流电站，如图1.5所示。由国家“十五”863计划项目支持，建于浙江省岱山县对港山水道。采用了双转子可调角直叶片水轮机技术，坐在海底工作，发出的电力为灯塔照明。其外形尺寸为(7.6×7.6×5）m，电站重量为61.7t，立轴轮机的尺寸为D=2.5m,B=2.5m，叶片数量为2×3，在仙洲桥灯塔供电。图1.5“万向II”40kW座海底式潮流能独立发电系统“海明I”号10kW座海底式水平轴潮流能独立发电系统（2008-2011）于2011年9月23日投放在岱山县小门头水道，如图1.6所示，为仙舟桥“海上生明月”灯塔照明和供热，至2012年4月已连续运行6个月，累计发电量12859kWh。主要参数为，装机容量10kW，叶轮直径2.0/2.5m，额定流速2m/s，系统输出三相400V/50Hz；外形尺寸9.0×7.5×6.5m，结构重量20t。图1.6“海明I”号10kW座海底式水平轴潮流能独立发电系统“海能I”2×150kW潮流能电站（2008.01-2012.12）建于浙江省岱山县龟山水道，两台机组独立发电经海底电缆为官山岛提供电力，如图1.7所示。双体船载体长24m、宽13.9m、型深3.0m；锚泊系统适应潮差4m、4组锚链长992m；叶轮直径4m、叶片数2×4；立式低速永磁交流发电机2台，单机额定功率150kW；系统输出三相400V/50Hz；海底电缆长度350m。
【参考文献】：
期刊论文
[1]带有弹性索的潮流能电站系泊系统的设计及特性[J]. 马勇,李炳强,徐颜,胡超,周丙浩. 船舶工程. 2017(03)
[2]水平轴潮流能水轮机耦合运动水动力分析[J]. 王树齐,马伟佳,徐刚,张亮. 上海交通大学学报. 2017(01)
[3]水平轴潮流能发电机组液压变桨技术研究与海试[J]. 刘宏伟,李伟,林勇刚,顾亚京,李阳健,谢卓君. 海洋技术学报. 2016(05)
[4]偏流角对潮流能水轮机水动力影响研究[J]. 王树齐,张理,耿敬,荆丰梅,张亮. 太阳能学报. 2016(01)
[5]半潜式平台整体结构设计的波浪载荷研究[J]. 李红涛,邓贤锋. 中国海上油气. 2015(02)
[6]潮流能水平轴叶轮纵摇运动水动力分析[J]. 张亮,王树齐,马勇,张学伟,国威. 哈尔滨工程大学学报. 2015(03)
[7]竖轴潮流能水轮机群数值模拟研究[J]. 郭峰山,贾明,林伟豪,宋永臣,赵佳飞. 太阳能学报. 2014(09)
[8]对我国海洋可再生能源开发利用的研究与探讨[J]. 项翔,李俊飞. 海洋开发与管理. 2014(06)
[9]舟山群岛海域潮流能数值估算与分析[J]. 侯放,于华明,鲍献文,武贺. 太阳能学报. 2014(01)
[10]潮流能研究现状2013[J]. 张亮,李新仲,耿敬,张学伟. 新能源进展. 2013(01)
博士论文
[1]水平轴潮流能发电机透平研究[D]. 吴百公.东北师范大学 2015
[2]共水平轴潮流能自变距双透平技术研究[D]. 张萧.东北师范大学 2013
[3]海上风力机系统流体动力性能数值模拟与试验研究[D]. 赵静.哈尔滨工程大学 2012
[4]船舶波浪载荷的三维水弹性分析方法研究[D]. 李辉.哈尔滨工程大学 2009
[5]竖轴H型叶轮及导流罩流体动力性能数值模拟[D]. 孙科.哈尔滨工程大学 2008
硕士论文
[1]竖轴潮流能水轮机水动力性能的二维数值模拟研究[D]. 胡戈行.中国海洋大学 2015
[2]水平轴潮流能发电机叶片的设计与实验研究[D]. 欧贤坤.东北师范大学 2015
[3]半潜式平台整体水动力与结构强度分析[D]. 薄景富.天津大学 2014
[4]竖轴潮流水轮机水动力性能的实验与数值研究[D]. 杨冉升.大连理工大学 2013
[5]漂浮式潮流电站系泊系统分析[D]. 杨仲.哈尔滨工程大学 2013
[6]漂浮式潮流电站总体方案设计[D]. 王志超.哈尔滨工程大学 2011
本文编号：3312021
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