專利名稱：一種潮汐發電設施的制作方法
技術領域：
本發明涉及能源工程，屬于一種潮汐發電設施。
占地球表面積百分之七十以上的海洋蘊藏著無窮無盡的能量，將這些能量提取、轉化、利用起來，是人們一直追求的目標。而利用波浪的運動和潮汐的漲落發電更是世界各國研究開發的重點。如美國專利4398095公開的浮體式波浪激勵的水力發電系統就是利用被錨定在海底的活塞—唧筒式泵提取波浪能量來發電。而中國專利CN85107154A公開的一種波能發電機，即設計了按基諧模操作的共振室，這種共振室建造在海床上，可將波浪的振幅加大，因而有可能使共振室內的浮體和泵有增大的能量輸出，以發出更多的電能。而現有的潮汐發電設施則是在海邊筑壩建庫，積蓄上漲的潮水形成落差以推動水輪發電機發電。上述發明及設施各有特點，但其局限性亦十分明顯利用活塞、泵體機械換能，在技術、工藝和材料上要求很高，有很多難點需要解決，安裝、使用和維修亦不是易事。而筑壩蓄潮不僅工程造價高，而且受漲潮高程的制約，亦限制了發電機組的容量和效率。
本發明的目的就是要提供一種能有效利用晝夜潮汐變化時海水漲落的能量，且易于建造、安裝、維護、使用的潮汐發電設施。
為完成發明任務而設計的潮汐發電設施，由置于海床上的下沉體和浮于下沉體上方海面的浮動體兩部分組成，下沉體為預制構件，由上腔、下腔和內含牽引體的中心腔構成，下腔內裝有水輪發電機組，與水輪發電機組相通的進出水管道一端經過濾室進出海水，另一端與中心腔腔底相通，中心腔內的牽引體與置于上腔和下腔之間的膜片連接，使膜片下的中心腔形成水密腔，牽引體上有由帶長度調節器和鎖定器的垂直繩纜和斜拉繩纜組成的懸拉裝置與浮動體相連。
將本發明潮汐發電設施下沉體的預制件和水力發電機組等內部設備，在設施使用地的海面上組裝就緒，向下沉體的上、下腔體內灌入海水，使下沉體沉至海床定位，然后在下沉體上方組裝浮動體，并在低潮時將牽引體上的懸拉裝置的繩纜與浮動體相連，該設施就可投入使用。潮漲時，浮動體隨海面上升，上拉牽引體，使水密腔形成負壓，海水即經過濾室被吸入進出水管推動水輪發電機組發電，并充入水密腔。由于水密腔的相對容積很大，而牽引體在中心腔內的升降范圍又大于潮汐的落差。所以隨著潮水的上漲和牽引體的上行，海水一直被吸入進出入水管推動水輪發電機發電；落潮時，浮動體隨海面下降，牽引體因自重下行，擠壓水密腔內的海水經進出水管排出，從而推動水輪發電機繼續發電。如此晝夜循環，不論潮漲潮落，水輪發電機均發電不止。利用懸拉裝置上的長度調節器和鎖定器，可調節垂直繩纜和斜拉繩纜的長度，以適應逐日潮汐的變化保證設施正常工作。
為了減輕預制件自身重量，便于運輸和組裝，使下沉體能根據需要灌水下沉或排水上浮，可使下沉體的下腔內有注水閥經水口與海水相通，下腔還與上腔相通。而牽引體為空心腔體，其內有注水閥經水口與水密腔和進出水管道相通，牽引體頂上有通氣管道與海面上大氣相通，下沉體的上腔亦有通氣管道與海面上大氣相通。
為避免因牽引體上升過速或推動水輪發電機的進出入水管流量所限而使水密腔負壓過大，可在下沉體的下腔內設補水閥，使補水閥一端經管道和過濾室與海水相通，另一端與水密腔通，以在必要時補水平衡負壓。
由于本設施的浮動體是浮于海面上的大型建筑物，其面積大，具有較強的抗風浪能力，更可數個連在一起。因此浮動體的上平面是可作為碼頭、貨場、直升機機場、發射場或運動場的海上平臺。浮動體的空腔則可以是浴池、養殖池科學試驗、考察基地、海洋觀光設施或海上旅館等。而在浮動體的下方可設養殖網箱、聲納裝置或潛水吊倉，懸掛于浮動體上，用途十分廣泛。
為保證懸拉裝置工作更加可靠，不受海水影響，懸拉裝置可以是牽引體上的繩纜和置于浮動體內的、自動調節繩纜長的電動絞盤機。
在近岸淺水區，本設施的懸拉裝置也可以是與牽引體固定連接的、垂直高度可自動調節的鋼性構件。
以下結合附圖實施例描述本發明。


圖1為本發明潮汐發電設施示意圖。
如圖1所示，本發明潮汐發電設施由置于海床上的下沉體5和浮于下沉體5上方海面的浮動體14組成，下沉體5為預制件，由上腔6、下腔26和內含牽引體17的中心腔4構成，下腔26內裝有水輪發電機組2，與水輪發電機組2相通的進出水管道1一端經過濾室3進出海水，另一端與中心腔4腔底相通，中心腔4內的牽引體17與置于上腔6和下腔26之間的膜片19連接，使膜片19下的中心腔4形成水密腔21，牽引體17上有由帶長度調節器和鎖定器9的垂直繩纜12和斜拉繩纜11組成的懸拉裝置與浮動體14相連。下沉體5的上腔6有通氣管道7與海面上的大氣相通。上腔6和下腔26之間相通，下腔26內還有注水閥25經水口與海水相通。牽引體17的腔體16頂上亦有通氣管道9與海面上大氣相通。牽引體17的腔體16內有注水閥18經水口20與水密腔21和進出水管1相通。下沉體5的下腔26內還設有補水閥22，補水閥22一端經管道24和過濾室23與海水相通，另一端與水密腔21相通。浮動體14的上平面為海上平臺，可作直升機場、碼臺、貨場、發射場或運動場。浮動體14的內腔13則可設浴池、養殖池、科學試驗、考察基地、海洋觀光設施或海上旅館。而浮動體14的下方可設網箱、聲納裝置或潛水吊倉。水下電纜8可將水輪發電機組2所發電力輸出。
本發明潮汐發電設施易生產、組裝、遷移和維護、建造成本低，而效益高而穩定，且能綜合利用，很有開發前景。
權利要求
1.一種潮汐發電設施，其特征在于該設施由置于海床上的下沉體和浮于下沉體上方海面的浮動體兩部分組成，下沉體為預制構件，由上腔、下腔和內含牽引體的中心腔構成，下腔內裝有水輪發電機組，與水輪發電機組相通的進出水管道一端經過濾室進出海水，另一端與中心腔腔底相通，中心腔內的牽引體與置于上腔和下腔之間的膜片連接，使膜片下的中心腔形成水密腔，牽引體上有由帶長度調節器和鎖定器的垂直繩纜和斜拉繩纜組成的懸拉裝置與浮動體相連。
2.根據權利要求1所述的潮汐發電設施，其特征在于所說的下沉體的下腔內有注水閥經水口與海水相通，下腔還與上腔相通，所說的牽引體為空心腔體，其內有注水閥經水口與水密腔和進出水管道相通，牽引體頂上有通氣管道與海面上大氣相通，下沉體的上腔亦有通氣管道與海面上大氣相通。
3.根據權利要求1或2所述的潮汐發電設施，其特征在于所說的下沉體的下腔內有補水閥一端經管道和過濾室與海水相通，另一端與水密腔相通。
4.根據權利要求1所述的潮汐發電設施，其特征在于所說的浮動體的上平面是可作為碼頭、貨場、直升機機場、發射場或運動場的海上平臺。
5.根據權利要求1所述的潮汐發電設施，其特征在于所說的浮動體的空腔可以是浴池、養殖池、科學試驗考察基地、海洋觀光設施或海上旅館等。
6.根據權利要求1所述的潮汐發電設施，其特征在于所說的浮動體的下方設網箱、聲納裝置或潛水吊倉懸掛于浮動體上。
7.根據權利要求1所述的潮汐發電設施，其特征在于所說的牽引體上的懸拉裝置是繩纜和置于浮動體內的自動調節繩纜長度的電動絞盤機。
8.根據權利要求1所述的潮汐發電設施，其特征在于所說的連接浮動體和牽引體的懸拉裝置是與牽引體固定連接的、垂直高度可自動調節的鋼性構件。
全文摘要
本發明是一種利用潮汐發電的能源設施,由置于海床上的下沉體和浮于下沉體上方海面的浮動體組成,下沉體由上腔、下腔和內含牽引體的中心腔構成,牽引體與置于上腔和下腔之間的膜片連接,使膜片下的中心腔形成水密腔,牽引體由繩纜與浮動體相連,隨潮汐上漲使水密腔形成負壓將海水吸入下沉體推動其內的水輪發電機發電并存于水密腔內,落潮時,牽引體下降,使水密腔內的海水外排,繼續推動水輪發電機發電。該設施易于生產、安裝、遷移和使用維護,更可綜合利用,很具使用前景。
文檔編號F03B13/20GK1186906SQ98100410
公開日1998年7月8日 申請日期1998年2月13日 優先權日1998年2月13日
發明者常勝 申請人:常勝